Razóns para usar CA para a transmisión de enerxía eléctrica a longa distancia

Factor histórico de desenvolvemento

Os primeiros sistemas de enerxía estaban dominados pola corrente alternativa: nos primeiros días do desenvolvemento dos sistemas de enerxía, a tecnoloxía dos alternadores e transformadores era relativamente madura e fácil de fabricar. 

O sistema de CA pode cambiar facilmente o nivel de tensión a través do transformador para lograr a transmisión en alta tensión para reducir as perdas na liña, polo que a transmisión en CA foi amplamente utilizada nos primeiros días e formou un enorme sistema de rede eléctrica.

Consideracións técnicas

Ventajas dos transformadores nos sistemas de CA

A transmisión de CA pode ser facilmente aumentada e diminuída usando transformadores. No extremo da xeración de enerxía, a tensión de saída do xerador aumenta para reducir a corrente e minimizar as perdas de potencia na liña. No extremo do consumo, a tensión é reducida a un nivel adecuado para o usuario a través dun transformador. A tecnoloxía actual dos transformadores de corrente continua é relativamente complexa e cara, e é difícil axustar a tensión tan flexibelmente como os transformadores de CA na transmisión a longa distancia.

Compensación de potencia reactiva

A compensación de potencia reactiva pode realizarse facilmente no sistema de CA. A potencia reactiva é a enerxía necesaria para manter os campos eléctricos e magnéticos nun sistema de enerxía, pero non realiza traballo externo. Na transmisión a longa distancia, xérase unha gran cantidade de potencia reactiva debido aos efectos de indutancia e capacitancia da liña. 

Instalando dispositivos de compensación de potencia reactiva nas subestacións, pódese mellorar o factor de potencia do sistema e reducir as perdas na liña e as fluctuacións de tensión. En contraste, o control de potencia reactiva nos sistemas de CC de alta tensión é relativamente complexo e require equipamentos especializados para compensar.

Interconexión de redes

A maioría dos sistemas de enerxía existentes son redes de CA, e a interconexión entre sistemas de CA é relativamente fácil. A través de transformadores e equipamentos de comutación, pódese realizar a conexión e intercambio de potencia entre redes de CA en diferentes rexións e niveis de tensión, mellorando a fiabilidade e estabilidade das redes eléctricas.

A interconexión entre o sistema de transmisión de CC e o sistema de CA precisa ser convertida a través da estación de conversión, o que é difícil e caro. Nas grandes redes de enerxía, a interconexión de sistemas de CA fai que a distribución de potencia e o compartimento de recursos sexan máis flexibles.

Aspecto de custo económico

Custo do equipo

Actualmente, o equipo de transmisión de CA, como transformadores, interruptores, disxuntores e outras tecnoloxías, están maduros, e o custo de produción é relativamente baixo. O equipo da estación de conversión no sistema de transmisión de CC é complexo, incluíndo válvulas de conversión, filtros de CC, reactancias de onda plana, etc., e o custo é caro.

Por exemplo, o custo de construir unha estación de conversión de CC de alta tensión pode ser varias veces ou máis que o dunha subestación AC equivalente.

Custo de manutenção

Despois dun longo período de desenvolvemento e aplicación do equipo de transmisión de CA, a tecnoloxía de manutenção está relativamente madura e o custo de manutenção é baixo. Os requisitos de manutenção do equipo de transmisión de CC son altos, requirindo técnicos profesionais e equipos de proba especiais, e o custo de manutenção é alto.

Aplicación

• Transmisión de lonxas distancias e gran capacidade: Para necesidades de transmisión de lonxas distancias (máis de centos de quilómetros) e gran capacidade, as perdas na liña de transmisión de CC de alta tensión son relativamente baxas. Como a transmisión de CC non ten os efectos de indutancia e capacitancia da transmisión de CA, non hai problema de potencia reactiva.

• Transmisión por cabos submarinos: Na transmisión por cabos submarinos, xa que a corrente capacitiva do cabo de CA causará moitas perdas e aumento de tensión, e o cabo de CC non ten este problema, a transmisión de CC de alta tensión por cabos submarinos ten unha gran ventaxe.