¿Por qué la energía se transmite a alto voltaje y baja corriente?

¿Por qué se utiliza alto voltaje para la transmisión de energía y no bajo voltaje?

La transmisión de energía eléctrica a alto voltaje y baja corriente es un enfoque más eficiente y económico para la transmisión de energía a larga distancia, ya que ayuda a reducir las pérdidas resistivas, minimiza la necesidad de conductores costosos y mejora la eficiencia general del sistema. En el siguiente artículo, explicaremos por qué se elige alto voltaje para la transmisión de energía en lugar de bajo voltaje o alta corriente, citando varias razones válidas.

La energía se transmite a alto voltaje en lugar de alta corriente por varias razones prácticas y económicas. La potencia (P) en un sistema eléctrico se calcula mediante la fórmula:

P = V I

Dónde:

A partir de esta fórmula, puedes ver que la potencia es directamente proporcional tanto al voltaje como a la corriente. Sin embargo, cuando se transmite energía a largas distancias, es más eficiente utilizar alto voltaje y baja corriente por las siguientes razones:

Yo reducido²Pérdidas R:

• Las pérdidas de energía en una línea de transmisión son directamente proporcionales al cuadrado de la corriente (I²) y la resistencia (R) de la línea. La corriente alta da como resultado un I más alto²Pérdidas de R, lo que lleva a una importante pérdida de energía como disipación de calor.
• Al aumentar el voltaje, puede reducir la corriente para una cantidad determinada de energía. Esta reducción de corriente ayuda a minimizar las pérdidas resistivas en las líneas de transmisión, lo que hace que el sistema en general sea más eficiente.

Caída de voltaje:

• La caída de voltaje a lo largo de una línea de transmisión ocurre debido a la resistencia de la línea. Una corriente más alta da como resultado una caída de voltaje mayor, lo que puede provocar una caída en la calidad y eficiencia de la transmisión de energía.
• La transmisión de energía a alto voltaje ayuda a minimizar la caída de voltaje, asegurando que la energía entregada a los usuarios finales esté más cerca de la energía generada.

Uso Económico de Conductores:

• Los conductores (cables) utilizados en la transmisión de energía tienen un costo asociado a su producción e instalación. Una corriente más alta requiere conductores más grandes y costosos para manejar el aumento de carga.
• El volumen del conductor es inversamente proporcional al cuadrado del voltaje (VcosΦ) cuando la potencia ‘W’, la longitud de la línea de transmisión (L), la resistividad del conductor (ρ = ρ) y la pérdida de potencia en las líneas de transmisión son constantes. . Esto implica que cuanto mayor sea el nivel de voltaje, menor será el volumen de conductor necesario.
• Al transmitir energía eléctrica a alto voltaje, se reduce la corriente, permitiendo el uso de conductores de menor tamaño y menos costosos.

Eficiencia del transformador:

• Los transformadores, que se utilizan para aumentar o reducir el voltaje, son más eficientes cuando trabajan con voltajes más altos. La transmisión de voltaje más alto reduce la cantidad de veces que es necesario transformar el voltaje a lo largo de la ruta de transmisión, minimizando las pérdidas.
• En este sentido, elegir alta tensión es la mejor opción para gestionar sin problemas la transmisión y distribución de energía eléctrica en diversas aplicaciones.

Normas de regulación:

• Los estándares nacionales e internacionales a menudo dictan la caída de voltaje máxima permitida y el factor de potencia mínimo para la transmisión de energía. El uso de alto voltaje permite a las empresas de servicios públicos cumplir con estos estándares de manera más efectiva.
• La selección de alto voltaje debe mantenerse dentro de límites seguros. Si el voltaje aumenta más allá del nivel adecuado, el costo total aumentará debido a la necesidad de aislamiento adicional, transformadores, aparamentas, pararrayos, postes y torres, conductores, aisladores y otros componentes y dispositivos utilizados en subestaciones, patios de distribución y centros de energía. estaciones. Además, aumentará el nivel de falla, lo que significa que la probabilidad de que ocurra una falla será mayor.

Bueno saber:

• El voltaje extra alto (EHV) y el voltaje ultra alto (UHV), que van desde 380 kV a 800 kV y más, se utilizan eficazmente en líneas aéreas de transmisión para la transmisión de energía.
• La alta tensión (HV) de hasta 150 kV se emplea en cables subterráneos tanto para transmisión como para distribución de energía.

¿Qué pasaría si utilizáramos alta corriente en lugar de alto voltaje para la transmisión de energía?

Si optamos por alta corriente en lugar de alto voltaje para la transmisión y distribución de energía, el costo de los sistemas aumentará, reduciendo la eficiencia general del sistema.

Si bien se puede utilizar alta corriente para la transmisión de energía a corta distancia, no es práctico para la transmisión a larga distancia debido al aumento de las pérdidas de energía (I²R), costos más altos, dispositivos de gran tamaño (gran capacidad nominal de kVA del equipo, es decir, alternador, transformador, aparamenta y conductores, etc.) y preocupaciones de seguridad asociadas con niveles elevados de corriente.

La transmisión de energía a alta corriente en lugar de alto voltaje tendrá los siguientes impactos en el sistema de energía.

• Aumento de las pérdidas de energía I²R
• Mayor caída de voltaje
• Necesidad de equipos más grandes
• Problema de compatibilidad de transformadores y equipos
• Eficiencia de transmisión reducida
• Preocupaciones de seguridad
• Distancia de transmisión limitada

La transmisión de alto voltaje, por otro lado, ofrece una solución más eficiente y económica para transmitir energía a largas distancias.

Artículos Relacionados: