¿Por qué necesitamos aumentar el voltaje para la transmisión y reducir la distribución?

Una de las principales preocupaciones en la transmisión de electricidad es la pérdida de energía en las líneas de transmisión, disipadas como calor debido a la resistencia de los conductores.

Las líneas de transmisión de alto voltaje se utilizan para transmitir energía eléctrica a largas distancias. Normalmente, las líneas de transmisión de alto voltaje (HV) están hechas de líneas de cobre y / o aluminio de alto voltaje (entre 138 y 765 kilovoltios).

Suponga que la potencia a transmitir es P, y la resistencia de la línea de transmisión es r.
Si la potencia se transmite con voltaje V, entonces el flujo de corriente a través de la línea de transmisión es I = P / V.

Dado que P y r son condiciones fijas, se perderá menos potencia si se usan voltajes altos V.

Algunos estudiantes plantearán preguntas como: De la ley de Ohm. Si el voltaje aumenta, la corriente también aumentará. ¿Por qué la corriente es menor cuando se usa alto voltaje para transmitir la potencia?

Los libros de texto olvidaron decirles a los estudiantes que la línea de transmisión necesita un transformador para reducir el voltaje.
Y el transformador no tiene una impedancia fija. Si se usa un voltaje más alto para transmitir la potencia, la relación del transformador también cambiará, lo que cambiará la impedancia del transformador.
El siguiente applet fue desarrollado para ayudarlo a comprender la línea de transmisión de alta potencia.

Puede cambiar la potencia / voltaje V y la resistencia r en la línea de transmisión con controles deslizantes.
Mostraré el flujo de corriente a través de la línea de transmisión.
Z es la impedancia total de la línea de transmisión, Zt es la impedancia del transformador.
N: n muestra la relación del transformador de alta tensión (suponga que la tensión del usuario es de 100V).
La eficiencia de la línea de alimentación también se muestra en el lado derecho.

Para bajar las pérdidas. La alta corriente genera más calor y necesita conductores gruesos para la transmisión. Bajar la corriente requeriría una menor cantidad de conductor, lo cual es económico.

La alta corriente genera más calor y requeriría materiales que no solo transmiten más corriente, sino que también toleran altas temperaturas. Una menor cantidad de conductores significa menos peso para que las torres puedan soportar. Por lo tanto, las torres se pueden construir con menos material y requerirían menos espacio (esto es importante especialmente para las torres en las regiones forestales, ya que resulta en una menor deforestación).

En resumen, es más económico y más eficiente transmitir energía en baja corriente y alto voltaje.

Puntos a tener en cuenta: –

  1. La electricidad se genera generalmente a 11kV.

2. El principio básico del transformador es que la potencia permanece constante. Además, P = V * I

3. Las pérdidas durante la transmisión son generalmente pérdidas de cobre.

4. Pérdidas de cobre = I²R. Eso significa que las pérdidas de cobre son directamente proporcionales a la corriente.

Ahora, a 11kV, la corriente es alta. Las pérdidas de cobre serán mayores. Cuando el voltaje aumenta, la corriente disminuye para mantener constante la potencia. A medida que disminuye la corriente, las pérdidas de cobre también disminuyen. Esto aumenta la eficiencia.

Para la distribución, la distancia es baja en comparación con la transmisión y el voltaje debe ser apropiado para usos domésticos. Por eso se utiliza el transformador reductor.

Corrígeme si estoy equivocado.

El voltaje de generación en cualquier planta de energía es de aproximadamente 11 KV o 22KV.

El aumento de voltaje en la transmisión hace que se reduzca la corriente, por lo que:

1-sección transversal decreciente de conductores.

2- disminución de la pérdida de potencia.

3-calidad de energía creciente disminuyendo la caída de voltaje.

La alta corriente genera más calor y requeriría más material que no solo transmite más corriente, sino que también produce alta temperatura.

Una menor cantidad de conductores significa menos peso para que las torres puedan soportar.

