En las centrales eléctricas, la energía eléctrica se genera a un nivel de media tensión que va de 11 a 25 kV.
Esta energía generada se envía al escalón de generación transformador para hacer que el nivel de voltaje sea más alto. Desde este punto hasta el usuario, el nivel de voltaje final varía en diferentes niveles. Podemos darnos cuenta de esto voltaje la variación de nivel paso a paso.
- A 11 kV o más, el nivel de voltaje de hasta 25 kV se mantiene en alternador terminales del estator para generar energía eléctrica en la estación generadora.
- Esta energía generada se alimenta a la generación intensificar el transformador para hacer que este nivel de voltaje medio sea más alto, es decir, hasta 33 kV.
- La energía a 33 kV se envía a la subestación de generación. Allí el transformador aumenta el nivel de voltaje a 66 kV o 132 kV.
- Desde esta subestación generadora se envía energía a la subestación más cercana para aumentar el nivel de voltaje más alto que el anterior. Este nivel de voltaje se incrementa a diferentes niveles adecuados, puede ser a 400 kV o 765 kV o 1000 kV. Este alto voltaje o nivel de voltaje extra alto se mantiene para transmitir la energía a una subestación lejana. Se llama transmisión primaria de energía.
- En el punto final de la transmisión primaria de energía, en el subestaciónel transformadores de bajada se usan para bajar el nivel de voltaje a 132 kV. La transmisión secundaria de energía comienza desde esta subestación.
- Transformador de energía al final de la transmisión secundaria, sólo hace que el nivel de voltaje de 132 kV baje a 33 kv o 11 kV según el requisito. A partir de este punto, la distribución primaria de energía comienza a distribuir la energía a diferentes estaciones de distribución.
- Al final de la distribución primaria, las estaciones de distribución reciben esta energía y bajan este nivel de voltaje de 11 kV o 33 kV a 415 V (voltaje de línea). Desde estas estaciones de distribución hasta los extremos del consumidor, 415 V se mantienen para sostener con fines de utilización.
Tipo de líneas de energía
Desde el principio de generación de energía hasta el extremo del usuario líneas de transmisión se clasifican ampliamente en base a diferentes niveles de voltaje.
¿Por qué se utiliza el alto voltaje para las líneas de transmisión largas?
Generalmente las líneas de transmisión a larga distancia están diseñadas para funcionar a un nivel de alto voltaje, extra alto o ultra alto voltaje. Esto se debe al propósito de reducción de la pérdida de energía de la línea.
La resistencia de las líneas de transmisión prácticamente a larga distancia es comparativamente mayor que la media y línea de transmisión corta. Debido a esta resistencia de la línea de transmisión de mayor valor se pierde una cantidad considerable de energía. Así que tenemos que disminuir la cantidad de actual a través de cada director haciendo que el voltaje de funcionamiento sea muy alto para la misma cantidad de transmisión de energía.
Sabemos que la potencia del sistema de CA para transmitir es
Pérdida total de energía PPérdida = 3IL2R considerando tres fases en total.
R es la resistencia en ohmio por fase de la línea de transmisión.
Ahora, reordenando la ecuación (1) obtenemos,
Así que..,
De nuevo en el sistema de CC, no hay diferencia de fase entre el voltaje y la corriente, es decir, cos = 1, y sólo se utilizan dos conductores (positivo y negativo). Por lo tanto, en el sistema de C.C. la potencia transmitida P = VI, y la pérdida de potencia
De las ecuaciones (2) y (3), está claro que la pérdida de potencia en la línea de transmisión es inversamente proporcional al cuadrado del voltaje de la línea. Cuanto mayor sea el valor del voltaje de la línea, menor será la cantidad de pérdida de potencia que se produzca. Por lo tanto, el conductor de la línea de transmisión se utiliza con un diámetro menor, lo que permite ahorrar material conductor.
¿Por qué se utiliza el HVAC para la línea de transmisión larga?
La energía eléctrica actual se genera, transmite y distribuye en forma de CA. Especialmente para las líneas de transmisión de larga distancia, la CA de alto voltaje se transmite por varias razones, que son:
- El voltaje de la CA puede ser aumentado o disminuido según se requiera fácilmente por el transformador.
- El mantenimiento de la subestación de CA es fácil y más barato.
- A través de la energía eléctrica… se maneja el voltaje de CA del sistema. Así que no hay peligro adicional de rectificación o inversión como la transmisión de voltaje DC.
¿Por qué se utiliza el HVDC para la línea de transmisión larga?
La corriente continua de alto voltaje se usa a un nivel de voltaje extra o ultra alto. La transmisión HVDC se usa a nivel fijo de voltaje en la transmisión primaria sólo porque no puede ser aumentada o disminuida por un transformador. Sólo en la línea de transmisión a larga distancia se utiliza sólo, porque:
- Sólo se necesitan dos conductores (positivo y negativo) en comparación con los tres de la transmisión AC.
- La ausencia de inductancia, capacitanciay la pérdida de energía por desplazamiento de fase es muy menor. Por lo tanto, una mejor regulación del voltaje.
- El problema de la sobrecarga nunca ocurre.
- No hay efecto en la piel.
- Se requiere menos aislamiento debido a la menor tensión potencial.
- Menos descarga de la corona (es decir, el efecto corona), y por lo tanto menos pérdida de energía.
- Altamente estabilizado y sincronizado.
¿Por qué se utiliza el bajo y medio voltaje en la línea de distribución?
En la distribución primaria, la energía se maneja a 11 kV o 33 kV. A medida que el nivel de voltaje baja de 132 kV a 11 kV o 33 kV, el nivel de corriente se valora más. Pero esta corriente de alto valor se distribuye entre varias estaciones de distribución local (transformadores de distribución) cercanas. Estas transformadores de distribución de nuevo baja el voltaje a 415 V. Es porque; la energía a 415 V se usa en el extremo del usuario. La distancia entre estos transformadores de distribución y las estaciones de distribución primaria es muy corta, por lo que la resistencia del conductor no es grande. Se pierde una cantidad muy pequeña de energía en esta sección.
Desventajas de la transmisión AC o HVAC
Las principales desventajas de la transmisión por CA son
- Las líneas de CA requieren más material conductor que las de CC.
- La construcción de líneas de transmisión de CA es más complicada que la de CC.
- La resistencia efectiva aumenta debido al efecto de la piel, por lo que se pierde potencia.
- Pérdida continua de energía debido a la corriente de carga por la capacitancia de la línea.
Desventajas de la transmisión de DC o HVDC
Las principales desventajas de la transmisión de DC son
- Energía eléctrica no se genera en forma de HVDC debido a un problema de conmutación. Sólo se logra HVDC para la transmisión desde el HVAC por rectificación. Así que se requiere un arreglo especial para esta conversión.
- El voltaje DC no puede ser aumentado o disminuido para la transmisión.
- Los interruptores de CC y interruptores de circuito… son caras y con ciertas limitaciones.
