¿Qué es la línea de transmisión de energía eléctrica y cómo se conecta de la fuente a la carga?

Answer 1

Conceptos básicos del sistema de transmisión de energía eléctrica

La energía eléctrica, después de ser producida en las estaciones generadoras [TPS (Central Térmica), HPS (Central Hidroeléctrica), NPS (Central Nuclear), etc.] se transmite a los consumidores para su utilización. Esto se debe al hecho de que las estaciones generadoras generalmente están situadas lejos de los centros de carga. La red que transmite y entrega energía de los productores a los consumidores se llama sistema de transmisión . Esta energía puede transmitirse en forma de CA o CC. Tradicionalmente, la CA se ha utilizado durante años, pero el HVDC (CC de alto voltaje) está ganando popularidad rápidamente.

Diagrama unifilar del sistema de transmisión de corriente alterna

A continuación se muestra un diagrama de línea simple típico que representa el flujo de energía en un sistema de energía dado:

La energía eléctrica se genera normalmente a 11kV en una estación de energía. Mientras que en algunos casos, la potencia puede generarse a 33 kV. Este voltaje de generación se incrementa entonces a 132kV, 220kV, 400kV o 765kV, etc. Incrementar el nivel de voltaje depende de la distancia a la cual se transmitirá la energía. A mayor distancia, mayor será el nivel de voltaje. Incrementar el voltaje es reducir las pérdidas de I2R en la transmisión de la potencia (cuando el voltaje se incrementa, la corriente se reduce en una cantidad relativa para que la potencia permanezca constante y, por lo tanto, la pérdida de I2R también se reduce). Esta etapa se llama transmisión primaria .

El voltaje se reduce en una estación receptora a 33kV o 66kV. Las líneas de transmisión secundarias emergen de esta estación receptora para conectar subestaciones ubicadas cerca de centros de carga (ciudades, etc.).

El voltaje se reduce nuevamente a 11kV en una subestación. Se pueden suministrar grandes consumidores industriales a 11kV directamente desde estas subestaciones. Además, los alimentadores emergen de estas subestaciones. Esta etapa se llama distribución primaria .

Los alimentadores son líneas aéreas o cables subterráneos que transportan energía cerca de los puntos de carga (consumidores finales) hasta un par de kilómetros. Finalmente, el voltaje se reduce a 415 voltios mediante un transformador de distribución montado en poste y se entrega a los distribuidores. Los consumidores finales se abastecen a través de una línea de servicio de los distribuidores. El sistema de distribución secundaria consta de alimentadores, distribuidores y servicios principales.

Diferentes tipos de sistemas de transmisión.

1. Sistema de CA monofásico monofásico, dos cables monofásico, dos cables con punto medio conectado a tierra monofásico, tres cables
2. Sistema de CA bifásico bifásico, tres cables bifásico, cuatro cables
3. Sistema de CA trifásico trifásico, tres cables trifásico, cuatro cables
4. Sistema de CC Dos cables de CC Dos cables de CC con punto medio conectado a tierra CC tres cables

La transmisión de energía eléctrica también se puede llevar a cabo utilizando cables subterráneos. Pero, la construcción de una línea de transmisión subterránea generalmente cuesta de 4 a 10 veces más que una línea aérea de distancia equivalente. Sin embargo, debe señalarse que el costo de construir líneas de transmisión subterráneas depende en gran medida del entorno local. Además, el costo del material conductor requerido es una de las cargas más considerables en un sistema de transmisión. Dado que el costo del conductor es una parte importante del costo total, debe tenerse en cuenta al diseñar. La elección del sistema de transmisión se realiza teniendo en cuenta varios factores, como la fiabilidad, la eficiencia y la economía. Por lo general, se utiliza el sistema de transmisión aérea.

Elementos principales de una línea de transmisión.

Debido a las consideraciones económicas, el sistema aéreo trifásico de tres cables se usa ampliamente para la transmisión de energía eléctrica. Los siguientes son los elementos principales de un sistema de energía típico.

• Conductores: tres para una línea de circuito único y seis para una línea de circuito doble. Los conductores deben ser del tamaño adecuado (es decir, área de sección transversal). Esto depende de su capacidad actual. Por lo general, se utilizan conductores ACSR (con núcleo de aluminio reforzado con acero).
• Transformadores : los transformadores elevadores se utilizan para aumentar el nivel de voltaje y los transformadores reductores para reducirlo. Los transformadores permiten que la potencia se transmita con mayor eficiencia.
• Aisladores de línea: para soportar mecánicamente los conductores de línea mientras los aísla eléctricamente de las torres de soporte.
• Torres de soporte: para soportar los conductores de línea suspendidos en el aire sobre la cabeza.
• Dispositivos de protección: para proteger el sistema de transmisión y garantizar un funcionamiento confiable. Estos incluyen cables de tierra, pararrayos, disyuntores, relés, etc.
• Reguladores de voltaje: para mantener el voltaje dentro de los límites permisibles en el extremo receptor.