Por lo tanto, para transferir la energía de manera eficiente con pérdidas mínimas, el transformador elevador se usa donde el voltaje aumenta de 11 kv a 230 kv o 400KV y luego se transmite.

potencia, P = VI * pf.

Para un P particular si V aumenta, disminuyo.

supongamos que V se duplica, es decir, V ‘= 2V, entonces I’ = I / 2. para P = P ‘.

Primer caso: pérdidas óhmicas = (I ^ 2) / R (= W) donde R es la resistencia de la línea de transmisión.

Segundo caso: pérdidas óhmicas = (I ‘^ 2) / R = (I ^ 2) / 4R = W / 4.

Como puede ver, las pérdidas en la línea de transmisión disminuyen significativamente a medida que aumenta el nivel de voltaje de la transmisión. Por lo tanto, se prefiere un alto voltaje.

ahora debe surgir una pregunta en su mente de por qué está limitado a cierto valor, por qué no usamos un nivel de voltaje de 10MV o 1000MV.

Esto se debe a que a medida que aumenta el nivel de voltaje, el costo del aislamiento también aumenta, por lo que no es económico utilizar un nivel de voltaje tan alto.

Y también a medida que aumenta el nivel de voltaje, aumenta el peligro, por lo que teniendo en cuenta el factor de seguridad de suministro de 230V / 220V que se usa en nuestras casas, el nivel de voltaje de distribución es menor.

Nuestro objetivo principal del sistema de energía es

Para suministrar la energía que satisfaga los requisitos del cliente al mismo tiempo, mantenga pérdidas insignificantes o pérdidas bajas y económicas.

El sistema de alimentación tiene 3 partes clave

  1. Generacion
  2. Transmisión
  3. Distribución

Todos sabemos muy bien que la transmisión de alto voltaje y baja corriente tiene menos pérdidas.

En la estación de generación , el nivel de voltaje depende de la capacidad de la estación en general (11kv). está arreglado. Podemos pero no es económico.

En distribución Aquí nos conectamos directamente con la carga, por lo que debemos suministrar energía para cumplir con los requisitos del cliente. Las cargas están en clasificaciones de bajo voltaje, por lo que la distribución debe realizarse en bajo voltaje.

transmisión, esta es la parte más grande del sistema de energía y tenemos un alto alcance para optimizar. Si reducimos las pérdidas en esta parte significa que casi tenemos éxito. Por lo tanto, debemos mantener un alto voltaje en la transmisión.

  • Así que intensificamos el voltaje de generación al alto voltaje de transmisión
  • A continuación, para cumplir con el voltaje requerido por el cliente, reducimos el voltaje de alto nivel de transmisión al voltaje de bajo nivel de distribución.

Si sientes que mi explicación es escribir —–> vota mi respuesta.

O si encuentra algún error (no en la gramática inglesa) —— ≥ por favor comente abajo.

Creo que como técnico, muchachos, necesitamos comentarios.

Te daré una breve descripción, puede ser útil para ti.

Vea, consideremos que una carga necesita una Potencia “P” en el voltaje “V” generado a partir de una planta de energía “L” a metros de la carga.

Es similar a esto, tiene un tanque de agua (planta de energía) y está obteniendo conexión de agua. Necesita agua en su hogar con una fuerza constante (Voltaje) y la cantidad de agua recibida es Corriente y la velocidad a la que está recibiendo esta agua es energía. El agua se canaliza a través de tuberías (línea de transmisión)

Si entendió que nos será fácil entender esto:

Ahora sabemos P = V .I, entonces I = P / V; ——- (1)

Se dice que las líneas de transmisión se mantienen a una densidad de corriente constante en nuestras palabras, el agua fluye a través de una tubería (tubería de 35 mm). el agua no puede fluir más allá de 35 mm, ya que es cerrada. De manera similar, la corriente tampoco puede fluir fuera del conductor, si fluye es una corriente de fuga (similar al agua que fluye desde una tubería de fuga).

