La transmisión de energía eléctrica del, un proceso en la entrega de la electricidad a los consumidores, es la transferencia a granel de la corriente eléctrica. Típicamente, la transmisión de energía está entre la central eléctrica y una subestación cerca de un área poblada. La distribución de la electricidad es la entrega de la subestación a los consumidores. La transmisión de energía eléctrica permite que las fuentes de energía distantes (tales como centrales eléctricas hidroeléctricas ) sean conectadas con los consumidores en centros de población, y puede permitir la explotación de los recursos de calidad inferior del combustible que serían de otra manera demasiado costosos transportar a generar instalaciones.
Debido a la gran cantidad de energía implicada, transmisión ocurre normalmente en el alto voltaje (110 kilovoltios o arriba). La electricidad se transmite generalmente sobre distancia a través de líneas de transmisión de arriba de energía. La transmisión de energía subterráneo se utiliza solamente en las áreas denso pobladas debido a su alto coste de instalación y de mantenimiento, y porque la energía reactiva del alto produce corrientes y dificultades grandes de carga en la gerencia del voltaje.
Un sistema de transmisión de energía se refiere a veces familiar como " grid" ; sin embargo, por razones de economía, la red no es una rejilla matemática . Se proporcionan las trayectorias y las líneas redundantes para poder encaminar la energía de cualquier central eléctrica a cualquier centro de la carga, a través de una variedad de rutas, basadas en la economía de la trayectoria de transmisión y el coste de energía. Mucho análisis es hecho por las compañías de la transmisión para determinar la capacidad confiable máxima de cada línea, que, debido a las consideraciones de la estabilidad de sistema, puede ser menos que el límite físico o termal de la línea. La desregulación de las compañías de la electricidad en muchos países ha llevado al interés renovado en el diseño económico confiable de redes de la transmisión.
Los conductores de arriba no son cubiertos por el aislamiento. El material del conductor es casi siempre una aleación de aluminio, hecha en varios filamentos y reforzada posiblemente con los filamentos de acero. Los conductores son una materia suministrada por varias compañías por todo el mundo. El material y las formas mejorados del conductor se utilizan regularmente para permitir capacidad creciente y para modernizar los circuitos de transmisión. Los tamaños del conductor en la transmisión de arriba trabajan la gama de tamaño de las normas americanas de cableado #6 (cerca de 12 milímetros cuadrados) al área circular de 1.000 milipulgadas (cerca de 750 milímetros cuadrados), con resistencia diversa y capacidad actual-que lleva. Alambres más gruesos llevarían a un aumento relativamente pequeño en la capacidad debido al efecto de piel, ese las causas la mayor parte de la corriente al flujo cerca de la superficie del alambre.
Hoy, los voltajes del transmisión-nivel se consideran generalmente ser 110 kilovoltios y arriba. Tensiones más bajas tales como 69 kilovoltios y 33 kilovoltios generalmente se consideran los voltajes de la secundario-transmisión pero se utilizan de vez en cuando en largas colas con las cargas ligeras. Los voltajes menos de 33 kilovoltios se utilizan generalmente para la distribución . Los voltajes sobre 230 kilovoltios se consideran el voltaje superior y requieren diversos diseños comparados al equipo usado en tensiones más bajas.
Las líneas de transmisión de arriba son alambre sin aislar, así que el diseño de estas líneas requiere separaciones mínimas ser observado para mantener seguridad.
En una reunión AIEE el el el 16 de mayo, el 1888, Nikola Tesla entregó una conferencia dada derecho el un nuevo sistema de motores de la corriente alternada y los transformadores, describiendo el equipo que permitió la generación y el uso eficientes de los accesos de las corrientes alternas Tesla, bajo la forma de patentes, las conferencias y los artículos técnicos, son útiles para entender la historia del sistema moderno de transmisión de energía. La propiedad de las derechas a las patentes de Tesla era una ventaja comercial dominante a la compañía de Westinghouse en el ofrecimiento de un sistema eléctrico completo de la corriente alternada para la iluminación y la energía.
El " supuesto; system" universal; transformadores usados ambos para juntar los generadores a las líneas de transmisión de alto voltaje, y para conectar la transmisión con los circuitos de distribución locales. Por una opción conveniente de la frecuencia para uso general, la iluminación y las cargas de motor podían ser servidas. Los convertidores rotatorios y las válvulas posteriores del arco de mercurio y el otro equipo del rectificador permitieron que la carga de la C. fuera servida por la conversión local donde necesitados. Incluso la generación de estaciones y de cargas usar diversas frecuencias se podía también interconectar usar los convertidores rotatorios. Usando las centrales eléctricas comunes para cada tipo de carga, las economías a escala importantes fueron alcanzadas, una inversión de capitales total más baja fue requerida, el factor de carga en cada planta era el tener en cuenta creciente una eficacia más alta, teniendo en cuenta un más barato de la energía al consumidor y aumentó uso total de la energía eléctrica.
