El Powerline Ekibastuz – Kokshetau en Kazajstán tiene el récord de tener el voltaje de transmisión operativo más alto del mundo, funcionando a más de 1 megavoltio. ¿Por qué eligieron entregar energía de esta manera?

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Si un voltaje más alto significa que se puede usar un cable más delgado para la transmisión, ¿por qué el resto del mundo desarrollado no funciona con transmisiones tan altas?

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

El Powerline Ekibastuz – Kokshetau es una construcción relativamente reciente, terminada en 1985. Hubo dos líneas más que surgieron, una hacia Moscú, que ahora se conduce con 500 kV, y la otra fue desmantelada.

Está conectado a una gran planta de energía que fue construida aproximadamente al mismo tiempo.

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

Uno puede suponer que fue el proyecto prototipo de la idea de distribución de electricidad en áreas escasamente pobladas en la esfera de influencia soviética.

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

• Construir una gran planta de energía (no sucede a menudo)

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

• No tener una red de distribución en su lugar (solo sucede en el llamado segundo mundo)

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

En pocas palabras, cualquier otra persona que pueda necesitar una línea eléctrica de 1MV, tenía algo más construido antes de que fuera económicamente factible construir líneas de 1MV. Ver que la rama 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 se vuelve a construir una línea eléctrica de 1MV, primero podría estar en Argentina o Brasil. Pero solo si deciden construir grandes centrales eléctricas en lugares donde se necesita la mayor parte de la electricidad en otros lugares.

Además, mucho cambió en la tecnología de la planta de energía en los 20 años transcurridos 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 estaría lista. Los megaproyectos para transportar electricidad ya no son necesarios.

Supongo que la línea eléctrica es la peculiaridad de un plan de 5 años, realmente. De ser así, estaba destinado a ser el comienzo de un sistema de distribución masiva de energía para las zonas rurales de la esfera de influencia. Pero antes de que se pudiera construir más, el sistema colapsó.

$I\times V$$I^2\times R$

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 aquel entonces no había una manera fácil de aumentar / disminuir el voltaje de CC.

Básicamente hay dos factores. A medida que el voltaje aumenta, la corriente disminuye y las pérdidas disminuyen y eso permite cables más delgados. Por otro lado, a medida que el voltaje aumenta, se requiere un mejor aislamiento en todas partes: los postes deben ser más altos (para que no se produzca descarga en el suelo), la distancia entre los cables debe ser mayor y se necesita un aislamiento mucho mejor en los transformadores extremos de la línea. Por lo tanto, elevar 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 usado real es una compensación: lo suficientemente alto como para no perder demasiada energía como calor y no demasiado alto para que el sistema pueda fabricarse y funcionar.

Esto llega unos años más tarde, 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 desde plantas de energía remotas (a menudo hidroeléctricas) a grandes ciudades como Shanghai, especialmente la energía hidroeléctrica se encuentra donde se construyen de manera óptima y que pueden estar muy lejos de las ciudades. Se pueden construir otras centrales eléctricas más cerca de las ciudades si es necesario, pero a menudo se pueden ubicar más lejos debido a la contaminación o como en el caso de Ekibastuz; La central eléctrica 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 si está bajo la competencia de HVDC, la CA muy alta tiene algunas ventajas prácticas que garantizan su construcción. Esta línea de Ekibastuz-Kokshetau fue quizás un poco fallida si se cuenta el retorno de ganancias, ya que solo una parte de ella funcionó a 1150 kV, ahora funciona a 500 kV, pero fue un logro científico interesante ...

Comprender por qué existe tal voltaje es simple, si uno se ocupa de lo que estamos hablando.

Una respuesta

$I^2\times R_{wire}$$V\times I$$I$ , disminuyendo así la pérdida.

$V$$V = I\times R$$V^2\over R$ .

Entonces, ¿lo hicimos peor al aumentar el voltaje? ?

$I^2\times R$ ?

• 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 entrantes
• $I$$F$

Cuando lo piensas, no es sorprendente que la potencia disipada sea cuadrática. Si tiene un cable muy grande, 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 de aceptar nuevos electrones disminuye.

Poniendolo todo junto

Dicho todo esto, está bastante claro cuál es el error del razonamiento ingenuo: estábamos usando el voltaje entre la tierra y el primer extremo del cable. pero la única cantidad que tiene sentido es el voltaje a través de los puntos finales del cable.

Otra opinión sobre esto es que cada vez que habla de un voltaje, debe conocer no solo la cantidad de Volt que tiene, sino también los 2 puntos a los que se refiere. Son parte de la definición. En sí, 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 el primer extremo del cable, necesitamos una intensidad más baja para transmitir la misma cantidad de energía a otra persona, que tomará esta corriente y la consumirá al voltaje del nivel del suelo .

Conclusión

$I^2\times R = I\times V_2$$R$$V_2 = I\times R$

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, se empujará el electrón del aire y se creará una descarga eléctrica (también conocida como "plasma").