El diseño de líneas eléctricas es un asunto complejo, en el que se superponen muchas decisiones.

El Powerline Ekibastuz – Kokshetau es una versión relativamente reciente, finalizó en 1985. Surgieron dos líneas más, una hacia Moscú que ahora se maneja con 500 kV, la otra fue desmantelada.

Está conectado a una gran planta de energía que se construyó aproximadamente al mismo tiempo.

Corre una larga distancia a través de un área relativamente vacía.

Uno puede asumir que fue el proyecto prototipo para la idea de la distribución de electricidad en áreas poco pobladas en la esfera de influencia soviética.

¿Qué influiría en un proveedor de electricidad para construir una línea eléctrica de 1MV?

• Construye una enorme planta de energía (no sucede a menudo)

• En un área con baja densidad de población (no hay muchas personas que se quejan de la construcción)

• No tener una red de distribución (solo ocurre en el llamado 2º mundo)

• Necesito la energía en otro lugar (la planta de Ekibastus es de 4GW, la línea eléctrica es de 5 GVA)

En pocas palabras, cualquier otra persona que pueda necesitar una línea eléctrica de 1MV, haya construido otra cosa antes de que fuera económicamente viable construir líneas de 1MV. Ver que la sucursal de Moscú de esta línea en particular se ejecuta a 500 kV a pesar de estar diseñada para 1MV dice algo al respecto.

Entonces, si una línea eléctrica de 1MV se construye de nuevo, primero podría estar en Argentina o Brasil. Pero solo si deciden construir grandes centrales eléctricas en lugares donde la mayoría de la electricidad se necesita en otros lugares.

Además, ha cambiado mucho la tecnología de las centrales eléctricas en los 20 años desde entonces. Las plantas más pequeñas son más factibles, las tecnologías solares y eólicas están encontrando su lugar. Hoy, una ciudad como Kokshetau obtendría una planta de tamaño mediano, y se terminará. Los megaproyectos para transportar electricidad ya no son necesarios.

Supongo que la línea eléctrica es la peculiaridad de un plan de 5 años, en realidad. De ser así, se suponía que era el comienzo de un sistema de distribución de energía masiva para las partes rurales de la esfera de influencia. Pero antes de poder construir más, el sistema colapsó.

La potencia es el voltaje actual de los tiempos (\ $ I \ veces V \ $). La pérdida de potencia en un cable es \ $ I ^ 2 \ veces R \ $, por lo tanto, si aumenta el voltaje en un factor de, digamos, 4, la corriente requerida se reducirá en un factor de 4 y la pérdida de cable se reducirá en un factor de 16.

Supongo que la línea de alimentación es realmente larga, por lo que usar un voltaje más alto significa que se puede usar un cable más delgado. Esta es una de las razones principales por las que AC ganó las guerras actuales: en ese entonces no había una manera fácil de aumentar / disminuir el voltaje de CC.

Básicamente hay dos factores. A medida que aumenta el voltaje, la corriente disminuye y las pérdidas disminuyen, lo que permite cables más delgados. Por otro lado, a medida que aumenta la tensión, se requiere un mejor aislamiento en todas partes: los postes deben ser más altos (para que no se produzca una descarga al suelo), la distancia entre los cables debe ser mayor y se necesita un aislamiento mucho mejor en los transformadores en el extremos de la línea. Por lo tanto, aumentar el voltaje reduce las pérdidas de transmisión y la sección transversal de los cables, pero induce muchos problemas con el alto voltaje en sí. Es por eso que el voltaje real utilizado es un compromiso: lo suficientemente alto como para no perder demasiada energía como calor y no demasiado alto para que el sistema pueda fabricarse y ejecutarse.

