La electricidad doméstica suele ser monofásica-de 220 V, mientras que las aplicaciones industriales suelen utilizar trifásica-de 380 V. Sin embargo, el voltaje generado por el generador de una central eléctrica no es ninguno de estos dos. Entonces, ¿cuántos voltios produce realmente el generador de una central eléctrica?
1. ¿Cuántos voltios de electricidad produce realmente un generador?
El voltaje de salida del generador está determinado por la capacidad de la unidad, el diseño del aislamiento y la compatibilidad de la red. El voltaje de salida nominal de los principales generadores en China se clasifica en los siguientes niveles:
| Unidades generadoras-pequeñas y medianas (energía hidroeléctrica, cogeneración) | 6,3 kV, 10,5 kV |
| Unidades de energía térmica de tamaño grande y mediano-(clase de 300 MW) | 13,8 kV, 18,5 kV |
| Unidad ultra-supercrítica de 1 millón de kilovatios | 20 kV, 24 kV |
La razón principal por la que los generadores no generan directamente 220 V/380 V es que la corriente de generación de bajo-voltaje es extremadamente alta, lo que provoca que las pérdidas en la bobina y la línea se disparen y los costos de aislamiento aumenten dramáticamente, haciendo imposible una transmisión de energía eficiente a larga-distancia. Por lo tanto, se debe adoptar un modo de "generación de voltaje medio-, transformación de múltiples-etapas".
II. El viaje de la electricidad: cuatro niveles de transformación de voltaje, desde la central eléctrica hasta el enchufe
La electricidad viaja desde el generador hasta el usuario a través de cuatro etapas clave: aumento y transmisión de voltaje, reducción de voltaje regional, reducción de voltaje de distribución y reducción de voltaje terminal. Todo el proceso depende de transformadores para la conversión de voltaje, que en última instancia satisfacen las necesidades de electricidad residencial e industrial.
Paso 1: Aumento y transmisión de voltaje: de "voltaje medio" a "voltaje ultra-alto/extra-alto"
Después de que el generador produce electricidad de voltaje medio-de 6,3 kV a 24 kV, se conecta inmediatamente al transformador elevador principal-, que eleva el voltaje a 220 kV, 500 kV y, para la transmisión inter-regional, incluso a niveles de voltaje ultra-alto de 1000 kV CA y ±800 kV CC.
Paso dos: Reducción de voltaje regional: de "ultra{0}}voltaje alto" a "alto voltaje"
La electricidad de voltaje ultra-se transmite a subestaciones clave alrededor de la ciudad, donde se reduce a niveles de alto voltaje de 110 kV y 35 kV mediante transformadores reductores-, ingresando a la red de distribución del área urbana para preparar el suministro de energía de alto-voltaje a áreas urbanas y parques industriales.
Paso 3: Paso de voltaje-Baja: de "alto voltaje" a "medio voltaje"
La electricidad de alto-voltaje ingresa a la subestación de distribución urbana, donde se reduce nuevamente a media tensión de 10 kV. Luego, este voltaje se transmite a través de cables subterráneos o líneas aéreas a transformadores de distribución cerca de áreas residenciales, fábricas y distritos comerciales. Este es el nivel de tensión más común en las redes de distribución de energía urbana.
Paso 4: Reducción del voltaje del terminal-: de "voltaje medio" a "bajo voltaje (residencial/industrial)"
Este es el paso crucial más cercano al usuario. La electricidad de voltaje medio-de 10 kV se convierte en electricidad de bajo-voltaje trifásico de cuatro-cables-de 380/220 V a través de transformadores de distribución en áreas residenciales y fábricas.
Utiliza cables trifásicos y un cable neutro para proporcionar energía trifásica de 380 V a fábricas, centros comerciales y equipos grandes, y es compatible con equipos de alta-potencia, como motores, máquinas herramienta y aire acondicionado central.
III. Popularización científica clave: la relación entre 220 V y 380 V
Los 220 V domésticos y los 380 V industriales no son dos sistemas de suministro de energía independientes, sino más bien dos formas de salida del mismo suministro de energía trifásico de cuatro-cables: en la electricidad trifásica, el voltaje entre las líneas de fase es de 380 V (voltaje de línea) y el voltaje entre una línea de fase y la línea neutra es de 220 V (voltaje de fase). Los dos satisfacen una relación matemática de "√3".
Desde los miles de voltios de electricidad de voltaje medio-de los generadores hasta la electricidad de bajo-voltaje de 220 V/380 V después de múltiples transformaciones, cada paso de la conversión de voltaje sigue principios científicos y estándares nacionales. Esto garantiza una transmisión de energía eficiente a larga distancia-y satisface las necesidades de energía segura de diferentes escenarios, lo cual es el ingenio de los sistemas de energía modernos.