长距离传输功率什么是交流或直流更好？

我找到了一个相关问题的答案。答案让我感到困惑的部分是：

远距离传输直流电效率很低。因此，交流电源传输功率的效率要高得多。

根据西门子的说法，情况恰恰相反：

每当需要长距离传输功率时，与高压AC相比，DC传输是最经济的解决方案。

另外，来自维基百科

在相同的电压水平下，HVDC的传输损耗据称每千公里小于3％，比交流线路少30％至40％。

发布的答案正确吗？

--编辑--

克里斯·H做了一个非常重要的观察（请参阅下面的评论）：我提到的帖子的背景是低电压的，而我却盲目地想到了高电压。确实，我通过答案和评论学到了很多东西。谢谢。

使用大约相同的基础结构传输 DC 效率更高。这是由于以下几种影响：

1. AC会产生皮肤效应。DC没有皮肤效应。

2. 对于相同的传输线，直流电允许更高的电压。线路必须承受峰值电压。使用AC时，它是RMS的1.4倍。对于直流电，RMS和峰值电压是相同的。但是，传输的功率是电流乘以RMS，而不是峰值电压。

3. 直流无辐射损失。较长的传输线充当天线并辐射一些功率。只有使用交流电才能发生这种情况。

4. 无感应损耗。承载交流电流的导线周围变化的磁场会在附近的导体中引起感应电压和电流。实际上，传输线是变压器的初级，附近的导体是次级。使用直流电流，磁场不会改变，因此不会传递功率。

DC的另一个优点是它不需要网格之间的同步。两个交流电网需要进行相位同步才能连接在一起。当距离足够大到足以成为一个周期的重要部分时，这将变得棘手。

不利的一面是交流电在电压之间更容易转换。将直流电转换为交流电，以将其倾倒到接收端的本地电网上并非易事。这需要大型工厂来完成，这意味着巨额费用。只有在传输距离足够长时才能使用，这笔费用才是值得的，以至于效率节省超过了DC-AC转换设备在其整个使用寿命期间的成本。

以下是将高压直流电转换回交流电所需的示例：

魁北克大型水坝的直流电源进入右上方。该工厂将其转换为交流电，并以42.5702N 71.5242W的功率将电力倾销至马萨诸塞州艾尔市的大型区域交流输电线路。

该工厂的建设和运营费用值得，因为可以节省大量的直流电而不是交流电。同步也是使用DC的一个因素。

我实际上是在90年代中后期从事HVDC计划的。奥林·拉斯洛普（Olin Lathrop）的回答部分正确，但并不完全正确。我将尽量不重复他的过多回答，但我会整理一些内容。

AC的损耗主要取决于电缆的电感。这会产生交流电传输的电抗。一个常见的误解（由Olin重复）是这是由于将功率转移到周围的物体而引起的。并非如此-在此处和麦哲伦星云之间的中途缠绕的线圈会具有完全相同的电抗，并会导致桌面上产生完全相同的电效应。因此，它称为自感，长传输电缆的自感确实很重要。

电缆不会因与其他金属制品的电感耦合而损失任何重要的功率-这是该常见误解的另一半。电感耦合的有效性取决于交流频率和电缆之间的距离。对于50 / 60Hz的AC传输，频率是如此之低，以至于任何距离的感应耦合都完全无效。除非您想触电，否则这些距离必须相距几米。这只是没有任何可测量的程度。

（编辑后我忘了一件事情）对于在水下运行的电缆，由于其结构的原因，电缆电容也很高。这是无功损耗的另一种来源，但以相同的方式是很重要的。这些可能是造成水下电缆损耗的主要原因。

如奥林所说，集肤效应确实会给交流输电带来更高的阻力。但是实际上，对柔性电缆的需求使得这不再是一个问题。一根足以传输大量功率的单根电缆通常太不灵活且笨拙，无法从挂架上悬挂下来，因此传输电缆是由一束用垫片隔开的电线组装而成。无论使用DC还是AC，我们都需要这样做。但是，这样做的结果是将电线放在线束的集肤效果区域内。显然，其中涉及工程，并且仍然会有一些损失，但是通过这种巧合，我们可以确保它们的成本低得多。