Permitiendo que las centrales eléctricas múltiples sean interconectadas sobre una amplia área, el coste de producción de electricidad fue reducido. Las plantas disponibles más eficientes se podían utilizar para suministrar las cargas diversas durante el día. La confiabilidad fue mejorada y el coste de la inversión de capitales fue reducido, puesto que la capacidad de producción stand-by se podría compartir sobre muchos más clientes y un área geográfica más amplia. Las fuentes de energía alejadas y baratas, tales como energía hidroeléctrica o carbón de la mina-boca, se podían explotar a un coste más bajo de la producción energética.
La primera transmisión de la corriente alternada trifásica usar alto voltaje ocurrió en el 1891 durante la exposición internacional de la electricidad en el Francfort . Una línea de transmisión de 25 kilovoltios, un de aproximadamente 175 kilómetros de largo, conectado Lauffen en el Neckar y una Francfort.
Las líneas de transmisión fueron apoyadas inicialmente por los aisladores de la perno-y-manga de la porcelana similares a ésos usados para los telégrafos y las líneas del teléfono . Sin embargo, éstos tenían un límite práctico de 40 kilovoltios. En el 1907, la invención del aislador del disco por el dólar de Harold W. del Niagara Falls Power Corporation y el Edward M. Hewlett General Electric permitieron que los aisladores prácticos de cualquier longitud fueran construidos para voltajes más altos. Los generadores hidroeléctricos del primer gran escala en los E. fueron instalados en el Niagara Falls y con tal que electricidad al búfalo, Nueva York vía líneas de transmisión de energía. Una estatua de Tesla se coloca en el Niagara Falls hoy en tributo a sus contribuciones.
Los voltajes usados para la transmisión de energía eléctrica aumentaron a través del vigésimo siglo. Antes de 1914 cincuenta y cinco sistemas de transmisión que funcionaban en más de 70.000 V estaba en servicio, el voltaje más alto después utilizado era 150. La primera transmisión de energía trifásica de la corriente alternada en 110 kilovoltios ocurrió en 1912 entre el Lauchhammer y el Riesa, Alemania . El 17 de abril de 1929 la primera línea de 220 kilovoltios en el Alemania fue terminada, funcionando Brauweiler cerca Colonia, sobre el Kelsterbach cerca de Francfort, Rheinau cerca Mannheim, Ludwigsburg - Hoheneck cerca Austria . Los mástiles de esta línea fueron diseñados para la mejora eventual a 380 kilovoltios. Sin embargo la primera transmisión en 380 kilovoltios en Alemania estaba el 5 de octubre de 1957 entre las subestaciones en el Rommerskirchen y Ludwigsburg-Hoheneck. En 1967 la primera transmisión del adicional-alto-voltaje en 735 kilovoltios ocurrió en una línea de transmisión Hidráulica-Québec . En 1982 la primera transmisión en 1200 kilovoltios estaba en el Unión Soviética .
La industrialización rápida en el vigésimo siglo hizo líneas y rejillas eléctricas de transmisión a la parte crítica de la infraestructura económica en la mayoría de las naciones industrializadas. La interconexión de las plantas locales de la generación y de las pequeñas redes de distribución fue estimulada grandemente por los requisitos de la Primera Guerra Mundial, donde las centrales eléctricas eléctricas grandes fueron construidas por gobiernos para proporcionar energía a las fábricas de las municiones; estas plantas fueron conectadas más adelante para suministrar la carga civil a través de la transmisión interurbana.
Las pequeñas utilidades eléctricas municipales no desearon necesario de reducir el coste de cada unidad de electricidad vendida; hasta cierto punto, especialmente durante el período 1880-1890, la iluminación eléctrica era considerada un producto de lujo y la energía eléctrica no fue substituida para la energía de vapor. Los ingenieros tales como Samuel Insull en los Estados Unidos y Sebastian Z. De Ferranti en el Reino Unido eran instrumentales en dificultades técnicas, económicas, reguladoras y políticas de la superación en el desarrollo de la transmisión de energía eléctrica interurbana. Por la introducción de redes de la transmisión de energía eléctrica, en la ciudad de Londres el coste de un kilovatio-hora fue reducido a una mitad de un período de diez años.
