超級(jí)電力強(qiáng)國 480 大方的造物主

要注意的是，串聯(lián)補(bǔ)償是用于交流輸電的，跟直流輸電沒太大關(guān)系，而且全國此時(shí)都還沒有拿得出手的直流輸電項(xiàng)目，大規(guī)模的超高壓直流輸電工程將為未來的三溪電力送出而建。

雖然交流、直流所有人都耳熟能詳，但在張逸夫還沒進(jìn)入電院的時(shí)候，他就像許多人一樣問過自己——

交流電到底是什么東西？為什么不用看起來很直接的直流電？

這件事其實(shí)怪不得別人，怪就怪我們絕大多數(shù)發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理，葉輪不斷旋轉(zhuǎn)切割磁感線發(fā)電，這樣的電發(fā)出來注定就是變換的。在發(fā)電過程中，隨著磁場旋轉(zhuǎn)，電壓、電流的角度、大小甚至正負(fù)都在以一個(gè)固有的頻率正弦變換，波峰波谷如同巨.乳與翹.臀一般交替，這就是交流電，而我國的標(biāo)準(zhǔn)是50hz，就是說一秒要來50次這樣的變換，發(fā)變電設(shè)備和輸電網(wǎng)絡(luò)都是基于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

因此，這也就促使現(xiàn)在絕大多數(shù)相關(guān)電氣設(shè)備都是按照交流電標(biāo)準(zhǔn)制造的，直流電完全是另一套系統(tǒng)。

而且這種局面很難撼動(dòng)，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)原理就是這樣無法撼動(dòng)，當(dāng)然也存在“耍著玩”的直流發(fā)電機(jī)，原理上仍然是這一套，只是通過加一些環(huán)節(jié)與手段，使出口出來的是直流電，無論從成本和效率角度來看，對(duì)于發(fā)電行業(yè)來說都沒什么意義。

于是在這個(gè)環(huán)境下，我們身邊的一切幾乎都是交流電，每一個(gè)家用電器也按照220v，50hz進(jìn)行設(shè)計(jì)，原理決定應(yīng)用。

也正是因?yàn)榻涣麟姷脑恚陂L距離傳送過程中。隨著線路中電流的不斷變化，又反向產(chǎn)生出了一個(gè)變換磁場，電與磁的關(guān)系永遠(yuǎn)是這么微妙。相愛相殺。

完了沒？當(dāng)然沒完，電磁感應(yīng)這才剛剛開始。這個(gè)磁場同樣會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流來抑制線路中的電流，這部分電流雖然與輸電主流相比微不足道，但也依然讓電能犧牲了一些，線路越長，犧牲的越多，效率也就越低。

這就是電感，阻礙交流輸電的最大元兇。

當(dāng)然輸電線路銅質(zhì)電線的固有電阻也會(huì)使電能損耗，可銅已經(jīng)是最科學(xué)效率的選擇了。在現(xiàn)有材料學(xué)的范疇內(nèi)，已經(jīng)沒什么做文章的空間。

但在電磁學(xué)范疇內(nèi)，我們還有空間。

這種電感產(chǎn)生的阻礙，稱之為感抗，與交流電相同，它的角度與大小都在不斷變化，正弦變化，乳.臀變化。

于是在60年前左右，一位大哥就這個(gè)該死特性，想到了輸電過程中又一個(gè)惡心的阻礙。電容，電容實(shí)際上就是電池的基本原理，兩塊板子。中間產(chǎn)生電場，那又是一個(gè)復(fù)雜的概念了，雖然高中物理就聊過，但也許物理老師都沒完全搞明白。

拋去中間復(fù)雜的電磁學(xué)知識(shí)，如果在輸電線路中加入電容，同樣會(huì)產(chǎn)生阻礙電能傳遞的東西，這東西叫容抗。

感抗容抗銅線電阻，哥兒仨湊一塊兒，阻礙電能輸送的元兇就齊了。

引入了電容后。60年前的那個(gè)家伙不禁腦洞大開，假設(shè)讓電容造成的容抗。與電感造成的感抗處于一種相反狀態(tài)，大家負(fù)負(fù)得正。是不是就都老實(shí)了？這哥倆打的兩敗俱傷，是不是就沒功夫阻礙輸電了？