当然，地下电缆和海底电缆是一条粗电缆，因此原则上它们仍然会被集肤效应所咬住。重型电缆结构通常会使用坚固的中央芯线，从而为电缆提供结构完整性，而其他连接器则缠绕在该芯线上。同样，我们可以利用它来减少交流的趋肤效应，甚至HVDC电缆也将以相同的方式构建。

动力传输的最大胜利是消除了无功损耗。

正如奥林所说，将两个电网连接在一起也存在一个问题，因为它们永远不会具有完全相同的频率和相位。在20世纪中叶，过滤器的巧妙使用确实允许网格的连接，但是设计这些网格既与科学一样，又是艺术，并且固有地效率低下。但是，一旦功率以直流电传输，便可以以与目标电网完全相同的频率和相位重建交流电，从而避免了该问题。

不仅如此，从交流到直流再转换回交流的效率要高得多，而不是尝试使用滤波器来补偿相位和频率。如今，网格通常与背对背方案结合在一起。这些本质上都是高压直流输电链路的两半，彼此之间有一条巨大的母线，而不是几千米的传输电缆。

他们在谈论复杂性和成本（$ $ $ $ $）

那些说“ DC效率较低”的人正在使用“效率”一词来谈论设计因素，例如转换硬件的复杂性，更关键的是其成本。

如果我们有一台圣诞老人机器可以像便宜和可靠的变压器一样弹出DC / DC转换器，那么DC胜出。（仅对皮肤有影响）。但是，在现实世界中，一旦系好靴子并戴上巡线员的手套，您就会遇到其他麻烦。

• 在交流电中，光速会随着负载的移动而产生相位问题，尤其是在电力铁路上，这就是为什么它们喜欢25 Hz或16-2 / 3 Hz这样的超低频的原因。 DC解决了这个问题。
• 您不能增加电流。电流受导线加热的限制，导线加热已经基于AC RMS。
• 输电塔和配电塔的大多数已安装基座都是为三相“三角形”制成的，因此它们具有3条导体。很难在DC中有效使用所有3条导线，因此DC将通过浪费一条导线来显着降低这些线路的有效容量。多少？DC承载的电流与单相AC相同，而3线三相承载的电流为sqrt（3）（1.732）倍。哎哟。
• 您可以增加电压。交流线路已针对峰值电压进行了绝缘[peak = RMS * sqrt（2）]，因此可以假设将直流电压提高到该峰值电压。然而...
• 直流电一旦击中电弧，就很难熄灭，因为它永远不会停止（与交流电不同，交流电中的每个零交叉点都使电弧有熄灭的机会）。这可以通过电弧故障检测解决。AC线路已经装有重合闸，脱扣后会自动重新连接。DC重合器可能会在短短几毫秒后重试，从而复制了AC过零的影响。

由于消除了无功损耗，所有其他相等的直流传输比相同标称电压下的交流传输更有效率。

但是，其他所有条件很少平等。

1. 在给定的电压下，直流电比交流电更容易产生电弧。
2. 直到最近，我们才开发出能够以合理的成本和效率在直流电压之间进行转换的功能。在高功率水平下，它仍然比变压器贵且效率低。

结果是直流系统的工作电压往往低于交流系统，这就是直流低效率的声誉。

电压对传输的成本和/或效率有很大的影响。如果将电压减半，则要保持相同水平的电阻损耗，就必须将导体尺寸增加四倍。或者，对于相同尺寸的导体，损耗是原来的四倍。

唯一的例外是在远距离，海底电缆或非同步电网之间的高功率点对点功率传输。在这些情况下，将电网上使用的交流电转换为高压直流电的成本和危害变得更加合理。