为什么交流输电采用的是三相输电
2011-01-23 00:10阅读：
来了看不进去就 听下歌吧
（没有耐性的您可以跳转页面了）
头一次被大白帆问到这个问题的时候，我也说不清楚，然后羞愧了。
放假闲了，想了想。
三相交流电是与输电技术的发展紧密相连的。
1873年维也纳国际博览会法国弗泰内，使用2km的导线，把一台用瓦斯发动机拖动的格兰姆直流发电机，和一台转动水泵的电动机连接起来。
1874年，俄国皮罗茨基建立了输送功率为4.5kW的直流输电线路，输送距离一开始是50m，后来增加到1km。然后就开始向高压输电发展了。
一开始是直流输电，但想要传输更远的距离，就必须再提高电压。在当时的条件下，直流输电没条件了：发电机电压受限制、直流没有变压器等等。后来还发生过一场交流、直流输电之争。
比较出名的是爱迪生的通用电气公司采用直流输电来为用户供电，但是当时直流输电技术有瓶颈，传输距离不够，线路压降过大。于是纽约就有了密密麻麻的发电站，输电网像蜘蛛网一般。
变更输电方式必须提到另一个大
神---特斯拉。详细情况大家可以自己搜索。
特斯拉给爱迪生打过短工，本来是想打长工的，结果被爱迪生耍了，结果慢慢自己重新回到自己交流领域，然后牛逼大发了。当然特斯拉还在很多别的领域有很重要的贡献。
相比较两人而言，爱迪生更偏实践，特斯拉注重理论研究，如果说爱迪生是发明大户，那么特斯拉就是科技攻关大户了。
从交流输电一开始，并不是三相的。
1832年，人们就发明了单相交流发电机。
1876年、1884年、1885年，单相变压器得到了发展。问题在于应用交流电驱动工作机械。
有人解释说三相电出现是因为三相电机好造，占据了市场所以都在用三相电，不能说没有道理，但是毕竟最早出现的是直流输电，而且从电能质量角度来讲直流电更好用。其实现在很多设备都是取交流再通过电力电子设备转成直流来使用，比如大家都在用的手机充电器。肯能大家都知道原电池原理，虽然我也不是很懂，但是基本就是直流来充电，直流放电，这是肯定的。手机电池是不会放出交流电的（个人通过eda实验已验证，并且手机电池供电很干净，学校实验室提供的交变转直流的电源出来的电不干净，文波比较多，容易造成计数器凌乱，使用时需加滤波电容）。
为什么采用三相输电技术，而不是两相，单相，或者四相五相。我觉得可能有下面的原因，有不对的地方还请大神提供思路。
1.为什么不用单相、两相：
其实我个人觉得理论上两相是可以供电的。两相电也可以形成旋转磁场，不过有可能形成椭圆形或者非圆形磁势，也有可能形脉振磁势。而这样的磁势对发电来讲没有好处，脉振磁势的方向不定，这就谈不上电网的同步运行了，效率必然不可能达到最大。正交排列的两相系统能构成旋转磁场，但是不具有固定的旋转方向，这会造成电机极距下线圈无法均布，从而不但降低了电机容量，还会产生主磁场的严重崎变。
由于两相是可以形成旋转磁场的，也有两相异步机，而且大多数民用电机都是两相供电的，各种压缩机，洗衣机等。其实家用电器是利用通过电容时电流相位超前的特性从单相电源分出来一相与原来的一相产生旋转磁场。于是电动机，压缩机就工作了，但是这些都是相对功率不大。
交流输电技术的发展是以增加输送容量、扩大输送距离和提高输电线路电压等级为标志的。所以单相、双相达不到要求。
三相供电的主要好处是它能够传输恒定的瞬时有功和无功，而两相或以下的输出功率都是波动的，如果用来拖动电机的话，两相以下会有脉动，产生噪音。
传输单相电功率需2根导线，而传输三相电功率(3倍于单相功率)仅需3根导线，且对称三相电功率的瞬时值可以恒定不变。这就为电力的供应与使用创造了极为有利的条件。
主要电气设备，如发电机、变压器与电动机等，制成三相制设备比制造相同功率的单相或两相制设备，一般讲制造工艺相对简单，而且平均单位功率所耗费的材料也最省，制造成本最低。
2.为什么不用四相、五相：
上个世纪初的时候，大家在建立电力系统的各种模型时，发现多相电由很多好处，而三相电经过比较，被最后选定。
多相电肯定能形成旋转磁场，这个是相当肯定的。使用更多相时会使发电、输配电及用电环节变得复杂，输电线路根数要增加，发电机、变压器、电动机等设备也趋于复杂化，增加制造成本；当然大容量设备假定使用四相交流电单从设备制造上也许会更合理，但电网就不同了（有些人认为是三相先出现占据的垄断地位，你不可能为了四相输电而是整个输电网络重新建立，所以多相输电没有被采纳，个人觉得这个说法比较牵强，另，现在五相输电已经有了实例，课上听到了，但是还未考证）。另外三相不平衡已经引起很多问题了，多相输电的故障排查，相间故障，单相接地，功率电压分布计算估计就更加复杂了。这样看来不经济，所以多相输电被毙了。