腦洞大開的大哥，幾乎不用試驗(yàn)，就聯(lián)想到了一個(gè)驚人的事實(shí)，作為物理學(xué)小天才，他立刻想到電容電壓滯后電流90°，電感電壓超前電流90°。一個(gè)建立在基本電學(xué)原理上的，簡單的sin、cos微分揭示了這一切。

這簡直就是造物主神圣的賜予，一個(gè)超了90°，一個(gè)落了90°，加一起剛好差了180°，完全相反！人們幾乎不用再加什么復(fù)雜的技術(shù)手段，這哥倆兒天生就可以抵消！

可以想象，電感電壓在波峰的時(shí)候，電容電壓正好在波谷，一秒鐘50次往返，永遠(yuǎn)是那么協(xié)調(diào)，造物主幫你控制著一切。

此外，在線路中增加電容是如此輕而易舉又廉價(jià)的一件事情！幾乎不會(huì)影響到輸電！串聯(lián)進(jìn)去，補(bǔ)償那個(gè)該死的電感！

因此串聯(lián)補(bǔ)償這個(gè)術(shù)語就此產(chǎn)生，串聯(lián)補(bǔ)償又名無功補(bǔ)償，因?yàn)檎麄€(gè)過程都是不做功的，都是一種基于電磁電場原理層面的補(bǔ)償，相當(dāng)于電感說我打了你一拳，電容說我還了你一拳，然后大家都心滿意足的走了，雖然誰也沒打誰，但這事兒解決了。反過來說，如果沒有電容口頭接受這一拳，電感沒人聊，真的會(huì)打出來這一拳，電能輸送就會(huì)產(chǎn)生損耗。

學(xué)霸也有春天，靠理論物理學(xué)也可以拯救世界！

如果還是太抽象，可以舉個(gè)不怎么恰當(dāng)，但足夠直觀的例子，誰都知道海洋有潮汐現(xiàn)象，也就是海浪，這個(gè)現(xiàn)象是由于月球引力導(dǎo)致的，我們腦袋上的這顆衛(wèi)星在不斷的旋轉(zhuǎn)過程中，對(duì)每一滴海水都存在著微不足道的萬有引力，當(dāng)他們匯集在一起，就形成了潮汐，因?yàn)樵虑虻男D(zhuǎn)是規(guī)律的，所以潮汐也是規(guī)律的，定時(shí)漲落。

那么是否存在一種最傻愣狠的方法，在不炸了月球，不傷害嫦娥姐姐的情況下遏制潮汐呢？

理論告訴我們，當(dāng)然有，那就是再造一個(gè)月球，與現(xiàn)在的月球在同一軌道上，以同樣的速度和周期，沿著同樣的軌道運(yùn)動(dòng)，只有一點(diǎn)不同，他們永遠(yuǎn)天各一方，假設(shè)旋轉(zhuǎn)軌道是個(gè)圓，他們必須處于永遠(yuǎn)相對(duì)的點(diǎn)。

這樣他們對(duì)于海洋中每一滴水的作用力，都是都在永遠(yuǎn)的相反的方向。

當(dāng)這個(gè)人造月球質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)月球完全一致的時(shí)候，理論上就沒有潮汐了。

這件事恐怕只有造物主能做出來。

有趣的是，在電磁世界里，造物主相當(dāng)大方，他雖然弄出了電感惡心人，但也饋贈(zèng)了電容給你一個(gè)機(jī)會(huì)，如果你能發(fā)現(xiàn)其中最有趣的地方，那將是一筆財(cái)富。

但同時(shí)，造物主有多無私，他就有多殘酷。(