Transmisión de electricidad desde la central eléctrica hasta el consumidor

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Desde las fuentes directas de generación hasta el consumidor, la energía eléctrica pasa por muchos puntos tecnológicos. Al mismo tiempo, sus propios portadores en forma de líneas con conductores son fundamentales en esta infraestructura. En muchos sentidos, forman un sistema complejo y de múltiples niveles de transmisión de electricidad, donde el consumidor es el eslabón final.

¿De dónde viene la electricidad?

En la primera etapa del proceso general de suministro de energía, se produce la generación, es decir, la producción de electricidad. Para ello, se utilizan estaciones especiales que producen energía a partir de sus otras fuentes. El calor, el agua, la luz solar, el viento e incluso la tierra pueden utilizarse como estos últimos. En cada caso, se utilizan estaciones generadoras que convierten la energía natural o generada artificialmente en electricidad. Pueden ser centrales nucleares o térmicas tradicionales y molinos de viento con energía solar.pilas Para la transmisión de electricidad a la mayoría de los consumidores, solo se utilizan tres tipos de estaciones: centrales nucleares, centrales térmicas y centrales hidroeléctricas. En consecuencia, las instalaciones nucleares, térmicas e hidrológicas. Generan alrededor del 75-85% de la energía a nivel mundial, aunque debido a factores económicos y sobre todo medioambientales, existe una tendencia creciente a la reducción de este indicador. De una forma u otra, son estas centrales eléctricas principales las que producen energía para su posterior transmisión al consumidor.

Redes de transmisión de energía eléctrica

El transporte de la energía generada se realiza mediante la infraestructura de red, que es una combinación de varias instalaciones eléctricas. La estructura básica para la transmisión de electricidad a los consumidores incluye transformadores, convertidores y subestaciones. Pero el lugar principal lo ocupan las líneas eléctricas que conectan directamente las centrales eléctricas, las instalaciones intermedias y los consumidores. Al mismo tiempo, las redes pueden diferir entre sí, en particular, por su propósito:

• Redes públicas. Suministro de instalaciones domésticas, industriales, agrícolas y de transporte.
• Red de comunicaciones para alimentación autónoma. Proporcionar energía a objetos autónomos y móviles, que incluyen aeronaves, barcos, estaciones no volátiles, etc.
• Redes para el suministro eléctrico de instalaciones que realizan operaciones tecnológicas individuales. En la misma instalación de producción, además del suministro principal de energía eléctrica, se podrá disponer una línea para mantener la operatividad de un determinadoequipo, transportador, planta de ingeniería, etc.
• Líneas de alimentación de contacto. Redes diseñadas para suministrar electricidad directamente a los vehículos en movimiento. Esto se aplica a tranvías, locomotoras, trolebuses, etc.

Clasificación de redes de transmisión por tamaño

Las más grandes son las redes troncales que conectan las fuentes de generación de energía con los centros de consumo en todos los países y regiones. Tales comunicaciones se caracterizan por alta potencia (en la cantidad de gigavatios) y voltaje. En el siguiente nivel, están las redes regionales, que son ramales de las líneas principales y, a su vez, tienen ramificaciones más pequeñas. A través de dichos canales, la electricidad se transmite y distribuye a ciudades, regiones, grandes centros de transporte y campos remotos. Aunque las redes de este calibre pueden presumir de un rendimiento de alta potencia, su principal ventaja no radica en el volumen de suministro de recursos energéticos, sino en la distancia de transporte.

En el siguiente nivel están las redes regionales e internas. En su mayor parte, también realizan funciones de distribución de energía entre consumidores específicos. Los canales distritales se alimentan directamente de los regionales, sirviendo a las zonas de manzanas urbanas y redes de aldeas. En cuanto a las redes internas, distribuyen energía dentro del barrio, pueblo, fábrica y objetos más pequeños.

Subestaciones en redes de suministro eléctrico

Entre segmentos separados de líneas de transmisión de electricidad, los transformadores se instalan en formato de subestaciones. Su tarea principal es aumentar el voltaje en el contexto de una disminución de la corriente. Y también hay configuraciones reductoras que reducen el indicador de voltaje de salida en condiciones de intensidad de corriente creciente. La necesidad de tal regulación de los parámetros de la electricidad en el camino hacia el consumidor está determinada por la necesidad de compensar las pérdidas en la resistencia activa. El hecho es que la transmisión de electricidad se lleva a cabo a través de cables con un área de sección transversal óptima, que está determinada únicamente por la ausencia de una descarga de corona y la intensidad de la corriente. La imposibilidad de controlar otros parámetros conduce a la necesidad de un equipo de control adicional en forma de un mismo transformador. Pero hay otra razón por la cual el voltaje debe aumentar a expensas de la subestación. Cuanto mayor sea este indicador, mayor será, quizás, la distancia de transmisión de energía mientras se mantiene un alto potencial de potencia.

