¿Por qué se usa, por ejemplo, en Alemania, Suiza, Austria, voltaje de 15 kV 16,7 en líneas aéreas en contraste con 25 kV 50 Hz comunes?

Answer 1

Supongo que la pregunta se refiere a las catenarias aéreas de los ferrocarriles eléctricos.
Las razones detrás de 15 kV 16 2/3 Hz en algunos ferrocarriles eléctricos son que las primeras locomotoras tenían limitaciones sobre la frecuencia que sus motores de tracción conectados en serie o compuestos podían manejar sin chispas excesivas en los conmutadores y las pérdidas de calentamiento asociadas.
Lo más avanzado a principios del siglo XX, cuando los países pioneros construyeron ferrocarriles alimentados con CA, fue que se podían manejar 16 2/3 Hz.
Los avances en los diseños de motores de tracción durante la década de 1930/40 permitieron más tarde el uso de las frecuencias de red normales para locomotoras eléctricas, por lo que los países europeos que electrificaron sus sistemas ferroviarios más tarde generalmente seleccionaron 25 kV 50 Hz.
Un buen ejemplo son los vecinos de Suecia y Dinamarca.
Los sistemas ferroviarios eléctricos suecos fueron muy tempranos (años 1910) y se construyeron con 15 kV 16 2/3 Hz. Dinamarca se electrificó después de la Segunda Guerra Mundial y eligió 25 kV 50 Hz.
Mientras no hubiera conexiones ferroviarias directas entre los países, el problema no era muy grande, los trenes que pasaban por los transbordadores de trenes podían cambiar las locomotoras en las terminales del puerto, pero cuando el puente Öresund fue construido y abierto en 2000, la pregunta tenía que Ser dirigido.
Esto condujo al desarrollo de locomotoras de “doble estándar” que pueden reconfigurarse “sobre la marcha” entre los sistemas.
Las locomotoras eléctricas modernas usan tecnología de inversor para gobernar la velocidad del motor, lo que hace que su voltaje y frecuencia de línea reales sean bastante críticos.

Answer 2

ABB podría dar mejores razones históricas por las cuales se eligieron estos estándares. Un voltaje más bajo aumenta el costo de los conductores, por ejemplo, el cobre utilizado en transformadores para una corriente más alta a la misma potencia y requiere cables de transmisión más pesados ​​con menor tensión de rotura de aislamiento. No sería la solución más rentable y permitiría mayores ganancias, pero un mantenimiento ligeramente menor debido a la corona del polvo y la humedad.

No tengo ningún comentario sobre la seguridad, ya que sabemos que + \ – 750MV se puede proteger con mayores distancias, y no conozco los márgenes de seguridad que dependen del aislamiento del diseño y las prácticas de mantenimiento.

Supongo que son igualmente seguros, porque incluso 600V pueden ser inseguros y requieren protección a prueba de fuego contra los destellos de arco debido a la capacidad del rayo de los subpaneles industriales.

Me pregunto si están considerando cambiar los voltajes de la infraestructura con el aumento de la demanda y el envejecimiento de los transformadores con nuevos aisladores. Lo dudo, debido al aumento en el paso de implementación en el costo y la demora del servicio.

Dondequiera que haya vivido en Canadá, el tiempo de inactividad fue muy limitado a segundos por fallas de aislamiento subterráneas, daños por hielo, a un día más o menos una vez por una fuerte tormenta de lluvia de hielo que cubre toneladas de hielo en todas las líneas y árboles (una vez en un evento de por vida) y la regulación de voltaje siempre fue <5%. Quizás tengamos media docena de interrupciones de 1 segundo al año cerca de Toronto. La energía nuclear es limpia, rentable, ecológica y confiable, pero es un gran trabajo para las reparaciones anuales de interrupciones planificadas, pero sigue siendo rentable. La energía alternativa tiene un largo camino por recorrer. Pero tal vez el riesgo de daños es mayor en Europa, ya que Alemania se ha volcado al sacar armas nucleares por un tiempo.