A eletricidade doméstica normalmente é monofásica-de 220V, enquanto as aplicações industriais geralmente usam trifásico-de 380V. No entanto, a tensão gerada por um gerador de usina não é nenhuma dessas duas. Então, quantos volts um gerador de usina realmente produz?
1. Quantos volts de eletricidade um gerador realmente produz?
A tensão de saída do gerador é determinada pela capacidade da unidade, projeto do isolamento e compatibilidade da rede. A tensão nominal de saída dos geradores convencionais na China é classificada nos seguintes níveis:
| Unidades geradoras-de pequeno e médio porte (hidrelétricas, cogeração) | 6,3 kV, 10,5 kV |
| Unidades termelétricas-de grande e médio porte (classe 300 MW) | 13,8 kV, 18,5 kV |
| 1 milhão de quilowatts de unidade ultra-supercrítica | 20kV, 24kV |
A principal razão pela qual os geradores não produzem diretamente 220 V/380 V é que a corrente de geração de baixa-tensão é extremamente alta, fazendo com que as perdas na bobina e na linha disparem e os custos de isolamento aumentem drasticamente, impossibilitando a transmissão de energia eficiente e-de longa distância. Portanto, um modo de "geração de tensão média e transformação de vários estágios" deve ser adotado.
II. A jornada da eletricidade: quatro níveis de transformação de tensão, da usina à tomada
A eletricidade viaja do gerador ao usuário através de quatro estágios principais: aumento e transmissão de tensão, redução de tensão regional, redução de tensão de distribuição e redução de tensão terminal. Todo o processo depende de transformadores para conversão de tensão, atendendo às necessidades de eletricidade residencial e industrial.
Etapa 1: Aumento de tensão e transmissão – de "Média Tensão" a "Ultra-Alta Tensão/Extra-Alta Tensão"
Depois que o gerador produz eletricidade de média-tensão de 6,3 kV a 24 kV, ele é imediatamente conectado ao transformador elevador-principal, que aumenta a tensão para 220 kV, 500 kV e, para transmissão inter{6}}regional, até mesmo para níveis de tensão ultra-alta de 1.000 kV CA e ±800 kV CC.
Etapa dois: redução de tensão regional – de "ultra-alta tensão" para "alta tensão"
A eletricidade de-alta tensão é transmitida para subestações importantes ao redor da cidade, onde é reduzida para níveis de alta tensão de 110kV e 35kV por transformadores-redutores, entrando na rede de distribuição da área urbana para preparar o fornecimento de energia de-alta tensão para áreas urbanas e parques industriais.
Etapa 3: redução de tensão- – de "alta tensão" para "média tensão"
A eletricidade de alta-tensão entra na subestação de distribuição urbana, onde é reduzida novamente para média tensão de 10kV. Essa tensão é então transmitida através de cabos subterrâneos ou linhas aéreas para transformadores de distribuição próximos a áreas residenciais, fábricas e distritos comerciais. Este é o nível de tensão mais comum em redes urbanas de distribuição de energia.
Etapa 4: Redução da tensão do terminal- – de "Média tensão" para "Baixa tensão (residencial/industrial)"
Esta é a etapa crucial mais próxima do usuário. A eletricidade de média-tensão de 10kV é convertida em eletricidade de baixa-tensão trifásica-quatro{6}}fios de 380/220V por meio de transformadores de distribuição em áreas residenciais e fábricas.
Ele usa fios trifásicos e um fio neutro para fornecer energia trifásica-de 380 V para fábricas, shopping centers e equipamentos de grande porte, e é compatível com equipamentos-de alta potência, como motores, máquinas-ferramentas e ar condicionado central.
III. Popularização da ciência chave: a relação entre 220V e 380V
220 V doméstico e 380 V industrial não são dois sistemas de fonte de alimentação independentes, mas sim duas formas de saída da mesma fonte de alimentação trifásica-de quatro{3}}fios: na eletricidade trifásica-, a tensão entre as linhas de fase é 380V (tensão de linha) e a tensão entre uma linha de fase e a linha neutra é 220V (tensão de fase). Os dois satisfazem uma relação matemática de "√3".
Dos milhares de volts de eletricidade de média-tensão dos geradores até a eletricidade de baixa-tensão de 220 V/380 V após múltiplas transformações, cada etapa da conversão de tensão segue princípios científicos e padrões nacionais. Isso garante uma transmissão eficiente de energia-de longa distância e atende às necessidades de energia segura de diferentes cenários, o que é a engenhosidade dos sistemas de energia modernos.