¿Por qué se han seleccionado los voltajes utilizados para transmitir electricidad a través de la red nacional para una variedad de usos, y por qué podrían ser diferentes en diferentes puntos del sistema de transferencia?

Answer 1

Creo que su pregunta se relaciona con una discusión sobre el voltaje nominal versus el voltaje real .

Los voltajes nominales son los voltajes (de diseño) ideales del sistema, pero no son los voltajes reales o reales durante la operación. Algunos voltajes de CA nominales comunes en los EE. UU. Son los siguientes: 120 V, 240 V, 120/208 V, 277/480 V, 480/831 V, 2400/4160 V, 7.2 / 12.47 kV, 14.4 / 24.94 kV, 19.9 / 34,5 kV, 69 kV, 115 kV, 230 kV, 345 kV, 500 kV, 765 kV. La selección de estos voltajes nominales se reduce a la economía y al uso rentable de los recursos necesarios para construir un sistema mientras se mantienen bajas pérdidas de energía y una eficiencia razonablemente alta (costo mínimo de combustible). En general, a medida que aumenta el nivel de potencia y la distancia de transporte, mayor será el voltaje nominal para que los tamaños de los conductores, los sistemas de aislamiento y la eficiencia del sistema de potencia sean prácticos y rentables.

El voltaje real es el voltaje real al que opera el sistema cuando suministra energía a las cargas. La diferencia entre el voltaje nominal y el voltaje real es simplemente la caída de voltaje a través de los diversos elementos del sistema de alimentación (conductores) en el sistema.

Ejemplo:

Considere el siguiente sistema de energía que consiste en un generador, dos transformadores, una línea de transmisión y una gran carga de motor:

Cuando el motor funciona bajo alguna carga, los voltajes reales en los cuatro buses pueden ser menores que los voltajes de diseño nominales debido a que el voltaje cae a través de los transformadores y la línea de transmisión. Si se elimina la carga del motor, los voltajes pueden exceder los valores nominales debido a la capacidad de carga de la línea de transmisión.

Answer 2

La Ley de Ohm reina en la transmisión de energía, independientemente de la distancia. Si desea transmitir energía, generalmente también quiere minimizar las pérdidas. Para minimizar la pérdida, utiliza conductores de la resistencia práctica más baja y usa la corriente práctica más baja.

Las opciones de conductores están limitadas por el costo, la fuerza, el tamaño físico y la conductividad. Los cables de oro o plata son mejores conductores que el aluminio, pero cuestan mucho más por unidad de longitud.

Mantener una corriente baja requiere un alto voltaje del sistema, ya que la energía suministrada es el producto de Voltios * Amperios. Sin embargo, el voltaje puede estar limitado por el costo y el tamaño de los aisladores y la necesidad de mantener distancias de retroceso (observe cómo las casas no se construyen directamente debajo de las líneas de transmisión de alta tensión).

Para demostrar lo que digo requeriría más matemáticas de las que probablemente toleraría, así que solo diré que la potencia transmitida a través de las distancias generalmente define la mejor combinación de voltaje, corriente, aislante y tamaño y tipo de conductor. El uso de alimentación de CA permite que los voltajes del sistema se ajusten fácilmente para la longitud de cualquier ruta de transmisión dada.