超级电力强国 - 480 大方的造物主

    超级电力强国 作者:给您添蘑菇啦

    480 大方的造物主

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    480 大方的造物主

    要注意的是，串联补偿是用于交流输电的，跟直流输电没太大关系，而且全国此时都还没有拿得出手的直流输电项目，大规模的超高压直流输电工程将为未来的三溪电力送出而建。

    虽然交流、直流所有人都耳熟能详，但在张逸夫还没进入电院的时候，他就像许多人一样问过自己——

    交流电到底是什么东西？为什么不用看起来很直接的直流电？

    这件事其实怪不得别人，怪就怪我们绝大多数发电机的发电原理，叶轮不断旋转切割磁感线发电，这样的电发出来注定就是变换的。在发电过程中，随着磁场旋转，电压、电流的角度、大小甚至正负都在以一个固有的频率正弦变换，波峰波谷如同巨乳与翘臀一般交替，这就是交流电，而我国的标准是50hz，就是说一秒要来50次这样的变换，发变电设备和输电网络都是基于这个标准。

    因此，这也就促使现在绝大多数相关电气设备都是按照交流电标准制造的，直流电完全是另一套系统。

    而且这种局面很难撼动，因为发电机原理就是这样无法撼动，当然也存在“耍着玩”的直流发电机，原理上仍然是这一套，只是通过加一些环节与手段，使出口出来的是直流电，无论从成本和效率角度来看，对于发电行业来说都没什么意义。

    于是在这个环境下，我们身边的一切几乎都是交流电，每一个家用电器也按照220v，50hz进行设计，原理决定应用。

    也正是因为交流电的原理，在长距离传送过程中。随着线路中电流的不断变化，又反向产生出了一个变换磁场，电与磁的关系永远是这么微妙。相爱相杀。

    完了没？当然没完，电磁感应这才刚刚开始。这个磁场同样会产生感应电流来抑制线路中的电流，这部分电流虽然与输电主流相比微不足道，但也依然让电能牺牲了一些，线路越长，牺牲的越多，效率也就越低。

    这就是电感，阻碍交流输电的最大元凶。

    当然输电线路铜质电线的固有电阻也会使电能损耗，可铜已经是最科学效率的选择了。在现有材料学的范畴内，已经没什么做文章的空间。

    但在电磁学范畴内，我们还有空间。

    这种电感产生的阻碍，称之为感抗，与交流电相同，它的角度与大小都在不断变化，正弦变化，乳臀变化。

    于是在60年前左右，一位大哥就这个该死特性，想到了输电过程中又一个恶心的阻碍。电容，电容实际上就是电池的基本原理，两块板子。中间产生电场，那又是一个复杂的概念了，虽然高中物理就聊过，但也许物理老师都没完全搞明白。

    抛去中间复杂的电磁学知识，如果在输电线路中加入电容，同样会产生阻碍电能传递的东西，这东西叫容抗。

    感抗+容抗+铜线电阻，哥儿仨凑一块儿，阻碍电能输送的元凶就齐了。

    引入了电容后。60年前的那个家伙不禁脑洞大开，假设让电容造成的容抗。与电感造成的感抗处于一种相反状态，大家负负得正。是不是就都老实了？这哥俩打的两败俱伤，是不是就没功夫阻碍输电了？

    脑洞大开的大哥，几乎不用试验，就联想到了一个惊人的事实，作为物理学小天才，他立刻想到电容电压滞后电流90°，电感电压超前电流90°。一个建立在基本电学原理上的，简单的s、s微分揭示了这一切。

    这简直就是造物主神圣的赐予，一个超了90°，一个落了90°，加一起刚好差了180°，完全相反！人们几乎不用再加什么复杂的技术手段，这哥俩儿天生就可以抵消！

    可以想象，电感电压在波峰的时候，电容电压正好在波谷，一秒钟50次往返，永远是那么协调，造物主帮你控制着一切。

    此外，在线路中增加电容是如此轻而易举又廉价的一件事情！几乎不会影响到输电！串联进去，补偿那个该死的电感！

    因此【串联补偿】这个术语就此产生，串联补偿又名无功补偿，因为整个过程都是不做功的，都是一种基于电磁电场原理层面的补偿，相当于【电感】说我打了你一拳，【电容】说我还了你一拳，然后大家都心满意足的走了，虽然谁也没打谁，但这事儿解决了。反过来说，如果没有【电容】口头接受这一拳，【电感】没人聊，真的会打出来这一拳，电能输送就会产生损耗。

    学霸也有春天，靠理论物理学也可以拯救世界！

    如果还是太抽象，可以举个不怎么恰当，但足够直观的例子，谁都知道海洋有潮汐现象，也就是海浪，这个现象是由于月球引力导致的，我们脑袋上的这颗卫星在不断的旋转过程中，对每一滴海水都存在着微不足道的万有引力，当他们汇集在一起，就形成了潮汐，因为月球的旋转是规律的，所以潮汐也是规律的，定时涨落。

    那么是否存在一种最傻愣狠的方法，在不炸了月球，不伤害嫦娥姐姐的情况下遏制潮汐呢？

    理论告诉我们，当然有，那就是再造一个月球，与现在的月球在同一轨道上，以同样的速度和周期，沿着同样的轨道运动，只有一点不同，他们永远天各一方，假设旋转轨道是个圆，他们必须处于永远相对的点。

    这样他们对于海洋中每一滴水的作用力，都是都在永远的相反的方向。

    当这个人造月球质量与标准月球完全一致的时候，理论上就没有潮汐了。

    这件事恐怕只有造物主能做出来。

    有趣的是，在电磁世界里，造物主相当大方，他虽然弄出了电感恶心人，但也馈赠了电容给你一个机会，如果你能发现其中最有趣的地方，那将是一笔财富。

    但同时，造物主有多无私，他就有多残酷。

    480 大方的造物主

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