UHV

Los sistemas de transmisión de ultra alta tensión (UHV) operan a 765 kV y superiores, con los sistemas más altos en uso activo alcanzando los 1200 kV. Estas líneas transportan energía eléctrica a granel a través de distancias continentales con pérdidas mínimas. Una línea UHV típica puede extenderse cientos de kilómetros entre las estaciones generadoras y los centros de carga, reduciendo la tensión a través de subestaciones transformadoras a voltajes de distribución regionales y locales.

La física que hace atractiva a la UHV también la hace exigente. La pérdida de potencia en una línea de transmisión sigue la fórmula I²R, donde I es la corriente y R es la resistencia. Al aumentar el voltaje mientras se mantiene la potencia constante, los ingenieros reducen la corriente proporcionalmente, y las pérdidas disminuyen con el cuadrado de esa reducción. Una línea de 765 kV pierde aproximadamente un tercio de la potencia en la misma distancia que una línea de 345 kV que transporta una carga equivalente. Esta eficiencia se acumula a lo largo de miles de kilómetros.

Restricciones de ingeniería y diseño

Los sistemas UHV requieren hardware especializado en todas sus partes. Los conductores a menudo se agrupan en dos, tres o cuatro subconductores por fase, separados por espaciadores para gestionar la descarga de corona y la interferencia de radio. Los aisladores deben soportar no solo el voltaje constante, sino también las sobretensiones transitorias por conmutación y rayos; las cadenas de cerámica o compuestas pueden superar los 20 metros de longitud. Las subestaciones utilizan aislamiento de gas SF6 en los aparamenta porque el aire se ioniza muy por debajo de estos voltajes. Los sistemas de puesta a tierra deben disipar enormes corrientes de falla, a veces 60,000 amperios o más.

El campo electromagnético alrededor de las líneas UHV crea problemas prácticos para las estructuras y el personal cercanos. Las corrientes inducidas en cercas, tuberías y otros objetos metálicos pueden alcanzar niveles peligrosos. Los corredores de derecho de vía deben ser más anchos y gestionarse con más cuidado que las líneas de menor voltaje. El ruido audible de la descarga de corona, típicamente de 80 a 100 decibelios cerca de los conductores, restringe la ubicación en áreas pobladas.

El despliegue de UHV varía según la región y la arquitectura de la red. China opera múltiples líneas UHV a 1000 kV y superiores, moviendo energía hidroeléctrica desde provincias occidentales remotas. América del Norte y Europa prefieren 765 kV como el límite superior práctico para los sistemas de CA, aunque la tecnología HVDC (corriente continua de alta tensión) permite la transmisión punto a punto a voltajes equivalentes a 800 kV o superiores con diferentes compensaciones. Una empresa de servicios públicos que planifica una nueva red troncal de transmisión generalmente compara alternativas de 500 kV, 765 kV y HVDC basándose en la distancia, la capacidad necesaria y el costo del derecho de vía.