Características de los transformadores digitales

Tipo de subestación moderna, permite control digital. Entonces, un transformador estándar de este tipo prevé la inclusión de los siguientes componentes:

• Sala de control operativo. El personal operativo, a través de un terminal especial conectado a través de una conexión remota (a veces inalámbrica), controla el funcionamiento de la estación en los modos pesado y normal. Puede solicitardispositivos auxiliares de automatización, y la velocidad de transmisión de comandos varía de varios minutos a horas.
• Central de control antiemergencia. Este módulo se activa en caso de fuertes perturbaciones en la línea. Por ejemplo, si la transmisión de electricidad de una central eléctrica a un consumidor se realiza en condiciones de procesos electromecánicos transitorios (con corte repentino de la propia energía, de un generador, de una caída importante de la carga, etc.).
• Protección de relé. Por regla general, un módulo automático con una fuente de alimentación independiente, cuya lista de tareas incluye el control local del sistema de energía al detectar y aislar rápidamente las partes defectuosas de la red.

Instalaciones eléctricas auxiliares en líneas eléctricas

La subestación, además del bloque transformador, prevé la presencia de seccionadores, separadores, dispositivos de medida y otros complementarios. No están directamente relacionados con el complejo de control y funcionan por defecto. Cada una de estas instalaciones está diseñada para realizar tareas específicas:

• El seccionador abre/cierra el circuito de alimentación si no hay carga en los cables de alimentación.
• El separador desconecta automáticamente el transformador de la red por el tiempo requerido para la operación de emergencia de la subestación. A diferencia del módulo de control, en este caso, la transición a la fase de funcionamiento de emergencia se realiza mecánicamente.
• Los dispositivos de medición determinan los vectores de tensión y corriente a los que se transmite la electricidad desde la fuente hasta el consumidor enpunto específico en el tiempo. Estas también son herramientas automáticas que soportan la contabilidad de errores metrológicos.

Problemas en la transmisión de energía eléctrica

Al organizar y operar las redes de suministro de energía, existen muchas dificultades de naturaleza técnica y económica. Por ejemplo, las pérdidas de potencia de corriente ya mencionadas debido a la resistencia en los conductores se consideran el problema más importante de este tipo. Este factor se compensa con el equipamiento del transformador, pero éste, a su vez, necesita mantenimiento. El mantenimiento técnico de la infraestructura de la red, a través de la cual se transmite la electricidad a distancia, es, en principio, costoso. Requiere costos de recursos tanto materiales como organizacionales, lo que finalmente afecta el aumento de las tarifas para los consumidores de energía. Por otro lado, equipos de última generación, materiales para conductores y optimización de procesos de control aún permiten reducir parte de los costos de operación.

¿Quién es el consumidor de electricidad?

En gran medida, los requisitos para el suministro de energía los determina el consumidor. Y en esta capacidad, pueden actuar las empresas manufactureras, los servicios públicos, las empresas de transporte, los propietarios de casas de campo, los residentes de edificios urbanos de varios apartamentos, etc.. La principal diferencia entre los diferentes grupos de consumidores se puede llamar el poder de su línea de suministro. De acuerdo con este criterio, todos los canales de transmisión de electricidad a los consumidores de diferentes grupos pueden serdividido en tres tipos:

• Hasta 5 MW.
• De 5 a 75 MW.
• De 75 a 1 mil MW.

Conclusión

Por supuesto, la infraestructura de suministro de energía anterior estará incompleta sin un organizador directo de los procesos de distribución de recursos energéticos. Los participantes del mercado mayorista de energía que cuenten con la correspondiente licencia de proveedor actúan como empresa comercializadora. Se concluye un acuerdo para los servicios de transmisión de electricidad con una organización de venta de energía u otro proveedor que garantiza el suministro dentro del período de facturación especificado. Al mismo tiempo, las tareas de mantenimiento y operación de la infraestructura de la red, que proporciona un objeto de consumo específico en virtud del contrato, pueden estar en el departamento de una organización de terceros completamente diferente. Lo mismo se aplica a la fuente de generación de energía.