三相是交流电在不使用辅助设备能产生“稳定旋转磁场”的最小相数，这点最重要。
有人从消除三次谐波方面考虑过这个问题，三相输电接对称负载可以消除线路中的（3k+/-1）次谐波，从而提高电能输送质量。我觉的也并不是没有道理，从发电机内部绕组来讲，为了防止铁心出现磁饱和需要消除，但是励磁绕组却需要建立三次谐波（为了得到正弦磁通，并且十分重要）。对同步电机而言定子绕组是直接接在电网上的，影响不大。
厄，打了个差忘了我接着想说啥了，想起来了再补充进来吧。朋友说同步发电机都做成三相的，所以就用三相输电，我觉得有一定道理。但是同步电机的定子通着电网的工频交流电以提供电枢旋转磁势（电气旋转磁势），机械旋转磁势超前合成旋转磁势，从而使得机械能通过电磁转矩转化为电能回馈给电网。所以假若电网本身就是多相的，那么同步电机有可能就造成多相的，那么电网可能今天就不是三相的。
其实这个问题到底有没有意义，我也说不上来，就像为啥汽车设计出来大多数都是四个轮子跑的，三个轮子、五个、十个行不行。
以上是我觉得比较合理的解释吧，从稳定性和经济性两个方面可能最终达成三相输电的共识。另外，我个人感性的认知总觉得多相输电来的爽，或者直流输电，或者变频输电。将来重新更改线路可能不现实，但是随着国计民生（靠，说的这么大）的逐年增长，假设线路不变，设备不变，负荷增大，发电厂容量增长赶不上负荷，那么变频吧。降低频率输电提高静稳极限，但是还得升到高频从而减小变压器的个头。（不高兴当我扯淡，别和小朋友一般计较么）
该日志不期删除
关于背景音乐 想了挺多的 anti-flag 的 sing a hymn for
the dead
黑撒
的
贫嘴高中生的幸福生活
扭机
的
理想的背后
nightwish 的 Over the hills
and far away
Bonjovi
的 run away
痛仰
的 敢问路在何方
挺多的 反正
就用黑撒吧
下附歌词：
如果感到幸福你就拍拍手
如果感到幸福你就跺跺脚
如果感到幸福你就甩甩你的腿
如果感到幸福你就亲个嘴
还记得long long ago
当我还是个幼稚儿童
我妈说娃呀你将来一定给咱上个重点高中
我心说以我一七零的智商那算个啥
还不是学着耍着轻松拿下
好日子总是有限的上了重点就不是好混的
俗话说福无双至祸不单行
人背的时候吃傻药都不灵
从我有次语文考试发挥失常得了个零
我是打球骨折滑冰摔交彻底丧失了娱乐功能
曾经我爸我妈眼里的天才神童
要当二十一世界的牛顿爱因斯坦华罗庚
如今捧着成山的书本作业畅游再题海之中
近视指数不断上涨拥有了酒瓶盖的眼镜
锄禾日当午汗滴禾下土谁知盘中餐粒粒皆辛苦
考大学是我眼前唯一的幸福大街
没有文凭你的未来不是要饭就是卖血
我说条条大路通罗马老师说你个瓜娃又不去罗马
倒在这儿叫啥
电脑游戏放弃列电视广播放弃列
素描书法放弃列钢琴吉他放弃列
如今我唯一的乐趣就是放学后骑个自行车
跟踪一下班花就是这个过程还得思考一下课后第三大题
第四小题有没有三种解法
回家路上买上两个烤红苕还得列个方程计算一下老板的利润率是多少
他是净赚了我一块两毛七分钱
还是昧良心一把赚了一块三毛
白日依山尽黄河入海流欲穷千里目更上一层楼
幸福在哪里啊幸福在哪里幸福就在我们的作业本里
幸福在哪里啊幸福在哪里幸福就在我们的考试卷里
我的神经其实还是很粗的像红军再苦再累也压不垮
你看隔壁班的李大傻考试考个倒数第一直接就跳楼自杀
我躺在床上睡不着想着如果我又这么潇洒
那最难过的不是暗恋我的女娃肯定是我妈
想起小时候看的动画片机器猫黑猫警长
邋遢大王还有葫芦兄弟羡慕起十年前的自己
无忧无虑得像个瓜皮如果给我一个时光倒流机器
我希望我的年龄永远停留在七
如果给我一个时光倒流机器我希望我的年龄
永远停留在七
寒假加塞暑假补课周末开小灶
语文作业数学作业英语模拟考
念古诗背单词写定理记公式
搞得我上知天文下知地理还是个假洋鬼子
每次老师上答疑课点名让我对他提问
我都想说我不是鸭别对我填鸭式教育
老师的天职是教书育人就像花园里的园丁叔叔
可感觉你们咋像农场里的养鸭专业户
体育锻炼的时间都被老师无情霸占
生理卫生关键的章节录像也不准看
我们到底是杂来到这个世界上的
上辈子又欠了啥要这样受罪偿还
青春期的日子说短不短说长不长
我觉得我已经提前进入更年期的时光
我妈每天晚上都要给我喂四菜一汤
可我依然面如青菜还咬牙写着锦绣文章
如果感到幸福你就拍拍手
如果感到幸福你就跺跺脚
如果感到幸福你娃你就甩甩你的腿
如果感到幸福你就亲个嘴 mu~ma
如果感到幸福你就拍拍手
如果感到幸福你就跺跺脚
如果感到幸福你娃你就甩甩你的腿
如果感到幸福你就亲个嘴 mu~ma
