19世紀(jì)90年代,發(fā)生了著名的交流電與直流電之戰(zhàn),使得兩大電力巨頭卷入了這場“電流大戰(zhàn)”。托馬斯愛迪生支持的直流電被尼古拉特斯拉支持的交流電所威脅。為了敗壞交流電的名聲,愛迪生采取了一些手段誤導(dǎo)大眾,他不惜用交流電來電死一頭大象,以此來告訴世人交流電的致命性危險。
然而,這個并沒有影響到特斯拉想要推廣更為廉價且高效的電能的夢想。最終,特斯拉的夢想實現(xiàn)了,交流電占據(jù)了主導(dǎo)地位,統(tǒng)治了一個世紀(jì),不管是家庭還是辦公室都是使用交流電。不夠,到了現(xiàn)在,直流電似乎有卷土重來的氣勢。那么,為什么交流電在過去能夠所向披靡呢?又是為什么直流電會卷土重來呢?
直流電的大小和方向不隨時間進(jìn)行變化。這就產(chǎn)生了一個問題,電能在傳輸?shù)倪^程中會發(fā)生耗損,而且傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn),耗損就越嚴(yán)重。所以實際的使用情況就是,距離發(fā)電站越近,居民家里的電燈就越明亮,而距離發(fā)電站越遠(yuǎn),電燈就越昏暗。
電能在傳輸?shù)倪^程中大量耗損,這在當(dāng)時是一個無法解決的問題,因為當(dāng)時認(rèn)為直流電是無法升壓的。
所以為了能夠讓城里的所有居民都用上電燈,就必須要多建發(fā)電站,每隔一段距離就建設(shè)一座發(fā)電站,這樣做成本還是挺高的,但也沒有更好的辦法了。當(dāng)時在愛迪生的公司里有一個頗具才華的年輕人,他叫做特斯拉。
因為一直受到愛迪生的打壓,所以難以嶄露頭角,終于,他離開了愛迪生,開始專心研究一種新的電力系統(tǒng),交流電。交流電和直流電不同,它的大小和方向可以隨著時間進(jìn)行周期性變化。所以交流電可以進(jìn)行升壓,這是一個簡單的電學(xué)常識,電壓升高了,電流自然就減小了,所以損耗也就小了,使用交流電系統(tǒng),只要先提高電壓,再在各居住區(qū)安裝變壓器,就可以保證電壓的穩(wěn)定。
有了交流電就再也不需要滿世界建造直流電發(fā)電站了,此時直流電與交流電可以說是已經(jīng)高下立判。
任何一種新事物的誕生總是要受到舊事物的打壓,交流電的興起令一個人慌了,他就是愛迪生。如果大家都去使用交流電,那他滿世界建造的直流發(fā)電站怎么辦呢?于是愛迪生開始不遺余力地打壓交流電,但是最終還是交流電得到和廣泛的應(yīng)用。
交流電雖然興起了,但直流電也并沒有退出歷史的舞臺,在現(xiàn)代技術(shù)的加持下,直流電又有了新的發(fā)展。
直流電之所以會被交流電取代,是因為直流電無法升壓,這樣就導(dǎo)致在傳輸過程中耗損嚴(yán)重。直流發(fā)電機(jī)的確是無法升壓,但是交流發(fā)電機(jī)可以,交流發(fā)電機(jī)在經(jīng)過換流器之后就可以產(chǎn)生超高壓的直流電,電壓上去了,電流就下來了,損耗也就減小了,直流電也就再次具備了使用價值。
目前世界上很多國家都有直流電輸電線路。即高壓直流輸電,利用穩(wěn)定的直流電具有無感抗,容抗也不起作用,無同步問題等優(yōu)點(diǎn)而采用的大功率遠(yuǎn)距離直流輸電。輸電過程為直流。常用于海底電纜輸電,非同步運(yùn)行的交流系統(tǒng)之間的連絡(luò)等方面。
在一個高壓直流輸電系統(tǒng)中,電能從三相交流電網(wǎng)的一點(diǎn)導(dǎo)出,在換流站轉(zhuǎn)換成直流,通過架空線或電纜傳送到接受點(diǎn);直流在另一側(cè)換流站轉(zhuǎn)化成交流后,再進(jìn)入接收方的交流電網(wǎng)。直流輸電的額定功率通常大于100兆瓦,許多在1000-3000兆瓦之間。高壓直流輸電用于遠(yuǎn)距離或超遠(yuǎn)距離輸電,因為它相對傳統(tǒng)的交流輸電更經(jīng)濟(jì)。