交流电基础知识要点分析

1、交流电基础知识要点分析 略微懂些电工基础的伴侣都知道，我国使用的是沟通电，一般频率是50Hz。我们常见的电灯、电动机等使用的都是沟通电。 说起为什么要采用沟通电？大家的回答无非是：在以往的技术条件下，沟通电比直流电更有效率。但真的惟独这么容易吗？其实，沟通电与直流电始终在PK，这还真不是一两句就能解释的！ 下面就看看老帕是怎么回答的吧！ 一项创造，在历史长河中是否具有生命力，取决于它的有用价值。例如拉链，被誉为最宏大的创造，其道理也基于此。 我们知道，电能包括发电、输送电、配电和用电四大过程。 1.发电和输送电的升压和降压 在发电和输送电的过程中，有一个关键的设备，就是变压器。为何要用变压器来

2、转变电压？ 我们知道，电能的传输导线是具有电阻的，传输导线所消耗的电能功率Pline为： Pline=I²R。 这里的I就是流过导线的电流。 可见，为了减小线路损耗，就要减小电流。事实上，输送电消耗掉的电能，占总发电电能的比例不行小觑。减小输送电的线路损耗，有很大的意义。 要减小电流，最便利的就是利用变压器。倘若我们忽视掉变压器的各种损耗，例如铁损、铜损等等，则变压器两侧的功率基本相等。把变压器某侧的电压上升，该侧的电流自然就减小了。 不过，变压器只能工作在沟通电路中，不能工作在直流状态下。 我们来看变压器的工作原理： 忽视变压器的损耗，则有： U1I1=U2I2 K=U1/U2=I

3、2/I1 在这里，U1和I1是变压器一次侧的电压和电流，U2和I2是变压器二次侧的电压和电流，K是变比。 我们看到，只要把U2提高，则I2自然就小了，于是在输配电线路的起始端，我们把电压给上升，在输配电线路的末端，我们再把电压给降下来。这样就减小了线路损耗。沟通传输线上的高压电和超高压电其用途就在于此。 我们看到，利用变压器，沟通电压的凹凸变换何其便利。 但直流电可以升压吗？固然可以，但相对沟通升压来说，要棘手许多，且成本要高许多。除非是长距离输送电，否则不上算。 可见，在发电和输送电中，沟通电比直流电要便利许多，成本也低廉许多。 不过，也不是说直流就没有优势。沟通线路电阻与直流相比，还多了趋

4、肤效应和邻近效应，因此同样的导线，沟通线路电阻大于直流线路电阻。换句话说，沟通的线路损耗大于直流的线路损耗。也因此，采用直流长距离输送电，也是人们追求的目标之一。 我国在这方面走在世界前列，我国的世界首条±800kV的直流输电线路正在安稳高效平安地运行中。 2.配电方面的问题 在输送电的末端，需要分配电能，这就需要使用配电电器。配电电器的主要元件是各类隔离开关和断路器。 对于开关电器来说，灭弧是个大问题。电弧会烧蚀触头，产生巨大的热冲击，严峻影响到开关设备的稳定工作。 沟通电和直流电相比，每个周波有两次过零，而过零时，电弧也自动熄灭，所以沟通电器的灭弧能力强于直流电器。 有一个参数，

5、它描述的是电弧熄灭后电弧介质气体的恢复过程和恢复强度，用Ujf来表达；另外一个参数，它描述的是电弧熄灭后，电压升高过程和强度，用Uhf来表达。 所谓介质气体的恢复，指的是气体从电弧的等离子状态恢复为正常气体状态，明显，它与时光有关，也与气体性质有关。 倘若：UjfUhf 也即，介质恢复强度大于电压恢复强度，则电弧将不会不重新燃烧。 上图中，在时刻0，沟通电弧过零熄灭。但过零后，Ujf2小于Uhf，所以沟通电弧重燃；Ujf1Uhf，所以沟通电弧不再重燃，并且彻底地熄灭。 不过，直流电弧可没这么好，它根本就不会过零。 我们看下图： 上图是GIS复合开关，一般用于高压配电网。GIS看起来象一只只的锅

6、炉，大筒子里就是开关，开关四周布满了六氟化硫气体。六氟化硫气体的特点是分子量大，十分稳定，绝缘性能特殊好，所以用来在高压电器中加强灭弧，提高Ujf。 不过，六氟化硫是温室气体。因此人们期待能找到一种气体替代它。真空就是一种好主意。 可见灭弧是多么重要的一件事。 在这方面，直流电比沟通电要逊色多了。因此，同样的开关电器，用在直流就务必降容。 为了改善直流开关电器的灭弧能力，人们在电弧烧蚀的材料中镀上一层特种膜，在高温烧烤下，能释放出类似六氟化硫的气体，以此提高介质恢复强度。 3.用电电器方面 在用电电器方面，最典型的就是沟通鼠笼式异步电动机了。相对直流电机，它价格低廉，工作牢靠，性能稳定，也无须更换碳刷。 因此，直流电机彻低比不上沟通电机的便利、有用和牢靠，直流电机的应用面也要小许多。不行否认的是，直流电机的调速性能良好，但自从有了变频器，沟通电机的调速问题也解决了，直流电机的优点也被减弱了。 4.电源变换方面 沟通电变成直流电，非常便利，采用整流电路就可以了。但直流电要变成沟通电，需要配套逆变器，相对棘手得多。 以上容易地说明白沟通电的优点。 不过，直流电的稳定是不行否认的。因此在配电室里，6