Tensões em Linhas de Transmissão de Energia ou Tensões de Transmissão

Nas usinas geradoras elétricas, a energia elétrica é gerada em nível de média tensão que varia de 11 kV a 25 kV.

Esse poder gerado é enviado para o geradorpuxe o transformador para aumentar o nível de tensão. A partir deste ponto até o nível de tensão final do usuário varia em diferentes níveis. Podemos perceber essa variação de nível de voltagem passo a passo.

linha de transmissão de energia
  • A 11 kV ou mais que até 25 kV, o nível de tensão é mantido nos terminais do estator do alternador para gerar energia elétrica na estação geradora.
  • Esta energia gerada é alimentada ao transformador elevador de geração para fazer com que este nível de tensão média atinja um nível mais elevado, isto é, até 33 kV.
  • A energia a 33 kV é enviada para a subestação geradora. Lá o transformador aumenta o nível de tensão para 66 kV ou 132 kV.
  • Desta subestação geradora, a potência é enviada paraa subestação mais próxima para aumentar o nível de voltagem acima do anterior. Este nível de tensão é aumentado em diferentes níveis adequados, pode ser a 400 kV ou 765 kV ou 1000 kV. Este nível de tensão alta ou extra alta é mantido para transmitir a energia a uma subestação longa e distante. É chamado de transmissão primária de energia.
  • No ponto final da transmissão primária deenergia, na subestação, os transformadores abaixadores são usados ​​para reduzir o nível de tensão para 132 kV. A transmissão secundária de energia começa nesta subestação.
  • Transformador de potência no final do secundáriotransmissão, apenas faz com que os níveis de tensão de 132 kV sejam reduzidos para 33 kv ou 11 kV, conforme a necessidade. A partir deste ponto, a distribuição primária de energia começa a distribuir energia para diferentes estações de distribuição.
  • No final da distribuição primária, oestações de distribuição recebem essa energia e diminuem esse nível de tensão de 11 kV ou 33 kV para 415 V (tensão de linha). Destas estações de distribuição para consumidores finais, 415 V são mantidos para sustentar o propósito de utilização.

Tipo de Linhas Elétricas

Desde o início da geração de energia até o usuário final, as linhas de transmissão são amplamente classificadas com base em diferentes níveis de tensão.

Por que a alta voltagem é usada para a linha de transmissão longa?

Geralmente linhas de transmissão longas são projetadas para operar em alta tensão, extra alta ou ultra alta tensão. É por causa da finalidade de redução de perda de energia de linha.

Linha de transmissão praticamente longa distânciaa resistência é comparativamente mais do que a linha de transmissão média e curta. Devido a esta maior resistência da linha de transmissão, uma quantidade considerável de energia é perdida. Portanto, precisamos diminuir a quantidade de corrente através de cada condutor, tornando a tensão de operação muito alta para a mesma quantidade de transmissão de energia.
Sabemos que o poder no sistema AC para transmitir é

Perda total de energia PPerda = 3Ieu2R considerando três fases no total.
R é a resistência em ohm por fase da linha de transmissão.
Agora, reorganizando a Equação (1),

Assim,

Novamente no sistema DC, não há diferença de faseentre voltagem e corrente, isto é, cos = 1, e apenas dois condutores (positivo e negativo) são usados. Então, no sistema DC transmitido poder P = VI, e perda de energia

Da equação (2) e (3), está claro que o podera perda na linha de transmissão é inversamente proporcional ao quadrado da tensão da linha. Quanto maior o valor da tensão da linha, menor a quantidade de perda de energia. Portanto, o condutor de linha de transmissão é usado com menos diâmetro, portanto, economia de material condutor.

Por que o HVAC é usado para linhas de transmissão longas?

Hoje em dia, a energia elétrica é gerada, transmitida e distribuída em forma de corrente alternada. Especialmente para longa distância da linha de transmissão de alta tensão AC é transmitida por várias razões, são eles:

  1. A tensão AC pode ser aumentada ou diminuída conforme a necessidade, facilmente pelo transformador.
  2. A manutenção da subestação AC é fácil e barata.
  3. Em todo o sistema de energia elétrica, a tensão CA é tratada. Portanto, nenhum risco extra de retificação ou inversão, como a transmissão de tensão CC.

Por que o HVDC é usado para linhas de transmissão longas?

A alta voltagem DC é usada em extra ou ultra altanível de tensão. A transmissão HVDC é usada apenas em nível fixo de tensão na transmissão primária, pois não pode ser aumentada ou diminuída pelo transformador. Somente na linha de transmissão de longa distância é usado apenas, porque

  1. Apenas dois condutores (positivo e negativo) são necessários em comparação com três de transmissão CA.
  2. Ausência de indutância, capacitância e perda de potência de deslocamento de fase é muito menor. Daí melhor regulação de tensão.
  3. Surge problema nunca ocorre.
  4. Sem efeito de pele.
  5. Menos isolamento requer devido ao menor potencial de estresse.
  6. Menos efeito coroa, portanto, menos perda de potência.
  7. Altamente estabilizado e sincronizado.

Por que baixa e média tensão é usada na linha de distribuição?

Na distribuição primária, a energia é tratada aos 11kV ou 33 kV. Quando o nível de tensão diminui de 132 kV para 11 kV ou 33 kV, o nível atual fica mais valorizado. Mas esta corrente de alto valor distribuída entre várias estações de distribuição local (transformadores de distribuição) nas proximidades. Esses transformadores de distribuição novamente diminuem a tensão para 415 V. Isso ocorre porque; A energia a 415 V é usada no lado do usuário. A distância entre estes transformadores de distribuição e as estações de distribuição primária é muito curta, portanto a resistência do condutor não é grande. Uma quantidade muito pequena de energia é perdida nesta seção.

Desvantagens da transmissão CA ou AVAC

As principais desvantagens da transmissão CA são

  1. Linhas AC requerem mais material condutor do que DC.
  2. A construção da linha de transmissão CA é mais complicada que a DC.
  3. A resistência efetiva é aumentada devido ao efeito da pele, portanto, a perda de energia.
  4. Perda de energia contínua devido à corrente de carga devido à capacitância da linha.

Desvantagens da transmissão DC ou HVDC

As principais desvantagens da transmissão DC são

  1. A energia elétrica não é gerada no formato HVDC devido a problemas de comutação. Apenas HVDC é alcançado para transmissão de HVAC por retificação. Portanto, um arranjo especial é necessário para essa conversão.
  2. A tensão CC não pode ser aumentada ou diminuída para transmissão.
  3. Interruptores CC e disjuntores são caros e com certas limitações.
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