¿Cómo mejoran la eficiencia las líneas de alta tensión?

Answer 1

Tenga en cuenta el hecho de que los voltajes de la línea de transmisión no aumentan solo para mejorar la eficiencia de la línea de transmisión . Se hace porque queremos enviar más y más poder durante más y más tiempo distancias más económicas.

Déjame darte una idea de cómo lo consideraría un ingeniero de sistemas de energía.

Si toma dos líneas (digamos 110 kV y 220 kV) bajo el supuesto de que transmiten la misma potencia (digamos 50 MW en upf) y tienen la misma densidad de corriente del conductor. Deje que las líneas sean trifásicas y de 40 km de longitud. Tome la impedancia de sobretensión, Zo a 400 y 300 ohmios para las líneas de 110 y 220 kV respectivamente. Entonces el SIL (Carga de impedancia de sobretensión) será igual a [(kV) ^ 2] / Zo.

Tabulemos los diversos parámetros de estas líneas y comparemos.
(los valores de r mostrados son 10 veces más altos que los reales para obtener una cantidad significativa de pérdida a los efectos de la ilustración).

kV      SIL (MW)    Amperio         r (ohm / km)    Pérdida (MW)     % De pérdida   
110 30 262,43 0,25 2,066 4,13
220 161 131,22 0,5 1,033 2,07

Entonces, sí, las pérdidas se reducen, de hecho , se reducen a la mitad, de 4.13 a 2.07%. ¿Era el objetivo duplicar el voltaje a un costo adicional tan grande solo para mejorar la eficiencia de la transmisión en solo un 2%? Y además, está utilizando la línea de 220 kV, que es capaz de transmitir al menos 5 a 6 veces la de la línea de 110 kV.

La carga de la línea es generalmente aproximadamente 1,5 veces el SIL. (Para una línea corta, puede subir hasta 3,5 veces el SIL). La línea de 110 kV transportaba 50 MW, que es (50/30) = 1,67 veces su SIL. Si permitimos la misma relación para la línea de 220 kV, se puede cargar hasta 270 MW (redondeado) en lugar de los mismos 50 MW. Ahora mira la nueva tabla:

Carga kV / SIL (MW)    Amperio         r (ohm / km)    Pérdida (MW)     % De pérdida   
110 50/30 262.43 0.25 2.066 4.13
220 50/161 131,22 0,5 1,033 2,07
220270/161 708.57 0.09 5.43 2.00

Espero que pueda apreciar que se está enviando 5.4 veces más potencia por casi el mismo (o un poco menos) pérdida porcentual.

Por lo tanto, tenga en cuenta que los voltajes de transmisión no se incrementan para reducir las pérdidas, pero es una necesidad si enviamos más y más potencia en distancias cada vez más largas de manera más económica, el porcentaje de pérdida que se reduce ligeramente es una bonificación, no el objetivo.

Muchos estudiantes son engañados por declaraciones en blanco de libros / notas baratos y no estándar que dicen que los voltajes aumentan para reducir las pérdidas. Puede que signifiquen que el voltaje (de distribución) aumentó de 400 V a 440 V para el que no se requieren cambios de infraestructura importantes.

Answer 2

Dado que podemos transmitir potencia, que es producto del voltaje y la corriente.

Podemos transmitir la misma cantidad de energía a alto voltaje, baja corriente o alta corriente de bajo voltaje.

No hay penalización (bueno, los cables tienen que estar más separados y más altos del suelo) para un alto voltaje.

La penalización de la alta corriente son las pérdidas resistivas. Manteniendo la resistencia constante (el mismo diámetro del cable y los cables largos son caros) la pérdida de potencia es proporcional a la resistencia al cuadrado actual. Podríamos reducir la resistencia haciendo que el cable sea más grueso, pero el cable es muy costoso y el rendimiento es solo lineal, no cuadrado ( eso significa que reducir la corriente es mucho más efectivo).

Por lo tanto, la pérdida de potencia (y la consiguiente pérdida de eficiencia) aumenta muy rápidamente con la corriente. Por lo tanto, reducimos la corriente tanto como sea posible aumentando el voltaje (hecho con transformadores) tanto como sea posible hasta que no podamos soportar más voltaje debido a los límites de los aisladores y la descomposición de los materiales.

Answer 3

Las pérdidas de cobre asociadas con las líneas de transmisión se reducen drásticamente si aumenta el voltaje de suministro.
W (pérdida de Cu) = I ^ 2 R
= (P ^ 2 / (V * factor de potencia) ^ 2) * R
Además de esto, el volumen de conductor requerido también se reduce, aparentemente el peso del conductor puede reducirse.
Hay muchas más ventajas de la transmisión HV, pocas son: Número de circuitos reducidos, Se puede transmitir una mayor cantidad de energía, económicamente es mucho más beneficioso …

Answer 4

La potencia que puede obtener de una línea es, en una buena aproximación, P = UI donde U es el voltaje e I la corriente. Entonces, para una potencia dada, si desea una corriente pequeña, debe usar un voltaje grande y, recíprocamente, si necesita una corriente grande, debe usar un voltaje pequeño.

De lo contrario, las pérdidas sobre las líneas son iguales a RI² donde R es la resistencia de la línea e I la corriente.

Por lo tanto, para minimizar las pérdidas, además de las líneas de baja resistencia, debe disminuir la corriente. Y luego, para mantener la potencia, debes aumentar el voltaje. Eso es.

Entonces, ¿cuál es el límite para el voltaje? El alto voltaje es peligroso y difícil de manejar. Los riesgos de electrocución o arco eléctrico aumentan con el voltaje. Entonces tampoco puedes elevar demasiado el voltaje.

Answer 5

Principio de ingeniería básica de que el calor generado por la transferencia de electricidad a través de un conductor es (I ^ 2) R. Entonces, si V, se generó, es decir, Energía de V * I, solo [V * I- (I ^ 2) * R] llegaría al consumidor. es decir
Eficiencia = {[V * I- (I ^ 2) * R] / V * I} * 100

A medida que los transformadores intensificadores de voltaje actúan sobre la energía eléctrica generada, transfieren la energía en corriente al voltaje. es decir, hay una caída proporcional en la corriente para el aumento proporcional en el voltaje.

Básicamente, si el voltaje se duplica, la corriente se reduce a la mitad. Entonces, cuando el voltaje se eleva a 100 veces su valor inicial, la corriente se divide por 100. (Conservación de energía).

V * 100 * I / 100 = V * I mismo.

PERO: Energía perdida como calor = [(I / 100) ^ 2] * R = {(I ^ 2) * R] / 10000}
es decir, la energía perdida en la transmisión se reduce a una décima parte del valor inicial.
Ahora Eficiencia ………… .. bueno, entiendes la imagen (Lo siento, la ecuación se volverá un poco engorrosa si la escribo aquí).

Answer 6

#Llessless #Transmission_Line con resistencia a la carga de impedancia característica. La adaptación de impedancia se utiliza para maximizar la transferencia de potencia.
ver el circuito ideal
https://m.facebook.com/story.php …

Answer 7

Voltaje realmente alto significa corriente más baja. Una corriente más baja significa pérdidas más bajas de I-cuadrado-R.