En primer lugar, hay excepciones a la observación de que los voltajes son todos múltiplos de 11. La primera línea eléctrica de 380 kV del mundo fue construida en Suecia, la línea Harsprånget – Hallsberg de 952 km en 1952. En 1965, la primera línea extra alta La transmisión de voltaje a 735 kV tuvo lugar en una línea de transmisión Hydro-Québec. En 1982, la primera transmisión a 1200 kV fue en la Unión Soviética.
El voltaje estándar de la electricidad de CA varía de un país a otro en todo el mundo. El tipo de electricidad entregada a hogares y negocios fue primero de corriente continua (CC), pero luego cambió a electricidad de CA. El nivel de voltaje comenzó a 110 V antes de diversificarse a 120 V, 220 V y 240 V para uso doméstico. Los voltajes para transmisión y distribución que son múltiplos de 11 son 11 kV, 22 kV, 33 kV, 66 kV, 132 kV, etc.
La razón por la que se eligió el servicio de 110 V fue económica. Originalmente, la electricidad se entregaba a los hogares, y a la mayoría de las empresas, con un solo propósito y era la iluminación. Abridores de latas, televisores, lavadoras, secadoras, maquinaria de fábrica eléctrica, etc., llegaron más tarde.
En 1882, Thomas Edison y su compañía, The Edison Electric Light Company , desarrollaron la primera estación de energía eléctrica a vapor en Pearl Street en la ciudad de Nueva York. El sistema de distribución de CC de Edison consistía en plantas generadoras que alimentaban conductores de distribución pesados, con cargas de clientes extraídas de ellas.
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El nivel de voltaje fue elegido por conveniencia en la fabricación de lámparas; Las lámparas de filamento de carbono de alta resistencia podrían construirse para soportar 100 V y proporcionar un rendimiento de iluminación óptimo económicamente competitivo con la iluminación de gas. El sistema funcionaba al mismo nivel de voltaje en todo momento; por ejemplo, las lámparas de 100 V en la ubicación del cliente se conectarían a un generador que suministra 110 V, para permitir una caída de voltaje en los cables entre el generador y la carga.
En el momento en que era rentable, y con un voltaje más alto, las bombillas de filamentos metálicos se lanzaron al mercado, la mayoría de las ciudades de los EE. UU. Ya tenían líneas de suministro de 110 V. Europa acababa de comenzar tales sistemas y optó por líneas de suministro de mayor voltaje.
Nikola Tesla propuso que la red eléctrica sea de corriente alterna (CA) y compitió con Edison por la primera planta generadora que se construirá en el estado de Nueva York en las Cataratas del Niágara. Edison propuso un sistema DC y Tesla un sistema AC. La historia nos dice que Tesla ganó la competencia, y por eso la revolución industrial se aceleró rápidamente. Mientras Edison promocionaba la bombilla eléctrica en todo el país, casi todas las ciudades requerían su propia estación de generación porque la distancia económica máxima de CC entre los generadores y la carga se limitaba a alrededor de 800 m. Tesla también había inventado los generadores de corriente alterna de polifase que proporcionaban la capacidad de generar los voltajes necesarios para la transmisión a larga distancia. Tesla mantuvo el voltaje casi igual a lo que Edison comenzó.
En 1891, Westinghouse instaló el primer sistema de energía principal diseñado para conducir un motor eléctrico síncrono de 75 kW, no solo para proporcionar iluminación eléctrica, en Telluride, Colorado. En 1895, la estación de generación No. 1 de Adams en las Cataratas del Niágara comenzó a transferir energía de corriente alterna trifásica a Buffalo a 11 kV. Tras la finalización del proyecto de las Cataratas del Niágara, los nuevos sistemas de energía eligieron cada vez más la corriente alterna en lugar de la corriente continua para la transmisión eléctrica.
En los primeros días, el voltaje de generación era de 11 kV, para la mayoría de los generadores. Los voltajes más bajos implicaron más pérdidas de transmisión y los voltajes más altos se restringieron debido a la falta de mejor aislamiento. Ascender a los voltajes de transmisión y bajar nuevamente a los voltajes de distribución significaba que las redes en ese momento usarían relaciones integrales de bobina de transformador.
Los transformadores con relaciones de bobina integrales fueron fáciles de diseñar y fabricar, de manera rentable.
Establecer un nuevo esquema de niveles de voltaje para la generación, transmisión y distribución, diferente de lo que ya existe, requeriría un reemplazo completo de cada equipo eléctrico, lo que tendrá un costo exorbitante y se ha evitado.
Sin embargo, cuando se introdujeron las redes de transmisión de 400 kV, 765 kV y 1200 kV, la disponibilidad de mejores tecnologías significaba que se podían eliminar las relaciones integrales de transformadores.