¿Qué son los sistemas de transmisión de energía?
¿Qué son los sistemas de transmisión de energía?
Definición de sistemas de transmisión de energía
Los sistemas de transmisión de energía transmiten la electricidad desde las estaciones generadoras hasta los centros de carga donde se consume.
Los sistemas de transmisión de energía eléctrica son el medio para transmitir la potencia desde una fuente generadora a diversos centros de carga (es decir, donde se utiliza la energía). Las estaciones generadoras producen energía eléctrica. Estas estaciones no están necesariamente situadas donde se consume la mayor parte de la energía (es decir, en el centro de carga).
La distancia no es el único factor para elegir la ubicación de una estación generadora. A menudo, estas estaciones están lejos de donde se usa la energía. El terreno más alejado de las áreas de alta densidad es más barato, y es mejor mantener las estaciones ruidosas o contaminantes alejadas de las zonas residenciales. Por eso, los sistemas de transmisión de energía son esenciales.
Los sistemas de suministro eléctrico entregan la energía desde fuentes de generación, como las centrales térmicas, hasta los consumidores. Los sistemas de transmisión de energía, que incluyen líneas de transmisión cortas, medias y largas, mueven la energía al sistema de distribución. Estos sistemas luego proporcionan electricidad a hogares y negocios.
Transmisión AC vs DC
Fundamentalmente, existen dos sistemas por los cuales la energía eléctrica puede ser transmitida:
Sistema de transmisión eléctrica de corriente continua de alto voltaje.
Sistema de transmisión eléctrica de corriente alterna de alto voltaje.
Ventajas de los sistemas de transmisión DC
Se requieren solo dos conductores para un sistema de transmisión DC. Es posible usar solo un conductor del sistema de transmisión DC si se utiliza la tierra como camino de retorno del sistema.
El estrés potencial en los aisladores del sistema de transmisión DC es aproximadamente el 70% del voltaje equivalente del sistema de transmisión AC. Por lo tanto, los sistemas de transmisión DC tienen costos de aislamiento reducidos.
La inductancia, la capacitancia, el desplazamiento de fase y los problemas de sobretensión pueden eliminarse en un sistema DC.
Desventajas de los sistemas de transmisión AC
El volumen de conductor requerido en los sistemas AC es mucho mayor en comparación con los sistemas DC.
La reactancia de la línea afecta la regulación de voltaje del sistema de transmisión de energía eléctrica.
Problemas de efecto piel y efecto proximidad solo se encuentran en los sistemas AC.
Los sistemas de transmisión AC son más propensos a verse afectados por la descarga de corona que un sistema de transmisión DC.
La construcción de la red de transmisión de energía eléctrica AC es más compleja que los sistemas DC.
Se requiere una sincronización adecuada antes de interconectar dos o más líneas de transmisión, mientras que la sincronización puede omitirse totalmente en un sistema de transmisión DC.
Ventajas de los sistemas de transmisión AC
Los voltajes alternos pueden subir y bajar fácilmente, lo cual no es posible en un sistema de transmisión DC.
El mantenimiento de las subestaciones AC es bastante fácil y económico en comparación con las DC.
La transformación de la potencia en las subestaciones eléctricas AC es mucho más sencilla que en los conjuntos motor-generador de un sistema DC.
Desventajas de los sistemas de transmisión AC
El volumen de conductor requerido en los sistemas AC es mucho mayor en comparación con los sistemas DC.
La reactancia de la línea afecta la regulación de voltaje del sistema de transmisión de energía eléctrica.
Problemas de efecto piel y efecto proximidad solo se encuentran en los sistemas AC.
Los sistemas de transmisión AC son más propensos a verse afectados por la descarga de corona que un sistema de transmisión DC.
La construcción de la red de transmisión de energía eléctrica AC es más compleja que los sistemas DC.
Se requiere una sincronización adecuada antes de interconectar dos o más líneas de transmisión, mientras que la sincronización puede omitirse totalmente en un sistema de transmisión DC.
Construcción de una estación generadora
Durante la planificación de la construcción de una estación generadora, los siguientes factores deben considerarse para una generación económica de energía eléctrica.
Disponibilidad fácil de agua para la estación generadora térmica.
Disponibilidad fácil de terreno para la construcción de la estación de poder, incluyendo su ciudad de personal.
Para una estación hidroeléctrica, debe haber una presa en el río. Así, el lugar en el río debe elegirse de tal manera que la construcción de la presa pueda realizarse de la manera más óptima.
Para una estación térmica, la disponibilidad fácil de combustible es uno de los factores más importantes a considerar.
Debe tenerse en cuenta una mejor comunicación para bienes y empleados de la estación de poder.
Para transportar piezas de repuesto muy grandes de turbinas, alternadores, etc., debe haber carreteras anchas, comunicación ferroviaria y un río profundo y ancho cerca de la estación de poder.
Para una planta nuclear, debe estar situada a una distancia de un lugar común para que no haya ningún efecto de la reacción nuclear en la salud de la gente común.
Hay muchos otros factores que también deberíamos considerar, pero están fuera del alcance de nuestra discusión. Todos los factores mencionados anteriormente son difíciles de encontrar en los centros de carga. La estación de poder o la estación generadora debe situarse donde todas las facilidades estén disponibles fácilmente. Este lugar no es necesario que esté en los centros de carga. La energía generada en la estación generadora luego se transmite al centro de carga utilizando un sistema de transmisión de energía eléctrica, como dijimos anteriormente.
La energía generada en una estación generadora está a un nivel de voltaje bajo, ya que la generación de energía a bajo voltaje tiene cierto valor económico. La generación de energía a bajo voltaje es más económica (es decir, de menor costo) que la generación a alto voltaje. A un nivel de voltaje bajo, tanto el peso como el aislamiento son menores en el alternador; esto reduce directamente el costo y el tamaño del alternador. Sin embargo, esta energía a bajo voltaje no puede transmitirse directamente al consumidor final porque la transmisión de energía a bajo voltaje no es económica. Por lo tanto, aunque la generación de energía a bajo voltaje es económica, la transmisión de energía eléctrica a bajo voltaje no lo es.
La potencia eléctrica es directamente proporcional al producto de la corriente eléctrica y el voltaje del sistema. Entonces, para transmitir cierta potencia eléctrica de un lugar a otro, si se aumenta el voltaje de la potencia, la corriente asociada a esta potencia disminuye. Una corriente reducida significa menos pérdida I2R en el sistema, un área de sección transversal del conductor menor significa menos inversión de capital y una corriente disminuida mejora la regulación de voltaje del sistema de transmisión de energía, lo que indica una energía de calidad. Debido a estas tres razones, la energía eléctrica se transmite principalmente a niveles de alto voltaje.
Nuevamente, en el extremo de distribución, para una distribución eficiente de la energía transmitida, se reduce a su nivel de voltaje deseado.
Por lo tanto, se puede concluir que primero se genera la energía eléctrica a un nivel de voltaje bajo, luego se eleva a un alto voltaje para una transmisión eficiente de la energía. Finalmente, para la distribución de la energía a diferentes consumidores, se reduce a su nivel de voltaje deseado.
