Transmitir energía eléctrica

La mayoría de los recursos de energía se encuentran a grandes distancias de los lugares o ciudades donde se requiere su uso. Por ello, un problema que se ha debido resolver, es la necesidad de transportarla desde donde se produce (centrales eléctricas) hasta donde se utiliza.

 

La manera en que se ha resuelto el problema de transportar la energía eléctrica de un modo económico, es mediante la construcción de las líneas de transmisión de alto voltaje. En Chile, actualmente la línea con mayor capacidad de transporte de electricidad va desde Ancoa (cerca de Talca) hasta Alto Jahuel cerca de Santiago (San Bernardo), con 500.000 voltios.

Para entender la función que realiza una línea de transmisión se puede comparar con una tubería por la cual circula agua a presión. El mayor diámetro que tenga la tubería (manteniendo la presión) permite una mayor capacidad de transporte de agua. Esto se puede relacionar con el diámetro (calibre) del conductor eléctrico; y asimismo la presión al interior de la tubería se puede relacionar con el voltaje de la línea de transmisión.

transmitir linea-de-transmision-dif-temperaturasLa distancia vertical entre el suelo y el punto de menor altura del conductor se denomina altura de despeje y constituye la principal preocupación durante la operación y mantenimiento de la línea de transmisión. Por ello, es necesario podar los árboles situados en la cercanía. También se debe respetar la altura adecuada de las líneas de transmisión cuando éstas cruzan una carretera; se evitan así posibles accidentes en el caso que transiten camiones con gran altura de carga que pasen muy cerca de los cables energizados. La temperatura de los conductores o cables sube con la potencia transmitida; este factor limita su capacidad porque alarga los cables acercándolos al suelo.

La gran mayoría de las líneas de transmisión son aéreas ya que las subterráneas tienen un costo más elevado. Sin embargo, existen algunas situaciones en que, en determinados tramos, la línea necesariamente debe ser subterránea (soterrada) o submarina.

La totalidad de las líneas de transmisión en Chile operan con corriente alterna, sin embargo, para grandes distancias (más de 600 km) y grandes potencias (más de 600 MW) es más eficiente operar con corriente continua. Este sería el caso de una posible línea de transmisión de Aisén al centro de Chile.

Sea el terreno plano o con montañas, la línea de transmisión debe tener torres de una altura suficiente para que la parte más baja de los cables colgantes en un vano (distancia entre dos torres adyacentes), sea superior a la mínima altura permitida.

La energía eléctrica producida por una central es de tensión relativamente baja, por lo que va a una subestación que la sube para inyectarla en la línea de transmisión de alta tensión. La electricidad es transportada a la velocidad de la luz por largas distancias hasta la subestación de bajada, donde uno o más transformadores reducen el voltaje de la línea de transmisión, para luego repartir la energía a los usuarios a menor tensión a través de la red de distribución. De esta forma, cuando un consumidor necesita energía eléctrica en su casa o en cualquier otro lugar, esta le llega en forma casi “instantánea”, con sólo apretar un interruptor.


En la mayoría de los países, la postación en las cuales se instala las líneas de distribución, también se utiliza para llevar otros servicios de utilidad para las personas, por ejemplo, líneas de telefonía. Por este servicio, las empresas eléctricas de distribución cobran un arriendo.

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  • Los sistemas interconectados en Chile

    La interconexión entre las empresas de generación, transmisión y distribución de energía se realiza en Chile a través de sistemas interconectados que pueden funcionar separadamente, como ocurre en la actualidad, o en forma interconectada, como se proyecta a futuro, debido a que resulta conveniente desde el punto de vista económico.

    El Sistema Interconectado Central (SIC) cubre gran parte del país y se extiende entre Taltal (Región de Antofagasta) hasta Chiloé (Región de Los Lagos); es el que tiene la mayor capacidad instalada. El Sistema Interconectado del Norte Grande (SING) se extiende en las regiones de Arica y Parinacota, Tarapacá y Antofagasta. Los sistemas eléctricos de Aisén y de Magallanes cubren las respectivas regiones. Isla de Pascua se abastece de electricidad independientemente.

    El SIC y el SING están coordinados actualmente por sus respectivos Centros de Despacho Económico de Carga (CDEC). Las funciones principales del CDEC son a) preservar la seguridad del servicio eléctrico (que no haya apagones), b) garantizar la operación más económica del sistema eléctrico, y c) garantizar que la potencia de cualquier generador sea transportada (servidumbre de transmisión).

  • En Chile existen cinco niveles de voltaje de distribución: 23.000 (V),15.000 (V),13.800 (V),13.200 (V) y 12.000 (V).

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  • Corriente continua, alterna, monofásica y trifásica

    En los circuitos de corriente continua, la tensión o voltaje, es constante. Por razones prácticas, estos circuitos se usan con artefactos alimentados por baterías (o pilas) y en los circuitos de automóviles. En los circuitos de corriente alterna el voltaje cambia cíclicamente, alternando su polaridad (pasa de más a menos). Esto facilita el cambio de tensión, ya que los transformadores no funcionan con corriente continua, y permite el uso de motores eléctricos de inducción, que son simples, eficientes y baratos.

    La corriente alterna puede ser monofásica o trifásica. La primera se usa principalmente en las instalaciones domésticas porque no se necesita mucha potencia, en tanto la corriente trifásica se utiliza en las instalaciones industriales, porque permite usar motores eléctricos más potentes y compactos. Las centrales de generación también trabajan con corriente trifásica, que hace que los generadores sean más compactos y de menor costo. La corriente trifásica requiere al menos tres conductores, uno por cada fase. La diferencia entre las tres fases es que el ciclo de cambio de voltaje se inicia en tiempos distintos para cada una de ellas.

  • El relieve y las líneas de transmisión

    En el proceso de construcción de una línea de transmisión, se pueden encontrar terrenos con variaciones muy suaves de su topografía (caso A). En otras oportunidades se debe construir la línea a través de cerros o montañas, en este caso se utilizan helicópteros, los cuales llevan las torres semi-construidas y se arman en el cerro (figura B). En color amarillo muestra la zona que no permite que el viento realice a plenitud su función de ventilación de los conductores de la línea de transmisión para bajar su temperatura.
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