Avances técnicos en transmisión de electricidad, modernas líneas eléctricas aéreas y por cable
Para la creación de líneas eléctricas, la tecnología más efectiva hoy en día es la transmisión de electricidad por líneas aéreas con corriente continua a voltaje ultra alto, la transmisión de electricidad por líneas subterráneas aisladas con gas y, en el futuro, la creación de cable criogénico. líneas y la transmisión de energía a frecuencias ultra altas por guías de ondas.
líneas de CC
Su principal ventaja es la posibilidad de operación paralela asíncrona de los sistemas de energía, un rendimiento relativamente alto, una reducción en el costo de las líneas reales en comparación con una línea de transmisión de CA trifásica (dos cables en lugar de tres y una reducción correspondiente en el tamaño de los soportes).
Se puede considerar que el desarrollo masivo de líneas de transmisión de corriente continua con un voltaje de ± 750 y más ± 1250 kV creará condiciones para la transmisión de grandes cantidades de electricidad a través de distancias extremadamente largas.
Actualmente, la mayoría de las nuevas líneas de transmisión de superpotencia y superurbanas se construyen con corriente continua.El verdadero poseedor del récord en esta tecnología en el siglo XXI: China.
Información básica sobre el funcionamiento de las líneas de corriente continua de alta tensión y una lista de las líneas de este tipo más importantes del mundo en este momento: Líneas de corriente continua de alto voltaje (HVDC), proyectos realizados, ventajas de la corriente continua
Líneas subterráneas (cable) aisladas con gas
En una línea de cable, debido a la disposición racional de los conductores, es posible reducir significativamente la resistencia de la onda y mediante el uso de aislamiento de gas con mayor presión (basado en «SF6») para lograr gradientes permisibles muy altos del campo eléctrico. fortaleza. Como resultado, con tamaños moderados, habrá una capacidad bastante grande de líneas subterráneas.
Estas líneas se utilizan como entradas profundas en las grandes ciudades, ya que no requieren enajenación del territorio y no interfieren con el desarrollo urbano.
Detalles del cable de alimentación: Diseño y aplicación de cables de alta tensión llenos de petróleo y gas.
Líneas eléctricas superconductoras
El enfriamiento profundo de los materiales conductores puede aumentar drásticamente la densidad de corriente, lo que significa que abre grandes posibilidades nuevas para aumentar la capacidad de transmisión.
Así, el uso de líneas criogénicas, donde la resistencia activa de los conductores es igual o casi igual a cero, y los sistemas magnéticos superconductores pueden provocar cambios radicales en los esquemas tradicionales de transmisión y distribución de electricidad. La capacidad de carga de tales líneas puede llegar a 5-6 millones de kW.
Para más detalles ver aquí: Aplicación de la superconductividad en ciencia y tecnología.
Otra forma interesante de utilizar tecnologías criogénicas en electricidad: Sistemas de almacenamiento de energía magnética superconductora (SMES)
Transmisión de ultra alta frecuencia a través de guías de ondas
A frecuencias ultra altas y ciertas condiciones para implementar una guía de ondas (tubería de metal), es posible lograr una atenuación relativamente baja, lo que significa que las ondas electromagnéticas potentes pueden transmitirse a largas distancias. Naturalmente, tanto el extremo transmisor como el receptor de la línea deben estar equipados con convertidores de corriente de frecuencia industrial a ultra alta y viceversa.
La evaluación predictiva de los indicadores técnicos y de costes de las guías de ondas de alta frecuencia permite esperar la viabilidad de su uso en un futuro previsible para rutas de energía de alta potencia (hasta 10 millones de kW) con una longitud de hasta 1000 km.
Una dirección importante del progreso técnico en la transmisión de energía eléctrica es, sobre todo, la mejora adicional de los métodos tradicionales de transmisión con corriente alterna trifásica.
Una de las formas de fácil implementación para aumentar la capacidad de transmisión de la línea de transmisión es aumentar aún más el grado de compensación de sus parámetros, a saber: separación más profunda de los conductores por fase, acoplamiento longitudinal de capacitancia e inductancia transversal.
Sin embargo, hay una serie de limitaciones técnicas aquí, por lo que sigue siendo el método más racional. aumentando la tensión nominal de la línea de transmisión… El límite aquí, según las condiciones del poder aislante del aire, se reconoce como una tensión de unos 1200 kV.
En el progreso técnico en la transmisión de electricidad, los esquemas especiales para la implementación de líneas de transmisión de CA pueden jugar un papel importante. Entre ellos cabe señalar los siguientes.
Líneas ajustadas
La esencia de tal esquema se reduce a la inclusión de reactancia transversal y longitudinal para llevar sus parámetros a media onda. Estas líneas pueden diseñarse para la transmisión de tránsito de potencia de 2,5 a 3,5 millones de kW en una distancia de 3000 km. La principal desventaja es la dificultad para hacer selecciones intermedias.
Líneas abiertas
El generador y el consumidor están conectados a diferentes cables a cierta distancia entre sí. La capacitancia entre los conductores compensa su resistencia inductiva. Propósito: transmisión de tránsito de electricidad a largas distancias. La desventaja es la misma que con las líneas sintonizadas.
línea semiabierta
Una de las direcciones interesantes en el campo de la mejora de la línea de transmisión de CA es el ajuste de los parámetros de la línea de transmisión de acuerdo con el cambio en su modo de operación. Si una línea abierta está equipada con autoajuste con una fuente de energía reactiva ajustable rápidamente, entonces se obtiene una llamada línea semiabierta.
La ventaja de una línea de este tipo es que, con cualquier carga, puede estar en modo óptimo.
Líneas eléctricas en modo de regulación de voltaje profundo
Para las líneas de transmisión de CA que operan con un perfil de carga marcadamente desigual, se puede recomendar una regulación de voltaje profunda simultánea en los extremos de la línea en respuesta a los cambios de carga. En este caso, los parámetros de la línea eléctrica se pueden seleccionar no de acuerdo con el valor máximo de potencia, lo que permitirá reducir el costo de transmisión de energía.
Cabe señalar que los esquemas especiales descritos anteriormente para la implementación de líneas eléctricas de corriente alterna aún se encuentran en diversas etapas de investigación científica y aún requieren un refinamiento, diseño y desarrollo industrial significativos.
Estas son las principales direcciones del progreso técnico en el campo de la transmisión de energía eléctrica.