En 1926 redes eléctricas en el Reino Unido comenzó a ser interconectado en la rejilla nacional, funcionando inicialmente en 132.
Una rejilla de la transmisión es una red de las centrales eléctricas, de los circuitos de transmisión, y de las subestaciones. La energía se transmite generalmente dentro de la rejilla con la CA trifásica . Los sistemas de la C. requieren el equipo relativamente costoso de la conversión que se puede justificar económicamente para los proyectos particulares. La CA la monofásico se utiliza solamente para la distribución a los usuarios finales puesto que no es usable para los motores de inducción polifásicos grandes que en la transmisión bifásica del siglo XIX fue utilizado, pero requirió tres alambres con las corrientes desiguales o cuatro alambres. Sistemas más altos de la fase de la orden requieren más de tres alambres, pero entregan ventajas marginales.
El coste de capital de estaciones de la energía eléctrica es así que alto, y la demanda eléctrica es tan variable, que es a menudo más barato importar una cierta porción de la carga variable que generarla localmente. Porque las cargas próximas se correlacionan a menudo (el tiempo caliente en la porción Southwest de los Estados Unidos pudo hacer a mucha gente allí girar sus acondicionadores de aire), la electricidad importada debe venir a menudo de lejano. Debido a la economía de la carga que balancea, las rejillas de la transmisión ahora atraviesan a través de países e incluso de porciones grandes de continentes. La tela de interconexiones entre los productores de energía y los consumidores se asegura de que la energía pueda fluir incluso si algunos acoplamientos son inoperantes.
(O lentamente variando durante muchas horas) la porción invariable de la demanda eléctrica se conoce como el " " de la carga baja ;, y es servido generalmente mejor por las instalaciones grandes (y por lo tanto eficiente debido a las economías a escala) con los costes variables bajos para el combustible y las operaciones, es decir nuclear, carbón, y las energías renovables como hidráulico, solar, el viento, el océano, etc… fuentes más pequeñas y del alto-coste entonces se agregan según lo necesitado.
La transmisión de la electricidad interurbana (millares de millas) es barata y eficiente, con costes de US$ 0.02 por el kilovatio-hora (comparado a los costes grandes hechos un promedio anuales del productor de US$ 0.025 por kilovatio-hora, índices al por menor hacia arriba de US$ 0.10 por kilovatio-hora, y múltiplos de la venta al por menor para los surtidores instantáneos en los momentos unpredicted de la demanda más alta). Así los surtidores distantes pueden ser más baratos que fuentes locales (e. New York City compra mucha electricidad de Canadá). Las fuentes locales múltiple (incluso si es más costoso y utilizado infrecuentemente) pueden hacer la rejilla de la transmisión más avería tolerante al tiempo y a otros desastres que pueden desconectar a surtidores distantes.
Conseguir las energías renovables conectadas en la rejilla interurbana de la transmisión es crítico para la autonomía energética. Las fuentes de la energía hidraúlica y del viento no se pueden mover más cercano a altas ciudades de la población, y los costes solares son los más bajos de áreas remotas donde están las lo menos las necesidades locales de la energía. Los costes de la conexión solamente pueden determinar si cualquier alternativa reanudable particular es económicamente sensible, e. los costes del pueden ser prohibitivos para la transmisión redundante se alinean a los cantos distantes de la montaña donde las cantidades enormes de vientos de alta velocidad económicamente valiosos soplan confiablemente.
Las pérdidas de la transmisión y de la distribución en los E.2% en el 1995, y en el Reino Unido en 7.
En fecha el an o 80, la distancia rentable más larga para la electricidad era 4.000 millas (7,000 kilómetro), aunque todas las actuales líneas de transmisión sean considerablemente más cortas. (véase los actuales límites de transmisión de alto voltaje)
En una línea de transmisión de la corriente alternada, la inductancia y la capacitancia de la línea conductores pueden ser significativas. Las corrientes que fluyen en estos componentes de la línea de transmisión impedancia constituyen la energía reactiva, que no transmite ninguna energía a la carga. El flujo actual reactivo causa pérdidas adicionales en el circuito de transmisión. El cociente de la energía verdadera (transmitida a la carga) a la energía evidente es el factor de energía . Como aumentos actuales reactivos, la energía reactiva aumenta y el factor de energía disminuye. Para los sistemas con factores de las energías bajas, las pérdidas son más altas que para los sistemas con factores del poder más elevado. Las utilidades agregan los bancos del condensador y otros componentes a través del &mdash del sistema; por ejemplo los compensadores estáticos del VAR defasador de los transformadores y el &mdash flexible de los sistemas de transmisión de CA (HECHOS); para controlar el flujo de energía reactiva para la reducción de pérdidas y de la estabilización del voltaje de sistema.
