¿Qué es un Sistema Eléctrico de Potencia?

¿Qué es un Sistema Eléctrico de Potencia?

Definición del Sistema de Potencia

Un sistema eléctrico de potencia es una red diseñada para generar, transmitir y distribuir electricidad de manera eficiente a los consumidores.

Un sistema eléctrico de potencia se define como una red de componentes eléctricos utilizados para suministrar, transferir y consumir energía eléctrica. El suministro se realiza a través de algún tipo de generación (por ejemplo, una central eléctrica), la transferencia se hace mediante un sistema de transmisión (a través de una línea de transmisión) y distribución, y el consumo puede ser a través de aplicaciones residenciales, como encender las luces o el aire acondicionado en su hogar, o a través de aplicaciones industriales, como la operación de grandes motores.

Un ejemplo de un sistema de potencia es la red eléctrica que proporciona energía a hogares e industrias en un área extensa. La red eléctrica puede dividirse ampliamente en los generadores que suministran la energía, el sistema de transmisión que lleva la energía desde los centros de generación hasta los centros de carga, y el sistema de distribución que alimenta la energía a hogares e industrias cercanas.

Sistemas de potencia más pequeños también se encuentran en la industria, hospitales, edificios comerciales y hogares. La mayoría de estos sistemas dependen de la corriente alterna trifásica, que es el estándar para la transmisión y distribución de energía a gran escala en todo el mundo moderno.

Sistemas de potencia especializados que no siempre dependen de la corriente alterna trifásica se encuentran en aeronaves, sistemas ferroviarios eléctricos, barcos de crucero, submarinos y automóviles.

Las plantas de generación producen energía eléctrica a un nivel de voltaje bajo. Mantenemos el voltaje de generación a un nivel bajo porque tiene algunas ventajas específicas. La generación a bajo voltaje crea menos tensiones en el armazón del alternador. Por lo tanto, con la generación a bajo voltaje, podemos construir un alternador más pequeño con aislamiento más fino y ligero.

Desde el punto de vista de la ingeniería y el diseño, los alternadores más pequeños son más prácticos. No podemos transmitir esta energía de bajo voltaje a los centros de carga.

La transmisión a bajo voltaje causa más pérdidas de cobre, regulación de voltaje pobre y mayores costos de instalación del sistema de transmisión. Para evitar estas tres dificultades, tenemos que elevar el voltaje a un nivel alto específico.

Elevar el voltaje del sistema más allá de cierto punto es impráctico, ya que aumenta significativamente los costos de aislamiento y los gastos de las estructuras de soporte debido al despeje al suelo requerido.

El voltaje de transmisión depende de la cantidad de potencia a transmitir. La carga de impedancia de sobrecarga es otro parámetro que determina el nivel de voltaje del sistema para transmitir una cantidad de energía.

Para elevar el voltaje del sistema, utilizamos transformadores elevadores y sus protecciones y arreglos de operación asociados en la estación de generación. A esto lo llamamos subestación de generación. Al final de la línea de transmisión, tenemos que reducir el voltaje de transmisión a un nivel inferior para la transmisión secundaria y/o propósitos de distribución.

Aquí usamos transformadores reductores y sus protecciones y arreglos operativos asociados. Esto es una subestación de transmisión. Después de la transmisión primaria, la energía eléctrica pasa por la transmisión secundaria o la distribución primaria. Después de la transmisión secundaria o la distribución primaria, nuevamente reducimos el voltaje a un nivel bajo deseado para distribuirlo en las instalaciones del consumidor.

Esta fue la estructura básica de un sistema eléctrico de potencia. Aunque, no hemos mencionado los detalles de cada pieza de equipo utilizada en un sistema eléctrico de potencia. Además de los tres componentes principales, alternador, transformador y línea de transmisión, hay una serie de equipos asociados.

Algunos de estos equipos son interruptor de circuito, arrestador de rayos, aislador, transformador de corriente, transformador de voltaje, transformador de voltaje de capacitancia, trampa de ondas, banco de condensadores, sistema de relevamiento, arreglos de control, la disposición de tierra de la línea y el equipo de subestación, etc.

Regulación de Voltaje

Gestionar los niveles de voltaje a través de transformadores es crucial para minimizar la pérdida de energía y garantizar la entrega segura y eficiente de energía.

Importancia de la Transmisión

La transmisión a alto voltaje es necesaria para reducir las pérdidas de energía y los costos de infraestructura a largas distancias.

Componentes Esenciales

Las partes clave de un sistema de potencia incluyen generadores, transformadores y una variedad de equipos protectores y operativos.

Racional Económico

Los sistemas de potencia son vitales para entregar electricidad desde sitios de generación ricos en recursos a áreas de consumo distantes, asegurando un acceso económico y confiable a la energía