O Powerline Ekibastuz – Kokshetau, no Cazaquistão, detém o recorde de ter a maior tensão de transmissão operacional do mundo, funcionando a mais de 1 megavolt. Por que eles escolheram fornecer energia dessa maneira?

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Se tensão mais alta significa que fios mais finos podem ser usados ​​para transmissão, por que o resto do mundo desenvolvido não opera com transmissões tão altas?

O design das linhas de alta tensão é um assunto complexo, no qual muitas decisões se sobrepõem.

O Powerline Ekibastuz – Kokshetau é uma construção relativamente recente, concluída em 1985. Havia mais duas linhas gerando-a, uma em direção a Moscou, que agora é movida a 500 kV, a outra foi desmontada.

Ele está conectado a uma grande usina que foi construída aproximadamente ao mesmo tempo.

Ele percorre uma longa distância através de uma área relativamente vazia.

Pode-se assumir que foi o projeto protótipo para a idéia de distribuição de eletricidade em áreas pouco povoadas na esfera de influência soviética.

O que influenciaria um fornecedor de eletricidade a construir uma linha de energia de 1MV?

• Construa uma enorme usina de energia (não acontece frequentemente)

• Em uma área com baixa densidade populacional (poucas pessoas se queixam da construção)

• Não possuir uma rede de distribuição (apenas acontecendo no segundo mundo)

• Precisando de energia em outro lugar (a usina Ekibastus é de 4GW, a linha de energia é de 5 GVA)

Simplificando, qualquer pessoa que precise de uma linha de energia de 1MV, construiu outra coisa antes de ser economicamente viável construir linhas de 1MV. Ver o ramo de Moscou dessa linha em particular sendo operado a 500 kV, apesar de ter sido projetado para 1MV, diz algo sobre isso.

Portanto, se uma linha de energia de 1MV for construída novamente, ela poderá ser na Argentina ou no Brasil. Mas somente se eles decidirem construir enormes usinas de energia em locais onde a maior parte da eletricidade é necessária em outro lugar.

Além disso, muita coisa mudou na tecnologia de usinas nos 20 anos desde então. Plantas menores são mais viáveis, tecnologias solares e eólicas estão encontrando seu lugar. Hoje, uma cidade como Kokshetau obteria uma planta de tamanho médio e terminaria. Megaprojetos para transportar eletricidade não são mais necessários.

Suponho que a linha de energia seja a peculiaridade de um plano de cinco anos, na verdade. Nesse caso, deveria ser o começo de um sistema massivo de distribuição de energia para as partes rurais da esfera de influência. Mas antes que mais pudessem ser construídos, o sistema entrou em colapso.

Potência é corrente vezes a tensão ( ). A perda de potência em um fio é , portanto, se você aumentar a tensão em um fator de, digamos, 4, a corrente necessária será reduzida em um fator de 4 e a perda em fio será reduzida em um fator de 16.$I\times V$$I^2\times R$

Presumo que a linha de energia seja realmente longa, portanto, usar uma tensão mais alta significa que fios mais finos podem ser usados. Esta é uma das principais razões pelas quais a CA venceu as guerras atuais - naquela época não havia uma maneira fácil de aumentar / diminuir a tensão CC.

Basicamente, existem dois fatores. À medida que a tensão aumenta, a corrente diminui e as perdas diminuem, o que permite fios mais finos. Por outro lado, à medida que a tensão aumenta, é necessário um melhor isolamento em todos os lugares - os postes precisam ser mais altos (para que não ocorra descarga no solo), a distância entre os fios precisa ser maior e é necessário um isolamento muito melhor nos transformadores da rede. extremidades da linha. Portanto, aumentar a tensão reduz as perdas de transmissão e a seção transversal dos fios, mas induz muitos problemas com a alta tensão. É por isso que a tensão real usada é uma compensação - alta o suficiente para não perder muita energia como calor e não muito alta para que o sistema possa ser fabricado e executado.

Isso ocorre alguns anos depois, mas isso ocorre porque a situação mudou:

Agora, existem linhas de 1200 kV na Índia e linhas de 1100 kV na China. Em ambos os casos, eles são usados ​​para transmitir energia de usinas remotas (geralmente hidrelétricas) para grandes cidades como Xangai, especialmente as hidrelétricas localizadas onde são construídas de maneira ideal e que podem estar muito distantes das cidades. Outras usinas podem ser construídas mais próximas das cidades, se necessário, mas muitas vezes podem ser colocadas mais longe devido à poluição ou como no caso de Ekibastuz; a usina fica ao lado de uma reserva de carvão muito grande. Grandes usinas nucleares são colocadas de maneira semelhante longe dos centros populacionais.

Mesmo estando sob concorrência da HVDC, uma CA muito alta tem algumas vantagens práticas que justificam sua construção. Esta linha Ekibastuz-Kokshetau foi talvez um fracasso se você contar o retorno do lucro, uma vez que apenas uma parte já trabalhou a 1150 kV, agora tudo opera a 500 kV, mas foi uma conquista científica interessante ...

Entender por que existe essa tensão é simples, se alguém se preocupa com o que estamos falando.

Uma resposta

$I^2\times R_{wire}$$V\times I$$I$

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

Então, na verdade, fizemos pior ao aumentar a tensão ?

$I^2\times R$

• Primeiro, significa que o cabo, por sua natureza, resiste ao fluxo de elétrons. seus elétrons gostam de estar em estado de equilíbrio e não gostam de ser empurrados por novos participantes
• $I$$F$

Quando você pensa sobre isso, não é de surpreender que a potência dissipada seja quadrática. Se você tiver um cabo muito grande, faria sentido que a energia dissipada seja linear. Você paga um preço constante por cada elétron que entra. Em um cabo menor, o cabo fica saturado e sua capacidade de aceitar novos elétrons diminui.

Juntando tudo

Dito tudo isso, fica bem claro qual é o erro do raciocínio ingênuo: estávamos usando a tensão entre o terra e a primeira extremidade do cabo. mas a única quantidade que faz sentido é a tensão nos pontos finais do cabo.

Outra visão sobre isso é que toda vez que você fala de uma tensão, você precisa conhecer não apenas a quantidade de volt que ela possui, mas também os 2 pontos a que se refere. Eles fazem parte da definição. Por si só, uma tensão de 10 Volts não tem significado físico. Uma tensão de 10 Volts entre o ponto A e o ponto B, pelo contrário, tem um significado.

Voltando ao problema, aumentando a tensão entre o terra e a 1ª extremidade do cabo, precisamos de uma intensidade mais baixa para transmitir a mesma quantidade de energia a outra pessoa, que absorve essa corrente e a consome na tensão no nível do solo .

Conclusão

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

Uma maneira equivalente de ver isso é que ele induzirá uma queda de tensão menor entre a central e o consumidor.

O limite é que você precisa de um equipamento especial. Em um extremo, se a tensão for muito alta, o elétron do próprio ar será empurrado e uma descarga elétrica (também conhecida como "plasma") será criada.