Esto viene unos años después, pero eso se debe a que la situación ha cambiado:

Ahora hay líneas de 1200 kV en India y líneas de 1100 kV en China. En ambos casos, se utilizan para transmitir energía de centrales eléctricas remotas (a menudo hidroeléctricas) a ciudades grandes como Shanghai, especialmente la energía hidroeléctrica se encuentra donde se construyen de manera óptima y eso puede estar muy lejos de las ciudades. Si es necesario, se pueden construir otras centrales eléctricas más cercanas a las ciudades, pero a menudo se pueden ubicar más lejos debido a la contaminación o como en el caso de Ekibastuz; La planta de energía está al lado de una reserva de carbón muy grande. Las grandes centrales nucleares están ubicadas de manera similar, lejos de los centros de población.

Incluso al estar bajo la competencia de HVDC, una CA muy alta tiene algunas ventajas prácticas que justifican su construcción. Esta línea Ekibastuz-Kokshetau fue quizás un poco fracasada si contamos el retorno de la ganancia, ya que solo una parte de ella trabajó a 1150 kV, ahora todo opera a 500 kV, pero fue un logro científico interesante ...

Comprender por qué hay tal voltaje es simple, si se tiene cuidado con lo que estamos hablando.

Una respuesta

Una respuesta podría ser: la pérdida de potencia es \ $ I ^ 2 \ veces R_ {cable} \ $. Entonces, para una potencia de transmisión constante \ $ V \ veces I \ $, al aumentar el voltaje disminuimos \ $ I \ $, lo que disminuye las pérdidas.

Bien, pero ¿no solo ocultamos nuestra variable \ $ V \ $? De hecho, según la Ley de Ohm \ $ V = I \ veces R \ $, la pérdida de energía también es \ $ V ^ 2 \ sobre R \ $.

También hicimos peor al aumentar el voltaje ?

¿Qué significa disipar el poder \ $ I ^ 2 \ veces R \ $?

• Primero significa que el cable, por su naturaleza, resiste el flujo de electrones. a sus electrones les gusta estar en un estado de equilibrio y no les gusta ser empujados por nuevos participantes
• También dice que si, naturalmente, decimos que el poder disipado es = la cantidad que fluye, \ $ I \ $ * cierta fuerza \ $ F \ $ que se debe superar, entonces esa fuerza es proporcional a la cantidad que fluye en sí misma: cuanto más hay, más fuerte será la fuerza. Por supuesto, podemos darle un nombre a esa fuerza, y ese es precisamente el voltaje entre las extremidades del cable.

Cuando lo piensas, no es sorprendente que el poder disipado sea cuadrático. Si tiene un cable muy grande, entonces tendría sentido que la potencia disipada sea lineal. Usted paga un precio constante por cada electrón que ingresa. En un cable más pequeño, el cable se satura y su capacidad para aceptar un nuevo electrón disminuye.

Poniéndolo todo junto

Habiendo dicho todo eso, está bastante claro cuál es el error del razonamiento ingenuo: estábamos usando el voltaje entre la tierra y la primera extremidad del cable. pero la única cantidad que tiene sentido es el voltaje en los puntos finales del cable.

Otra opinión sobre esto, es que cada vez que hablas de voltaje, debes saber no solo la cantidad de voltios que tiene, sino también los 2 puntos a los que se refiere. Son parte de la definición. En sí misma, una tensión de 10 voltios no tiene significado físico. Una tensión de 10 voltios entre el punto A y el punto B, por el contrario, tiene un significado.

Volviendo al problema, al aumentar el voltaje entre la tierra y la primera extremidad del cable, necesitamos una menor intensidad para transmitir la misma cantidad de energía a otra persona, quien tomará esta corriente y la consumirá a voltaje a nivel del suelo.

Conclusión

Esa menor intensidad da como resultado menor energía disipada \ $ I ^ 2 \ veces R = I \ veces V_2 \ $ en el cable de resistencia \ $ R \ $, donde \ $ V_2 = I \ times R \ $ es la caída de voltaje en el cable.

Una forma equivalente de ver esto es que inducirá una menor caída de voltaje entre la central y el consumidor.

El límite es que necesitas tener un equipo especial. En un extremo, si la tensión es demasiado alta, el electrón del aire será empujado y se creará una descarga eléctrica (también conocida como "plasma").