Ahora densidad de corriente “J” = I / a donde a es el área de la sección transversal

ahora de eso a = I / J —— (2)

sabemos resistencia R = rho. L / a donde L es longitud rho es resistencia específica.

entonces R = (rho. L) / a pero del (2) valor sustitutivo de a

R = (rho. L .J) / I

Ahora sabemos que I = P / V de (1) después de sustituir los valores

Entonces R = (rho. L. J. V) / P —- (3)

Sabemos que la pérdida se da cuando cuadro con R.

Pérdida K = I cuadrado R

pero I = P / V, entonces K = (P cuadrado * R) / V cuadrado

Tenemos el valor de R en (3) poner eso

Obtenemos pérdida K = ((rho * L * J * P)) / V

Ahora rho, J (Razón que dije anteriormente) son constantes

Entonces permanecemos con Pérdida K = P * L / V

Ahora Pérdida (K) / P = Longitud / Voltaje

Por lo tanto, la pérdida es inversamente proporcional al voltaje

Cuanto más volatge, menos será la pérdida de energía.

Por lo tanto, preferiremos más voltaje para la transmisión.

Espero que entiendas . Por favor ignore cualquier error gramatical o de ortografía

Sabemos,

Potencia, P = V * I * Cos €, …… (i) donde Cos € = factor de potencia.

La mayoría de las plantas generadoras están lejos de las áreas residenciales, que son los centros de carga. Por lo tanto, la energía generada por tales plantas debe transmitirse a largas distancias y alimentarse en el centro de carga. Si elegimos el voltaje primario de 220 V o 440 V, entonces, para una cantidad dada de potencia, la corriente I será enorme, como se puede ver en la ecuación (i).

I = P / V * Costo €

Por lo tanto, las pérdidas de cobre en los cables, es decir, la pérdida de I ^ 2 * R (I cuadrado * R) será enorme, causando menos eficiencia en la transmisión. Se desperdiciará una gran cantidad de energía como pérdida de transmisión. Por lo tanto, para evitar tal pérdida, la corriente debe disminuirse. Para reducir la corriente, el voltaje se incrementa mediante transformadores elevadores normalmente de 6.6 kv u 11 kv a 33 kv, 66 kv, 132 kv, 220 kv o 400 kv y luego se reduce gradualmente los transformadores en centros de carga. Por lo tanto, reduce la pérdida y aumenta la eficiencia. Espero que te ayude a entender.

¡¡¡¡Si!!!!

Para una definición simple de transmisión, necesitamos transferir el suministro al costo mínimo, que es posible solo en alto voltaje. Así que no quiero confundirte con la fórmula y todo, pero se ve afectado principalmente. Tan mejor es el transporte que es fácil transferir alto voltaje donde las pérdidas disminuyen. Si bien en el caso de la distribución, no podríamos proporcionar alto voltaje porque todos los demás equipos funcionan con bajo voltaje o equivalente. Entonces para ese propósito requieren bajo voltaje. Esa es la razón principal por la que la transmisión necesita un aumento de voltaje y para la distribución es un descenso. Espero que esté claro en un lenguaje simple, aunque debe comprenderlo en términos de fórmula y luego hágamelo saber. 😉

Como todos sabemos que: –
P = I ^ 2 * R.
Donde P = Pérdida de potencia
I = actual
R = resistencia de T.Line

Entonces, para minimizar la pérdida de transmisión de potencia, necesitamos minimizar el valor de la corriente, es decir, I y R. Pero no tenemos control sobre R, por lo que reducimos el valor de la corriente I.

también
P = V * I
Y usando las relaciones anteriores, decimos que para transmitir la misma cantidad de energía necesitamos mantener el valor de voltaje y corriente. Podemos decir que para minimizar la corriente necesitamos aumentar el voltaje V. Entonces el voltaje se intensifica para el propósito de transmisión.

Como sabemos que al final de la distribución, cada empresa necesita un nivel de voltaje diferente, por lo que debemos reducir ese voltaje al nivel requerido.

