¿Cuándo y por qué se usa CC en lugar de CA para líneas eléctricas de larga distancia? ¿DC se está volviendo más común ahora? ¿Cuáles son sus ventajas y desventajas?

Answer 1

Para agregar un par de puntos a la respuesta de Matyas Tamas, el HVDC es más factible económicamente a distancias más largas, lo cual es importante considerando los costos del equipo adicional de rectificación / inversión:

• DC no sufre el efecto de la piel, una característica de AC que hace que fluya más corriente en el conductor a lo largo de su periferia que a lo largo de su núcleo. Esto aumenta la resistencia efectiva del conductor, aumenta las pérdidas de línea y requiere que use conductores más gruesos (El cobre es caro).
• Las líneas de CC pueden transportar más corriente por conductor. La potencia entregada a través de líneas de CA se determina el RMS (raíz cuadrada media) del voltaje de línea pico. El voltaje máximo de la línea es aproximadamente un 41% mayor que el voltaje RMS, mientras que la potencia suministrada a través de las líneas de CC está determinada por el voltaje máximo en sí (que es constante).

Además, no tiene que lidiar con problemas de sincronización de la red o del alternador (frecuencia, voltaje o orden de fase / ángulo de fase) entre las redes conectadas a través de enlaces HVDC, lo que hace que sea menos probable un apagón en cascada en esos frentes.

Answer 2

Las mayores pérdidas en la transmisión de energía eléctrica a larga distancia provienen de la energía perdida en la resistencia de la línea eléctrica.
Si P es la potencia transmitida, y R es la resistencia de la línea:
[matemáticas] P = IV [/ matemáticas]
[matemáticas]
P_ {pérdida} = I ^ 2R = P ^ 2R / V ^ 2
[/matemáticas]
Si P está fijado por la demanda de la comunidad, puede reducir drásticamente la potencia perdida aumentando el voltaje de transmisión. Como resultado, toda la transmisión de energía a larga distancia, CA o CC, se realiza a alta tensión.

La ventaja de la CA siempre ha sido que es fácil cambiar el voltaje hacia arriba y hacia abajo con un transformador; DC requiere más equipo y algunas pérdidas para convertir.

Dicho esto, la transferencia de energía de CA entre redes separadas requiere asegurarse de que la fase de la energía transmitida coincida con las dos redes (de modo que la energía de las dos redes no se cancele ni suene), lo cual es difícil y costoso. Esto no es un problema para DC, por lo que las líneas de DC se usan en casos como cuando la energía se transfiere desde otra red para aumentar la capacidad de una red existente, o entre países que usan energía de frecuencia diferente.

La capacitancia entre las fases de CA (generalmente se transmiten 3 fases a la vez por una línea) o entre la línea y el suelo o el agua circundante provoca pérdidas que no son un problema con la CC. Por lo tanto, las líneas submarinas de alto voltaje tienden a ser CC.

La pérdida general de línea también es menor por 1,000 km, por lo que las líneas de transmisión de muy larga distancia a veces usan CC.

http://en.wikipedia.org/wiki/Hig …

Answer 3

El alto voltaje siempre ha sido más eficiente para la transmisión de energía de CA en distancias moderadas a largas ya que la mayor pérdida es la resistencia de las líneas. Con cientos de miles de voltios utilizados, las pérdidas de resistencia se reducen considerablemente.

Se ha utilizado CA durante mucho tiempo porque al usar transformadores, es fácil convertir de turbinas a generadores de CA a líneas de transmisión de alto voltaje (para baja corriente, bajas pérdidas I ^ 2R) y luego más transformadores para convertirlo nuevamente a voltajes (120- 220-440) para usar en la mayoría de las ubicaciones.

En el pasado, era mucho más difícil convertir la salida del generador a HV DC para transmisión de larga distancia y luego volver a AC para usar cerca de los usuarios. Debido a la alta potencia, la electrónica de alto voltaje no está disponible y es asequible, eso está cambiando ahora.

DC tiene ciertas ventajas, hay algunas pérdidas adicionales en la transmisión de AC por inductancia y capacitancia que DC no tiene, y no tiene efecto en la piel. En el lado negativo, la conversión de CA a CC y luego de vuelta de CC a CA tiene pérdidas de eficiencia, pero también lo hacen los transformadores para AC a AC, subir y bajar.

Para líneas de transmisión muy largas (del orden de 1000 millas), las pérdidas inductivas y capacitivas de la transmisión de CA se vuelven significativas, lo que hace que el costo de la electrónica de conversión de CC sea una compensación razonable (costo único versus pérdidas continuas en el tiempo)

DC también es útil para transferir energía entre sistemas que utilizan diferentes frecuencias (especialmente Japón tiene redes separadas con 50 y 60 Hz). Incluso entre rejillas a la misma frecuencia nominal, se requiere sincronización y las fallas de sincronización pueden conducir a la pérdida de carga de desestabilización y fallas de la red.

Los avances en electrónica hacen que los convertidores CC / CC y CC / CA de alta potencia sean prácticos como alternativas a los transformadores. Entonces se habla de que las líneas de transmisión de CC se vuelvan más comunes. En este momento, hay un cierto uso de DC para transferencias de energía entre redes y para líneas de transmisión muy largas,