La corriente eléctrica siempre es perdida parcialmente por la transmisión. Esto se aplica a las distancias cortas por ejemplo entre componentes en una tarjeta de circuitos impresos así como a líneas de alto voltaje del país cruzado. El componente principal del apagón es debido a las pérdidas óhmicas en los conductores y es igual al producto de la resistencia del alambre y del cuadrado de la corriente:
¡
Para un sistema que entregue una energía, P, en el factor de energía de la unidad en un voltaje particular, el V, la corriente que atraviesa los cables es dada por = \ frac {P} {V} del . Así, la energía perdió en las líneas, el .
Por lo tanto, la energía perdida es proporcional a la resistencia e inverso proporcional al cuadrado del voltaje. Un voltaje más alto de la transmisión reduce la corriente y así la energía perdidas durante la transmisión.
Además, una resistencia baja es deseable en el cable. Mientras que el cable de cobre podría ser utilizado, la aleación de aluminio es preferred debido a su conductividad mucho mejor al cociente de peso que la hace más ligera para apoyar, así como su más barato. El aluminio normalmente se apoya mecánicamente en una base de acero.
considera también:
alto voltaje de la corriente continua La corriente continua de alto voltaje (HVDC) se utiliza para transmitir granes cantidades de energía sobre distancias largas o para las interconexiones entre las rejillas asincrónicas. Cuando la energía eléctrica se requiere para ser transmitida sobre distancias muy largas, puede ser más económico transmitir usar la corriente continua en vez de la corriente alternada . Para una línea de transmisión larga, el valor de las pérdidas más pequeñas, y el coste de construcción reducido de una línea de la C., pueden compensar el coste adicional de estaciones de convertidor en cada extremo de la línea. También, en los altos voltajes ca (Aunque económicamente sea aceptable) las cantidades significativas de energía son perdido debido a la descarga de corona, la capacitancia entre las fases o, en el caso de los cables enterrados, entre las fases y el suelo o el agua en los cuales se entierra el cable.
Los acoplamientos de la HVDC se utilizan a veces para estabilizarse contra problemas del control con el flujo de la electricidad de la CA. ¡un ángulo de fase demasiado grande permitirá los generadores en cualquier extremo de la línea a la caída del paso. Puesto que el flujo de energía en un acoplamiento de la C. se controla independiente de las fases de las redes de la CA en cualquier final del acoplamiento, este límite de la estabilidad no se aplica a una línea de la C. y puede transferir su grado termal completo. Un acoplamiento de la C. estabiliza las rejillas de la CA en cualquier extremo, puesto que el flujo de energía y el ángulo de fase se pueden controlar independiente. --> es decir transmitir la corriente ALTERNA como CA cuando estaba necesitado en cualquier dirección entre el Seattle y el Boston requeriría el ajuste en tiempo real continuo (alto estimulante) de la fase relativa de las dos rejillas eléctricas. Con la HVDC en lugar de otro la interconexión: (1) convierte la CA en Seattle en la HVDC. (2) utiliza la HVDC para las tres mil millas de transmisión del país cruzado. Entonces (3) convertido la HVDC a la CA localmente sincronizada en Boston, y opcionalmente en otras ciudades de cooperación a lo largo de la ruta de transmisión. Un ejemplo prominente de tal línea de transmisión es la C. pacífica codal situada en el occidental Estados Unidos .
Las líneas de transmisión se pueden también utilizar para llevar datos: esto se llama portador de la línea eléctrica, o PLC . Las señales del PLC se pueden recibir fácilmente con una radio para la gama de la onda larga.
Las fibras ópticas se pueden incluir en los conductores trenzados de una línea de transmisión, en los alambres de arriba del protector. Estos cables se conocen como OPGW o alambre de tierra óptico del . Un cable independiente se utiliza a veces, el ADSS o todo el cable autosuficiente dieléctrico, ató a la línea de transmisión brazos de la cruz.
Algunas jurisdicciones, tales como Minnesota, prohíben las compañías de la transmisión de la energía de vender la anchura de banda de sobra de la comunicación o de la actuación como portador común de las telecomunicaciones. Donde la estructura reguladora permite, la utilidad puede vender capacidad en " adicional; fibers" oscuro; a un portador común, proporcionando otro corriente de ingresos para la línea.