Necesidad de aumentar el voltaje

El voltaje de generación en India es de aproximadamente 11 kv. Este voltaje debe ser suministrado a los consumidores en varios lugares desde el punto de generación. Si el voltaje generado se transmite como tal, entonces habrá más pérdidas en la línea de transmisión, como resultado no habrá voltaje disponible en el extremo receptor (lado del consumidor). Por lo tanto, para transferir la energía de manera eficiente con pérdidas mínimas, el transformador elevador se usa donde el voltaje aumenta de 11 kv a 230 kv y luego se transmite.

Necesidad de bajar el voltaje

Los requisitos de voltaje en el lado de distribución varían de acuerdo con los consumidores en varios niveles. El requisito de voltaje en las industrias difiere del de los electrodomésticos. Las industrias tendrán requisitos de alto voltaje de aproximadamente 11 kv y los electrodomésticos tendrán requisitos de voltaje de aproximadamente 230 v.
Por lo tanto, ahora para distribuir los niveles de voltaje requeridos por los consumidores, los transformadores reductores se usan donde el voltaje se reduce de 230 kv a 11 kv o 230v.

A medida que la conservación de la energía se mantiene, a medida que aumentamos el voltaje, la corriente disminuye y la pérdida (Isquare * R) disminuye. Esto mejora la eficiencia.
Como necesitamos un voltaje mínimo de 230-240 para electrodomésticos y mayor para fines industriales, después de llegar a las subestaciones, pasa por un transformador para convertirse a la corriente y voltaje requeridos y fluye a través de los clientes.

Hay muchos dispositivos eléctricos que funcionan con baja tensión, por ejemplo, un cargador móvil y otros dispositivos de baja tensión.

Pero también hay algunos dispositivos que funcionan con muy alto voltaje, como el motor de alto voltaje

En la central eléctrica, el voltaje generado es de aproximadamente 22000 voltios, pero necesitamos 220 voltios, por lo que usamos un transformador reductor

La respuesta se encuentra en esta ecuación simple P = I ^ 2 * R y la ley de Ohms V = R * I
Donde, P = pérdida de potencia, I = corriente, R = resistencia.
Para minimizar la pérdida de potencia durante la transmisión, el I debe mantenerse bajo. Para hacer esto, intensificamos la V. Esto minimiza las pérdidas de transmisión.
Para la distribución, el voltaje debe reducirse. Las cargas conectadas al sistema de distribución necesitan energía a diferentes niveles de voltaje, que es mucho menor que el voltaje al que se transmitió.

  • Cuando se aumenta el voltaje, la corriente se reduce a medida que la potencia permanece constante. Debido a esto, se reduce la pérdida de potencia en la línea de transmisión.
  • Otra cosa importante es que el tamaño del conductor también se reduce, lo que ahorra la cantidad de conductor. Porque el voltaje es inversamente proporcional al área de la sección transversal del conductor.

El voltaje generador en Pakistán
es de unos 11 kv. Este voltaje debe ser suministrado a los consumidores en varios lugares desde el punto de generación. Si el voltaje generado se transmite como tal, entonces habrá más pérdidas en la línea de transmisión, como resultado no habrá voltaje disponible en el extremo receptor (lado del consumidor). Por lo tanto, para transferir la energía de manera eficiente con pérdidas mínimas, el transformador elevador se usa donde el voltaje aumenta de 11 kv a 230 kv y luego se transmite.

Incrementamos el voltaje durante la transmisión porque

A alta tensión, la potencia transmitida es alta.

A alto voltaje las pérdidas son pérdidas.

El conductor utilizado para la transmisión tiene menos voltaje alto.

Y al final de la distribución, nuestros electrodomésticos están clasificados a bajo voltaje, por lo que debemos reducir el voltaje al final de la distribución.

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Porque cuando aumentamos el voltaje, disminuimos la corriente. Por el contrario, cuando reducimos el voltaje, aumentamos la corriente.

Eso significa que no manejamos millones de amperios miles de millas a través del país. Y significa que no tenemos tomas de 115kv en nuestras casas.