Cal é a razón de non usar ondas cadradas para as liñas de transmisión de enerxía?

A razón pola que as liñas de transmisión non utilizan ondas cadradas e prefiren as ondas senoidais envolve varios aspectos da enxeñaría eléctrica, incluíndo eficiencia, compatibilidade do equipo, interferencia electromagnética, estabilidade do sistema e control e medida. Aquí está unha explicación detallada:

1. Eficiencia e Pérdidas

• Distorsión Armónica: As ondas cadradas contén compoñentes harmónicos abundantes. Estes harmónicos provocan perdidas adicionais cando se transmiten por liñas de enerxía, incluíndo perdidas resistivas nos conductores e perdidas de ferro e cobre en transformadores e motores.

• Efecto de Superficie: Os harmónicos de alta frecuencia provocan que a corrente se concentre na superficie do conductor, un fenómeno coñecido como "efecto de superficie". O efecto de superficie aumenta a resistencia efectiva do conductor, levando a maiores perdidas de transmisión.

2. Compatibilidade do Equipo

• Transformadores e Motores: A maioría do equipo eléctrico, como transformadores e motores, están deseñados para ondas senoidais. As ondas senoidais aseguran que estes dispositivos operen de forma óptima, mellorando a eficiencia e prolongando a súa vida útil.

• Dispositivos de Protección: Os dispositivos de protección por relés e outro equipo protector tamén están deseñados para ondas senoidais. As ondas cadradas poden facer que estes dispositivos fagoten, afectando a seguridade e a fiabilidade do sistema.

3. Interferencia Electromagnética

• Interferencia Electromagnética (EMI): Os harmónicos de orde superior nas ondas cadradas xeran forte interferencia electromagnética, afectando o funcionamento normal dos dispositivos electrónicos circundantes. Por exemplo, as comunicacións por radio, o equipo médico e os ordenadores poden experimentar interferencias.

• Interferencia de Radiación: As bordas de subida e descenso rápidas das ondas cadradas producen intensa radiación electromagnética, que é particularmente notable nas liñas de transmisión de longa distancia, podendo causar fallos no dispositivo e erros na transmisión de datos.

4. Estabilidade do Sistema

• Contaminación Harmónica: Os compoñentes harmónicos nas ondas cadradas contaminan o sistema de enerxía, afectando a estabilidade da rede e a calidade da enerxía. As harmónicas poden causar distorsión de tensión, fluctuacións de frecuencia e outros problemas, levando ao sobrecalentamento e danos no equipo.

• Poder Reactivo: As harmónicas tamén aumentan a demanda de potencia reactiva do sistema, reducindo o factor de potencia e aumentando a carga do sistema, o que pode resultar en caídas de tensión e sobrecarga do equipo.

5. Control e Medida

• Precisión da Medida: As ondas senoidais son máis fáciles de medir e controlar con precisión. Os dispositivos e instrumentos de medida de potencia estándar están deseñados para ondas senoidais, proporcionando datos máis precisos.

• Algoritmos de Control: Muitos algoritmos de control e lóxicas de protección nos sistemas de enerxía están deseñados baixo a suposición de ondas senoidais. As ondas cadradas poden facer que estos algoritmos fallen ou prodúzan erros.

6. Distancia de Transmisión

Transmisión de Longa Distancia: As ondas senoidais son máis adecuadas para a transmisión de longa distancia. As liñas de transmisión de longa distancia adoitan utilizar transmisión de alta tensión, e as ondas senoidais poden manter de xeito máis estable a tensión e a corrente, reducindo as perdidas de transmisión.

Resumo

As razóns polas que as liñas de transmisión non utilizan ondas cadradas e prefiren as ondas senoidais inclúen:

• Eficiencia e Pérdidas: As ondas senoidais reducen a distorsión armónica e o efecto de superficie, mellorando a eficiencia de transmisión.

• Compatibilidade do Equipo: As ondas senoidais aseguran que o equipo eléctrico opere de forma óptima, mellorando a eficiencia e a vida útil.

• Interferencia Electromagnética: As ondas senoidais reducen a interferencia electromagnética, protexendo o funcionamento normal dos dispositivos electrónicos circundantes.

• Estabilidade do Sistema: As ondas senoidais reducen a contaminación harmónica, mellorando a estabilidade da rede e a calidade da enerxía.

• Control e Medida: As ondas senoidais facilitan a medida e o control precisos, asegurando a fiabilidade e a seguridade do sistema.

• Distancia de Transmisión: As ondas senoidais son máis adecuadas para a transmisión de longa distancia, reducindo as perdidas de transmisión.