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直流輸電在輸電線路的始端，發電機發出的交流電經換流變壓器生壓後，送到換流站中的整流器中去，目的是將高壓交流電變為高壓直流電，再送入輸電線路。到達輸電線路的末端後，再經過末端換流站的逆變器變回交流電，接著再降壓輸送到用戶端的電網。這個就是直流輸電的大致原理。
當輸送相同功率的電能時，直流輸電線路造價比交流輸電低，且送電容量大，單位走廊寬度的送電功率大約是交流的4倍。比如直流±500kV線路走廊寬度約為30m，送電容量達3GW；而交流500kV線路走廊寬度55m，送電容量卻只有1GW。對於架空輸電線，交流要用三根導線，而直流一般用兩根採用大地或海水做迴路時只要一根，這樣可以節省大量的建設費用。這是直流輸電比交流輸電的一大優勢。
另外直流輸電不產生電容電流，沒有電抗，因而比交流輸電損耗小，輸電更穩定。直流輸電還具有控制系統響應快速、操作方便、調節精確、能夠實現多目標控制等優勢。
再來說說直流輸電比交流輸電的劣勢。直流輸電最大的劣勢在於換流站的設備比交流變電站要複雜得多，除了必須有的換流變壓器之外，還有可控硅換流器，以及換流器的控制調節裝置、濾波裝置、平波電抗器和其它附屬設備。這些設備加在一起造價十分高昂，抵消了一部分線路上節省的投資。比如輸電功率1200MW的工程，用交流500kV輸電，交流輸電工程的變電站部分投資約為±400kV直流換流站投資的66%。
（上圖為哈密南—鄭州±800kV特高壓直流輸電工程中州換流站）
所以只有在遠距離輸電上，直流輸電在線路造價上節省費用的優勢才能顯現出來。
這裡給大家介紹一個概念“等價距離”。等價距離是指輸送功率相同和輸電可靠性相當的條件下，直流輸電方式與交流輸電方式相比，當輸電距離達到某一長度時，直流線路比交流線路節省的那部分建設費用剛好抵償直流換流站比交流變電站增加的那部分建設費用，這個輸電距離成為交直流輸電的等價距離。在相同條件下，當輸電線路長度大於等價距離時，採用直流輸電所需的建設費用就要比交流輸電節省。
根據國際大電網會議提供的統計資料表明：1968年以後的一段時間內，當架空線路輸送功率為540~2160MW時，等價距離大約在640~960kM左右。由於直流輸電海底電纜可以節省更多，因此地下電纜的等價距離在60~90km，海底電纜的等價距離約為24~48km。
不過隨著技術進步，直流輸電的換流設備造價不斷降低，可靠性也比以前有了提升，使得直流輸電的等價距離也在不斷縮短。根據直流輸電設備製造廠提出的報告，雙極±400kV直流輸電線路的等價距離，已經從1973年的800km下降到500km左右。
輸電線路建設主要考慮的是經濟性，直流輸電和交流輸電各有優勢，沒有哪一種是一定的好，兩者將在很長一段時間裡並存並且有激烈競爭，交流與直流輸電相配合將是現代電力傳輸系統的發展趨勢。
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看到這個問題，想起了發生在19世紀美國的一場關於直流電與交流電的爭論。由於發明了白熾燈，發明家愛迪生成了權威，他只相信直流電，採用直流電供電系統，點亮白熾燈。但他手下有個天才，叫尼古拉.特斯拉的克羅地亞裔美國人，建議他搞交流電，愛迪生雖然搞了許多發明創造，動手能力強，但畢竟是自學成才，在理論上有欠缺，不太能理解交流電的原理，沒采納。此處不留爺，自有留爺處。特斯拉就轉投另一個公司，那個老闆比較民主，讓科學家自由想象，自主研究。特斯拉依靠他的才能，利用了法拉第，麥克斯韋的電磁感應理論，進一步完善了交流發電機，並搞出了一套交流電的供電系統，還發明瞭鼠籠式交流電動機。在當時的技術條件下，交流電在變配電方面比較方便。而直流電只能近距離低壓供電。雖然愛迪生為了他公司利益，利用他的權威，做了許多小動作，但他的直流供電系統終究敵不過交流供電系統，被特斯拉的交流電供電系統所淘汰。1831年，法拉弟發現了電磁感應原理，併發明瞭直流發電機，但發電機發出的是低壓，不能遠距離輸送，不然損耗很大，因為在當時的條件下，直流變壓困難。1866年德國的西門子發明了交流發電機，而交流電可以方便地用變壓器升降電壓，用高壓交流電遠距離供電。依靠特斯拉的交流供電傳統，交流電得以蓬勃發展。現在我們也是用傳統的交流電供電。交流電雖然升降壓方便，電廠出來的低壓交流電，經過一次變，把低壓變成高壓甚至超高壓電進行遠距離輸送。然後再降壓給用戶，可以大大減少在電力輸送中的損耗。當時直流電因不能像交流電那樣方便的變壓，而被淘汰，但現在知道，交流電在高壓輸送上有許多弊病。一，交流電有趨膚效應，中心那部分材料等於浪費，二，在導體內部有渦流產生，發熱，損耗電力，三，交流電是交變電流，根據麥克斯韋電磁理論，要產生電磁輻射，高壓下的電磁輻射是很強的，特別是穿越城市的高壓線對人體是有危害的。而高壓直流電就沒有這些弊端，它的電流不是交變的，沒有趨膚性，也沒有渦流，電力損耗只有電阻，損耗小，也沒有強大的電磁輻射。三相交流電至少要三根導線輸送，而直流只要二根，可以節約昂貴銅和建高壓鐵塔材料。在穿越大城市和海洋輸送高壓電力，要用地下電纜和海底電纜，在高壓電纜輸送中，交流電除有上述缺點外，還有一個電容損耗，電纜與大地和海水是有電容的，而交流電能通過電容，會造成損耗。所以在遠距離，超高壓，尤其是海底的電力輸送中，直流電現在顯示了強大的優越性。還有，我國雖然都是50HZ 交流電，各發電廠的交流電不可避免有相位差，造成併網困難，而直流電就沒有上述問題。所以，交直流電各有利弊，交流電變配電方便靈活，而在高壓電力輸送上直流電有絕對優勢。現在隨著大功率半導體整流和逆變器的發展，直流電的變配電也越來越容易。現在國內外在遠距離電力輸送中，越來越多地採用了高壓直流電。
尤其在越洋海底電纜電力輸送，都是用直流電，直流電的優勢越來越明顯。也許不久的將來，直流電民用也不是不可能。到那時，偉大的愛迪生如果地下有知，是不是要感嘆生不逢時？
圖片採自網絡。
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直流電和交流電的特性截然不同，這就導致直流電和交流電在應用和傳輸方面有很大區別。交流電特性便於升壓和降壓，但超遠距離傳輸時，即使電壓等級較高，但仍然會由於傳輸線路的電感及分佈電容的影響，傳輸損耗很大，因此，交流電的中遠距離輸電受到極大限制；而直流電的特性與交流電相反，直流電本身不能直接升壓或降壓，但不受傳輸線路感抗及容抗的影響，超高壓直流電能夠傳輸很遠的距離，而且損耗很小。現代輸電技術是將交流發電機輸出交流電壓進行升壓，再採用換流設備，將交流高壓變換為直流高壓，輸送至遠方目的地後，再由換流設備將直流高壓換為交流高壓，再逐級降壓供電。
