Què és el Sistema Elèctric de Potència?

Què és un sistema elèctric de potència?

Definició del sistema de potència

Un sistema elèctric de potència és una xarxa dissenyada per generar, transmetre i distribuir eficientment l'electricitat als consumidors.

Un sistema elèctric de potència es defineix com una xarxa de components elèctrics utilitzats per subministrar, transferir i consumir energia elèctrica. El subministrament es fa a través d'alguna forma de generació (per exemple, una central elèctrica), la transferència es fa a través d'un sistema de transmissió (via una línia de transmissió) i distribució, i el consum pot ser a través d'aplicacions residencials com l'alimentació de les llums o l'aire acondicionat a casa, o via aplicacions industrials com l'operació de motors grans.

Un exemple de sistema de potència és la xarxa elèctrica que proporciona energia a les cases i indústries dins d'una àrea extensa. La xarxa elèctrica es pot dividir ampliament en els generadors que subministren l'energia, el sistema de transmissió que porta l'energia des dels centres de generació als centres de càrrega, i el sistema de distribució que alimenta l'energia a les cases i indústries properes.

També es troben sistemes de potència més petits en indústria, hospitals, edificis comercials i cases. La majoria d'aquests sistemes depenen de la corrent elèctrica trifàsica —l'estàndard per a la transmissió i distribució de gran escala a tot el món modern.

Els sistemes de potència especialitzats que no sempre depenen de la corrent elèctrica trifàsica es troben en aeronaus, sistemes ferroviaris elèctrics, pailebots, submarins i automòbils.

Les centrals de generació produeixen energia elèctrica a un nivell de baixa tensió. Mantenim la tensió de generació a un nivell baix perquè té algunes avantatges específics. La generació a baixa tensió crea menys tensions en l'armadura de l'alternador. Per tant, amb la generació a baixa tensió, podem construir un alternador més petit amb aïllaments més fins i més lleugers.

Des d'un punt de vista d'enginyeria i disseny, els alternadors més petits són més pràctics. No podem transmetre aquesta energia a baixa tensió als centres de càrrega.

La transmissió a baixa tensió causa més pèrdues de cobre, una regulació de tensió deficient i costos d'instal·lació més alts del sistema de transmissió. Per evitar aquests tres problemes, hem de pujar la tensió a un nivell específic de alta tensió.

Augmentar la tensió del sistema més enllà d'un cert punt és impracticable, ja que augmenta significativament els costos d'aïllament i els gastos per a les estructures de suport degut a la necessitat de separació del terra.

La tensió de transmissió depèn de la quantitat d'energia a transmetre. La càrrega d'impedància de sobrecàrrega és un altre paràmetre que determina el nivell de tensió del sistema per a transmetre una quantitat d'energia.

Per pujar la tensió del sistema, utilitzem transformadors de pujada i les seves proteccions i disposicions operatives associades a la central de generació. Això ho anomenem subestació de generació. Al final de la línia de transmissió, hem de baixar la tensió de transmissió a un nivell inferior per a la transmissió secundària i/o la distribució.

Aquí utilitzem transformadors de baixada i les seves proteccions i disposicions operatives associades. Això és una subestació de transmissió. Després de la transmissió primària, l'energia elèctrica passa per la transmissió secundària o la distribució primària. Després de la transmissió secundària o la distribució primària, tornem a baixar la tensió a un nivell baix desitjat per distribuir-la als llocs dels consumidors.

Aquest era l'estructura bàsica d'un sistema elèctric de potència. Encara que no hem mencionat els detalls de cada peça d'equips utilitzats en un sistema elèctric de potència. A més de les tres components principals, l'alternador, el transformador i la línia de transmissió, hi ha una sèrie d'equips associats.

Algunes d'aquestes peces d'equip són el disjuntor, el parafulmini, l'isolador, el transformador de corrent, el transformador de tensió, el transformador de tensió de condensador, la trampa d'ones, el banc de condensadors, el sistema de relés, la disposició de control, l'arranjament de terra de la línia i l'equip de la subestació, etc.

Regulació de tensió

Gestionar els nivells de tensió a través dels transformadors és crucial per minimitzar la pèrdua d'energia i assegurar una entrega segura i eficient de la potència.

Importància de la transmissió

La transmissió a alta tensió és necessària per reduir les pèrdues d'energia i els costos d'infraestructura a distàncies llargues.

Components essencials

Les parts clau d'un sistema de potència inclouen generadors, transformadors i una varietat d'equipaments protectors i operatius.

Racional econòmic

Els sistemes de potència són vitals per a la distribució d'electricitat des de zones de generació riques en recursos a àrees de consum distants, assegurant l'accés econòmic i fiable a l'energia.