Wenn man über Energieübertragung liest, ist eine sehr häufige Aussage, dass Energie mit hoher Spannung übertragen wird, um Verluste in Form von Wärme zu minimieren.
Was mich verwirrt, ist die herrschende Gleichung. Sind nicht Und im Wesentlichen die gleichen Gleichungen mit der gemeinsamen Form ?
Wird kein Potentialunterschied von , mit einem Widerstand von , produzier ein Amperestrom, wobei die Wärme genauso abgeführt wird, als hätte ich einen höheren Strom bei einer kleineren Spannung verwendet? Danke.
Nehmen wir an, die von einem Übertragungsunternehmen produzierte Leistung beträgt 50 Giga_Watt (wir können wirklich jeden Wert nehmen). Was passiert, ist, dass sie dies in eine sehr hohe Spannung umwandeln. Wenn Sie einen 1-Kilo-Ohm-Widerstand verwenden, sollte die Stromaufnahme 22 Ampere betragen, aber die erzeugte Leistung (50 kW) muss berücksichtigt werden! Sie können keine Stromquelle mit 10 W haben und erwarten, dass sie 10 Volt bei 2 Ampere liefert, wenn Sie einen 5-Ohm-Widerstand verwenden. Es wird in hohe Spannungen umgewandelt, sodass die Stromaufnahme geringer ist und eine geringere Energieverschwendung durch Wärmeverlust auftritt.
Energieübertragungsleitungen besitzen einen Widerstand, der von der Entfernung, über die die Energie übertragen wird, und der Dicke und Leitfähigkeit des verwendeten Drahts abhängt. Wir können diesen Widerstand nur bis zu dem Punkt minimieren, an dem es unwirtschaftlich oder anderweitig unpraktisch ist, die Drähte dicker zu machen.
Für jeden gegebenen Strom durch eine bestimmte Leitung ergibt sich aufgrund der Wärmeabgabe im Widerstand dieser Leitung ein Leistungsverlust. Durch Erhöhen der Spannung durch die Leitung wird der erforderliche Strom für jeden gegebenen Leistungspegel (P = EI) reduziert, wodurch der Leistungsverlust reduziert wird. Sie haben Recht damit, dass eine Potentialdifferenz von 22000 V bei einem Widerstand von 1 kΩ zu einem Strom von 22 Ampere führt, aber Sie können diese Stromstärke nicht mit einer niedrigeren Spannung erhalten. Dies würde einen geringeren Widerstand erfordern, um die gleiche Menge an Wärmeableitung zu erzeugen.
Stromleitungsverluste sind gleich (Strom) ^ 2 x (Widerstand). Alle Stromübertragungsleitungen sind so ausgelegt, dass Verluste durch Minimierung des Stroms minimiert werden, was eine Maximierung der Spannung erfordert.
Die Hochspannungsgrenze wird jedoch durch kapazitive Verluste durch Kopplung mit der Erde und durch Koronaentladungseffekte gesetzt, die beide mit zunehmender Spannung zunehmend schlimmer werden.
Die Minimierung beider Verlustmechanismen ergibt ein praktisches Spannungsoptimum irgendwo um 225 KeV für Fernübertragungsleitungen.
Feyre