Què són els sistemes de transmissió d'energia?
Què són els sistemes de transmissió d'energia?
Definició dels sistemes de transmissió d'energia
Els sistemes de transmissió d'energia transmeten l'energia elèctrica des de les centrals de generació als centres de càrrega on es consumeix.
Els sistemes de transmissió d'energia elèctrica són els mitjans per transmetre la potència des d'una font de generació a diversos centres de càrrega (és a dir, on s'utilitza la potència). Les centrals de generació produeixen energia elèctrica. Aquestes centrals no estan necessàriament situades on es consumeix la major part de la potència (és a dir, el centre de càrrega).
La distància no és l'únic factor per triar la ubicació d'una central de generació. Sovint, les centrals de generació estan lluny de on s'utilitza la potència. El terreny més allunyat de les zones de densitat alta és més econòmic, i és millor mantenir les centrals ruidoses o contaminants allunyades de les àrees residencials. És per això que els sistemes de transmissió d'energia són essencials.
Els sistemes d'abastament elèctric porten la potència des de fonts de generació, com les centrals tèrmiques, als consumidors. Els sistemes de transmissió d'energia, que inclouen línies de transmissió curtes, mitjanes i llargues, mouen el sistema de distribució de potència. Aquests sistemes aleshores proporcionen electricitat a les cases i empreses.
AC vs DC en la transmissió
Fundamentalment hi ha dos sistemes pels quals es pot transmetre l'energia elèctrica:
Sistema de transmissió elèctrica en corrent contínua de alta tensió.
Sistema de transmissió elèctrica en corrent alternada de alta tensió.
Avantatges dels sistemes de transmissió en corrent contínua
Només són necessaris dos conductors per al sistema de transmissió en corrent contínua. És possible utilitzar només un conductor si es fa servir la terra com a camí de retorn del sistema.
L'estress elèctric sobre els aïllants del sistema de transmissió en corrent contínua és aproximadament el 70% de la tensió equivalent en un sistema de corrent alternada. Per tant, els sistemes de transmissió en corrent contínua tenen costos d'aïllament reduïts.
Es poden eliminar inductància, capacitància, desplaçament de fase i problemes de surtida en el sistema en corrent contínua.
Inconvenients dels sistemes de transmissió en corrent alternada
El volum de conductor necessari en els sistemes en corrent alternada és molt més alt en comparació amb els sistemes en corrent contínua.
La reactància de la línia afecta la regulació de tensió del sistema de transmissió d'energia elèctrica.
Els problemes d'efecte de superfície i proximitat només es troben en els sistemes en corrent alternada.
Els sistemes de transmissió en corrent alternada són més propensos a ser afectats pel descàrrec de corona que els sistemes en corrent contínua.
La construcció de la xarxa de transmissió d'energia elèctrica en corrent alternada és més complexa que en els sistemes en corrent contínua.
Cal una sincronització adequada abans d'interconnectar dues o més línies de transmissió, la sincronització es pot omplir totalment en el sistema de transmissió en corrent contínua.
Avantatges dels sistemes de transmissió en corrent alternada
Les tensions alternatives es poden incrementar i disminuir fàcilment, cosa que no és possible en el sistema de transmissió en corrent contínua.
El manteniment de les subestacions en corrent alternada és més fàcil i econòmic en comparació amb el DC.
La transformació de la potència en les subestacions elèctriques en corrent alternada és més fàcil que en conjunts de motor-generador en un sistema en corrent contínua.
Inconvenients dels sistemes de transmissió en corrent alternada
El volum de conductor necessari en els sistemes en corrent alternada és molt més alt en comparació amb els sistemes en corrent contínua.
La reactància de la línia afecta la regulació de tensió del sistema de transmissió d'energia elèctrica.
Els problemes d'efecte de superfície i proximitat només es troben en els sistemes en corrent alternada.
Els sistemes de transmissió en corrent alternada són més propensos a ser afectats pel descàrrec de corona que els sistemes en corrent contínua.
La construcció de la xarxa de transmissió d'energia elèctrica en corrent alternada és més complexa que en els sistemes en corrent contínua.
Cal una sincronització adequada abans d'interconnectar dues o més línies de transmissió, la sincronització es pot omplir totalment en el sistema de transmissió en corrent contínua.
Construcció d'una central de generació
Durant la planificació de la construcció d'una central de generació, s'han de considerar els següents factors per a una generació econòmica d'energia elèctrica.
Disponibilitat fàcil d'aigua per a la central termoelèctrica.
Disponibilitat fàcil de terreny per a la construcció de la central de potència, inclosa la seva ciutat de personal.
Per a una central hidroelèctrica, cal que hi hagi un pantà al riu. Així, s'ha de triar un lloc adequat al riu de manera que la construcció del pantà es pugui fer de la manera més òptima.
Per a una central termoelèctrica, la disponibilitat fàcil de combustible és un dels factors més importants a considerar.
S'ha de tenir en compte una millor comunicació per a les mercaderies i els empleats de la central de potència.
Per al transport de parts de recanvi molt grans de turbinas, alternadors, etc., cal que hi hagi carreteres amplies, comunicacions ferroviàries, i un riu profund i ampli que passi a prop de la central de potència.
Per a una central nuclear, s'ha de situar a una distància tal d'un lloc comú que no hi hagi cap efecte de la reacció nuclear sobre la salut de la població.
Hi ha molts altres factors que també hauríem de considerar, però estan fora de l'àmbit de la nostra discussió. Tots els factors llistats anteriorment són difícils de trobar als centres de càrrega. La central de potència o la central de generació s'ha de situar on totes les facilitats estiguin fàcilment disponibles. Aquest lloc no cal que sigui necessàriament al centre de càrrega. La potència generada a la central de generació es transmet llavors al centre de càrrega utilitzant un sistema de transmissió d'energia elèctrica, com hem dit anteriorment.
La potència generada en una central de generació és a un nivell de baixa tensió, ja que la generació d'energia a baixa tensió té algun valor econòmic. La generació d'energia a baixa tensió és més econòmica (és a dir, menys costosa) que la generació d'energia a alta tensió. A un nivell de baixa tensió, tant el pes com l'aïllament són menors en l'alternador; això redueix directament el cost i la mida de l'alternador. Però aquesta potència a baixa tensió no es pot transmetre directament al consumidor final perquè aquesta transmissió a baixa tensió no és gaire econòmica. Per tant, encara que la generació d'energia a baixa tensió sigui econòmica, la transmissió d'energia elèctrica a baixa tensió no ho és.
La potència elèctrica és directament proporcional al producte de la corrent elèctrica i la tensió del sistema. Per tant, per transmetre una certa potència elèctrica d'un lloc a un altre, si la tensió de la potència s'incrementa, la corrent associada a aquesta potència es redueix. Una corrent reduïda significa menys pèrdues I2R en el sistema, una menor secció transversal del conductor significa menys capital involucrat, i una corrent reduïda millora la regulació de tensió del sistema de transmissió d'energia, indicant una qualitat millor de la potència. Per aquestes tres raons, la potència elèctrica es transmet principalment a un nivell de tensió elevada.
Una vegada més, al final de la distribució, per a una distribució eficient de la potència transmesa, es redueix a un nivell de baixa tensió desitjat.
Així, es pot concluir que primer la potència elèctrica es genera a un nivell de baixa tensió, llavors es pot incrementar a una tensió elevada per a una transmissió eficient de l'energia elèctrica. Finalment, per a la distribució de l'energia elèctrica o potència a diferents consumidors, es redueix al nivell de baixa tensió desitjat.
