Se envía una gran cantidad de electricidad a todas direcciones a través de líneas de transmisión. Para minimizar la pérdida de energía de las líneas de transmisión, ¿qué métodos de transmisión se pueden utilizar?

La electricidad de la central eléctrica generalmente se envía a varios lugares donde se consume electricidad a través de líneas de transmisión. Dependiendo de la distancia de transmisión de energía, se utilizan diferentes altos voltajes. A juzgar por la situación energética actual de mi país, se utilizan 220 kV para distancias de transmisión de 200 a 300 kilómetros, 110 kV para distancias de transmisión de aproximadamente 100 kilómetros y 35 kV para distancias de transmisión de aproximadamente 50 kilómetros; para distancias de transmisión de 15 a 20 kilómetros 10 kilovoltios, en algunos lugares se utilizan 6600 voltios. Las líneas con tensiones de transmisión superiores a 110 kilovoltios se denominan líneas de transmisión de muy alta tensión. Para la transmisión de energía a larga distancia, China también cuenta con líneas de transmisión de voltaje ultra alto de 500 kV.

¿Por qué transmisión de energía de alto voltaje? Esto comienza con la pérdida de energía eléctrica de las líneas de transmisión. Cuando la corriente pasa a través de los cables, parte de la energía eléctrica se convierte en energía térmica y se pierde. Pérdida de energía eléctrica en las líneas de transmisión de CA trifásicas de tres hilos comúnmente utilizadas en mi país

P pérdida = 3I2R

R es la resistencia de cada línea de transmisión e I es la corriente en la línea de transmisión. Si la potencia eléctrica a transmitir es P, el voltaje de la línea de transmisión es U y el factor de potencia de cada fase de la carga es, entonces la corriente de transmisión también se puede expresar como

Suponiendo que la distancia de transmisión de energía es L, la resistividad de la línea de transmisión utilizada es ρ y su área de sección transversal es S, entonces R = ρ(L/S). Por lo tanto, la potencia perdida se puede escribir como

Ecuación. C es una constante cuando la potencia de transmisión, la distancia de transmisión, el material de la línea de transmisión y el factor de potencia de carga son ciertos.

Se puede ver en la fórmula anterior que cuando el área de la sección transversal S de la línea de transmisión es constante, cuanto mayor es el voltaje de transmisión U, menor es la pérdida de energía eléctrica P consumo; Se permite que el consumo de pérdida P sea constante (generalmente no debe exceder el 10 de la potencia de transmisión), cuanto mayor sea el voltaje, menor será el área de la sección transversal de la línea de transmisión, lo que puede ahorrar en gran medida los materiales utilizados en la transmisión. línea.

Desde los dos aspectos de reducir la pérdida de energía en las líneas de transmisión y ahorrar materiales utilizados en las líneas de transmisión, se utiliza alto voltaje o voltaje ultra alto para transmitir energía eléctrica a largas distancias.

Pero no podemos aumentar ciegamente el voltaje de transmisión. A medida que aumenta el voltaje de transmisión, los requisitos para el uso de diversos materiales al construir líneas de transmisión aéreas se vuelven más estrictos y el costo de las líneas aumenta. Por lo tanto, es necesario partir de la situación real específica, que no sólo puede reducir la pérdida de energía de las líneas de transmisión, sino también ahorrar inversiones en construcción.

La transmisión de energía de alto voltaje puede reducir la pérdida de energía, pero desde el punto de vista de la generación de energía, es imposible que un generador genere un alto voltaje de 220 kilovoltios, porque para generar un voltaje tan alto, el El generador debe confiar en sus materiales, estructura y funcionamiento seguro. En términos de producción y otros aspectos, existen dificultades casi insuperables. Desde la perspectiva del consumo de electricidad, la mayoría de los equipos eléctricos no pueden funcionar con alto voltaje. Esto determina que se utilizan una serie de transformadores de potencia para aumentar o disminuir el voltaje desde la generación de energía, la transmisión hasta el consumo. El proceso de transmisión de energía de una gran central hidroeléctrica se muestra en la Figura 7-8. La energía de CA generada en la central primero se eleva a un voltaje de 220 kV mediante el transformador de transmisión en la subestación 1 y luego se transmite a la subestación central distante. 2, donde el transformador de transmisión reduce el voltaje a 10 kV, se envía a la subestación subordinada 3 y luego el transformador de transmisión reduce el voltaje a 35 kV. Luego se transmite a la subestación 4 del siguiente nivel, y luego el transformador de transmisión reduce el voltaje a 10 kV y lo envía a cada subestación de usuario 5. Finalmente, el voltaje se cambia a 380 voltios/220 voltios y se suministra a la red eléctrica. equipo. La energía eléctrica generada en las grandes centrales hidroeléctricas se envía a los usuarios a través de líneas de transmisión y sufre cinco transformaciones de voltaje (una de aumento y cuatro de reducción). Para las centrales eléctricas pequeñas y medianas, el número de cambios de voltaje en el medio es menor y debe determinarse de acuerdo con condiciones específicas, como el voltaje emitido por la central y la distancia de las líneas de transmisión.