España era el primer país para establecer una organización regional de la transmisión. En esa transmisión del país las operaciones y las operaciones del mercado son controladas por las compañías separadas. El operador de sistema de transmisión es Red Eléctrica de España (REE) y el operador de mercado al por mayor de la electricidad es Operador del Mercado Ibérico de Energía - polo Español, S. El sistema de transmisión de España se interconecta con los de Francia, de Portugal, y de Marruecos.
En los Estados Unidos y las partes de Canadá, las compañías eléctricas de la transmisión funcionan independiente de las compañías de la generación y de la distribución.
El proyecto mercantil de la transmisión del único funcionamiento en el Estados Unidos es el cable del sonido de la cruz del Long Island, Nueva York al New Haven, Connecticut, aunque se hayan propuesto los proyectos adicionales.
Hay cinco interconnectors mercantil de la transmisión entre cinco estados en el Australia : el DirectLink, el QNI, el MurrayLink y el acoplamiento meridional entre Nuevo Gales del Sur y sur de Australia y el Basslink entre Tasmania y Victoria.
Una barrera importante a una adopción más amplia de la transmisión mercantil es la dificultad en la identificación de quién se beneficia de la facilidad de modo que los beneficiarios paguen el peaje. También, es difícil que una línea de transmisión mercantil compita cuando las líneas de transmisión alternativas son subvencionadas por otros negocios para uso general.
Una cierta investigación ha encontrado que la exposición a los niveles elevated de campos magnéticos del DUENDE tales como ésos que originan de líneas de transmisión de la energía eléctrica se puede implicar en un número de efectos sobre la salud adversos. Éstos incluyen, pero no se limitan a, la leucemia de la niñez, leucemia adulta, el cáncer de pecho, las enfermedades neurodegenerative (tales como esclerosis de lateral Amyotrophic ), el aborto involuntario, y la depresión clínica . Aunque parezca haber una pequeña correlación estadística entre las varias enfermedades y vida cerca de líneas eléctricas, el mecanismo físico no está claro. Uno propuso que el mecanismo sea que los campos eléctricos alrededor de líneas eléctricas atraen los agentes contaminadores del aerosol .
Una respuesta posible a los peligros potenciales de líneas eléctricas de arriba es colocarlas subterráneo. Según el grupo consultivo del tenedor de apuestas británico en el DUENDE EMFs, el coste de enterrar los cables en los costes de los voltajes de la transmisión está alrededor de GBP el 10M/km, comparado a GBP los 0.5-1M/km para las líneas aéreas.
Los cables subterráneos eliminan el campo eléctrico y reducen la anchura sobre la cual el campo magnético es elevated. Sin embargo, en realidad, la protección contra los peligros de campos (EM) electromagnéticos es raramente la preocupación de conducción al enterrar líneas eléctricas.
La evidencia más fuerte que ligaba a EMF al cáncer fue fabricada. La mayoría de la gente, cuando está sometida a interrogatorio, ha oído hablar del acoplamiento entre los EMF y el cáncer, pero son relativamente pocas personas han oído hablar de los datos fabricados que dejaban una opinión pública que las líneas eléctricas son lejos más peligrosas que ellas.org/cgi/content/summary/285/5424/23b
considera también:
sin hilos de la transferencia de energía Cada transmisor de radio emite energía sin hilos. Por ejemplo, la operación de una radio cristalina es accionada por la estación de radio que se templa, no obstante la eficacia enérgia está extremadamente - a bajo.
La energía sin hilos de la pequeña escala fue demostrada desde 1831 por el Michael Faraday y antes de el 1888 Heinrich Rudolf Hertz había probado que las ondas de radio naturales existen y pueden ser capturadas.
El Nikola Tesla y el Yagi de Hidetsugu intentaron idear los sistemas para la transmisión de energía sin hilos del gran escala. Tesla tuvo éxito, pero sus inversionistas no vieron ninguna manera que podrían beneficiarse de él porque la consumición no se podría ser controlada para la facturación y tan no sólo rechazar financiar la construcción de transmisores más grandes pero que tenían los existencias desmontada. El Yagi también propuso un concepto similar, pero los problemas de la ingeniería demostrados ser más oneroso que sistemas convencionales. El suyo trabaja, sin embargo, llevado a la invención de la antena del Yagi.
Otra forma de transmisión de energía sin hilos se ha estudiado para la transmisión de la energía de los satélites de la energía solar a la tierra. Un arsenal del poder más elevado de transmisores de la microonda emitiría energía a un rectificador-antena . La ingeniería importante y los desafíos económicos hacen frente a cualquier proyecto del satélite de la energía solar.
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