miniatura|upright|Línia de transmissió de doble circuit i una sola tensió; aeri de 4 vies miniatura|Línies elèctriques de la San Francisco Bay Area miniatura|Línies elèctriques a Qatar
La xarxa de transport d'energia elèctrica és la part del sistema elèctric que realitza la transferència massiva d'energia elèctrica, de les centrals de producció a les subestacions elèctriques situades a prop dels centres de demanda. Això és independent del cablejat local entre les subestacions d'alta tensió i els clients, que és típicament conegut com a distribució d'energia elèctrica. Les línies de transmissió, quan són interconnectades entre elles, es converteixen en xarxes de transmissió. La xarxa combinada de transmissió i distribució és coneguda com la "xarxa elèctrica" (power grid a l'Amèrica del Nord), o simplement "la xarxa". En el Regne Unit, la xarxa és coneguda com a "xarxa nacional" (national grid en anglès).
Una wide area synchronous grid (en català, superxarxa síncrona), també coneguda com a "Interconnection" a l'Amèrica del Nord, directament connecta un gran nombre de generadors proveint electricitat en corrent altern (CA) amb la mateixa freqüència relativa, a un gran nombre de consumidors. Per exemple, hi ha quatre grans interconnexions a l'Amèrica del Nord (la Western Interconnection, la Eastern Interconnection, la Quebec Interconnection i la xarxa Electric Reliability Council of Texas (ERCOT)), i una gran xarxa per gran part de l'Europa continental.
Hi ha la mateixa freqüència relativa, però gairebé mai és la mateixa fase relativa, ja que com a intercanvi de corrent altern és una funció de la diferència de fase entre dos nodes de la xarxa, i la diferència de graus zero significa que no s'intercanvia energia; qualsevol diferència de fase fins a 90 graus és estable pel "criteri d'igualtat d'àrea"; qualsevol diferència de fase per sobre de 90 graus és absolutament inestable; els socis d'intercanvi són responsables de mantenir la freqüència tan a prop de la freqüència de xarxa com sigui pràctic, i les diferències de fase entre qualsevol dels dos nodes significativament menys de 90 graus; si se sobrepassen dels 90 graus, es realitza una separació del sistema, i roman separat fins que el problema s'ha corregit.
Històricament, les línies de transmissió i distribució eren propietat de la mateixa empresa, però a partir de la dècada de 1990, molts països tenen liberalitzada la regulació del mercat elèctric de manera que han conduït a la separació de l'activitat de transmissió d'electricitat a partir de l'activitat de distribució.
Sistema La majoria de les línies de transmissió són de corrent altern (AC) trifàsic d'alt voltatge, encara que una sola fase AC s'utilitza de vegades en els sistemes d'electrificació ferroviàries. La tecnologia de corrent continu d'alta tensió (HVDC per les sigles en anglès) s'utilitza per a una major eficiència en distàncies molt llargues (típicament centenars de quilòmetres), en els cables de transmissió submarina (típicament més llargs que 50 km), i en l'intercanvi d'energia entre les xarxes que no estan sincronitzats mútuament. Els enllaços HVDC també s'utilitzen per estabilitzar i controlar els problemes en les xarxes de distribució d'energia grans en sobtades noves càrregues o caigudes de tensió en una part d'una xarxa que poden donar lloc a problemes de sincronització i fallades en cascada.
miniatura|400px|esquerra|Esquema d'una xarxa elèctrica; el sistema de transmissió en blau
L'electricitat es transmet a alta tensió (115 kV o superior) per reduir les pèrdues d'energia en la transmissió a llarga distància. L'energia es transmet generalment a través de línies elèctriques aèries. La transmissió d'energia soterrada té un cost significativament major instal·lació i majors limitacions operacionals, però els costos de manteniment són reduïts. La transmissió subterrània s'utilitza de vegades en zones urbanes o llocs ambientalment sensibles.
La manca d'instal·lacions d'emmagatzematge d'energia elèctrica en els sistemes de transmissió (amb petites excepcions) condueix a una limitació clau dels sistemes: l'energia elèctrica ha de ser generada a la mateixa velocitat a la qual es consumeix. Cal un sofisticat sistema de control per assegurar que la generació elèctrica coincideix molt de prop la demanda. Si la demanda d'energia supera l'oferta, el desequilibri pot causar que les plantes de generació i equips de transmissió a desconnectar-se automàticament i/o apagar per protegir-se. En el pitjor dels casos, això pot donar lloc a una sèrie de parades en cascada i importants apagades elèctriques regionals, tal com va passar en les apagades del nord-est dels Estats Units en 1965, 1977, 2003, i grans apagades en altres regions dels Estats Units en 1996 i 2011. Les xarxes de transmissió elèctrica estan interconnectades en xarxes regionals, nacionals, i fins i tot continentals per reduir el risc d'una fallada d'aquest tipus proporcionant múltiples redundàncies, rutes alternatives perquè l'energia flueixi quan aquestes es presentin aturades. Les companyies de transmissió porten a terme moltes anàlisis per determinar la capacitat màxima de cada línia fiable (normalment inferior al seu límit físic o tèrmic) per assegurar que la capacitat de reserva està disponible per absorbir la demanda d'energia d'una fallada en una altra part de la xarxa.
Transmissió aèria
miniatura|upright=0.75|esquerra|Línies d'alta tensió trifàsiques a l'estat de Washington
Els conductors d'alt voltatge aeris no estan coberts per l'aïllament. El material conductor és gairebé sempre un aliatge de l'alumini, fet en diversos filaments i, possiblement reforçat amb fils d'acer. El coure va ser utilitzar de vegades per a la transmissió aèria, però l'alumini és més lleuger, té un rendiment marginalment reduït i costa molt menys. Els conductors aeris són subministrats per diverses companyies a tot el món. Els materials i formes de conductors millorats s'utilitzen regularment per permetre una major capacitat i modernitzar els circuits de transmissió. La mida de conductors van des de 12 mm² (#6 mida de cable americà) a 750 mm² (1.590.000 d'àrees circulars), amb diferents resistències i capacitat de corrent. Els filferros més gruixuts donarien lloc a un augment relativament petit en la capacitat a causa de l'efecte pel·licular, que causa la majoria del corrent fluir prop de la superfície del filferro. A causa d'aquesta limitació del corrent, múltiples cables paral·lels (anomenats conductors agrupats) són utilitzats quan es necessita una major capacitat. Els conductors agrupats també s'utilitzen amb tensions elevades per reduir la pèrdua d'energia causada per l'efecte corona.
Avui en dia, les tensions a nivell de la transmissió es consideren generalment ser de 110 kV i superior. Els voltatges més baixos, com ara 66 kV i 33 kV, es consideren en general com a voltatges de subtransmissió, però s'utilitzen de tant en tant en les línies llargues amb càrregues lleugeres. Les tensions inferiors a 33 kV s'utilitzen en general per la distribució. Els voltatges superiors a 765 kV es consideren extra alta tensió (molt alta tensió/ultra alta tensió a Espanya) i requereixen diferents dissenys en comparació als equips utilitzats en els voltatges més baixos.
Ja que els cables de transmissió aèries depenen de l'aire per a l'aïllament, el disseny d'aquestes línies requereix distàncies mínimes per a ser observades per mantenir la seguretat. Les condicions climàtiques adverses, com ara forts vents i baixes temperatures, poden donar lloc a talls d'energia. velocitats del vent al voltant de 43 km/h poden permetre que els conductors envaeixin les seves propietats operatives, el que resulta en un arc elèctric i la pèrdua de subministrament.Hans Dieter Betz, Ulrich Schumann, Pierre Laroche (2009). Lightning: Principles, Instruments and Applications. Springer, p. 202–203. . Retrieved on May 13, 2009. El moviment oscil·latori de la línia física es pot denominar galop o aleteig depenent de la freqüència i l'amplitud d'oscil·lació.
Transmissió subterrània
L'energia elèctrica també pot ser transmesa per cables elèctrics sota terra en lloc de línies elèctriques aèries. Els cables subterranis ocupen menys espai que les línies aèries, tenen menor visibilitat, i es veuen menys afectats pel mal temps. No obstant això, els costos de cable aïllats i excavació són molt més grans que la construcció aèria. Les fallades en les línies de transmissió enterrades prenen més temps per localitzar i reparar. Les línies subterrànies estan estrictament limitades per la seva capacitat tèrmica, el que permet menys sobrecàrrega o re-qualificació de línies aèries. Les línies de CA subterrànies llargues tenen una significativa capacitància, el que pot reduir la seva capacitat de proporcionar potència útil a càrregues més enllà de 80 km. Els cables de CC subterrànis llargs no tenen aquest problema i poden funcionar durant milers de quilòmetres.
Història
miniatura|Els carrers de Nova York al 1890. A més de les línies de telègraf, calien diverses línies elèctriques per a cada classe de dispositiu que requerien diferents voltatges
La transmissió elèctrica Miesbach–Munic de 1882 fou la primera transmissió a llarga distància (57 quilòmetres) de corrent continu a alta tensió. En els primers dies de l'energia elèctrica comercial, la transmissió d'energia elèctrica en el mateix voltatge per la il·luminació i càrregues mecàniques limitades per la distància entre la planta de generació i els consumidors. El 1882, la generació era de corrent continu (CC en català o DC en anglès), que no es podia fàcilment augmentar la tensió per a la transmissió a llarga distància. Les diferents classes de càrregues (per exemple, la il·luminació, motors fixos i sistemes de tracció / ferrocarril) requerien diferents voltatges, i així utilitzaven diferents generadors i circuits.
A causa d'aquesta especialització de les línies de transmissió i perquè era ineficaç per als circuits d'alta corrent de baixa tensió, els generadors necessaris havien d'estar a prop de les seves càrregues. Pel que sembla, en el moment, la indústria es convertiria en el que avui és conegut com a sistema de generació distribuïda amb un gran nombre de petits generadors situats prop de les seves càrregues.
La transmissió d'energia elèctrica amb el corrent altern (CA en català o AC en anglès) es va fer possible després que Lucien Gaulard i John Dixon Gibbs van construir el que van anomenar el generador secundari, un transformador primitiu proveït d'una relació d'espires 1:1 i circuit magnètic obert, el 1881.
La primera distància llarga (34 km) d'una línia CA va ser muntada el 1884 per la International Exhibition de Torí, Itàlia. Estava alimentada per un alternador Siemens & Halske de 2kV i 130Hz i va incloure diversos generadors secundaris de Gaulard amb els seus debanats primaris connectats en sèrie, que alimentaven els llums incandescents. El sistema va demostrar la viabilitat de la transmissió d'energia elèctrica de CA en llargues distàncies.
La primera línia operativa en CA va ser posada en servei el 1885 a la via dei Cerchi, Roma, Itàlia, per a l'enllumenat públic. Estava alimentada per dos alternadors Siemens & Halske a 30 CV (22 kW), 2 kV a 120 Hz i utilitzava 200 transformadors de Gaulard reductors 2-kV/20-V proporcionats amb un circuit magnètic tancat, un per a cada làmpada. Uns mesos més tard va ser seguit pel primer sistema CA britànic, que va ser posat en servei en el Grosvenor Gallery, Londres. També contenia alternados Siemens i transformadors reductors de 2,4-kV/100-V, un per usuari, amb les primàries de derivació connectades.