Cosa è un Sistema Elettrico di Potenza?

Cos'è un Sistema Elettrico di Potenza?

Definizione del Sistema di Potenza

Un sistema elettrico di potenza è una rete progettata per generare, trasmettere e distribuire l'elettricità in modo efficiente ai consumatori.

Un sistema elettrico di potenza è definito come una rete di componenti elettrici utilizzati per fornire, trasferire e consumare energia elettrica. La fornitura avviene attraverso qualche forma di generazione (ad esempio, una centrale elettrica), il trasferimento avviene attraverso un sistema di trasmissione (mediante una linea di trasmissione) e un sistema di distribuzione, e il consumo può avvenire attraverso applicazioni residenziali come l'alimentazione delle luci o del condizionamento dell'aria in casa, o tramite applicazioni industriali come l'operazione di grandi motori.

Un esempio di sistema di potenza è la rete elettrica che fornisce energia alle case e all'industria in un'area estesa. La rete elettrica può essere ampiamente divisa nei generatori che forniscono l'energia, il sistema di trasmissione che trasporta l'energia dai centri di generazione ai centri di carico, e il sistema di distribuzione che alimenta l'energia alle case e alle industrie vicine.

Sistemi di potenza più piccoli si trovano anche nell'industria, negli ospedali, negli edifici commerciali e nelle case. La maggior parte di questi sistemi si basa sull'energia elettrica trifase – lo standard per la trasmissione e distribuzione su larga scala nel mondo moderno.

Sistemi di potenza specializzati che non si basano sempre sull'energia elettrica trifase si trovano negli aerei, nei sistemi ferroviari elettrici, nelle navi da crociera, nei sommergibili e negli automobili.

Le centrali di generazione producono energia elettrica a un livello di tensione basso. Manteniamo la tensione di generazione a un livello basso perché ha alcuni specifici vantaggi. La generazione a bassa tensione crea meno stress sull'armatura dell'alternatore. Pertanto, con la generazione a bassa tensione, possiamo costruire un alternatore più piccolo con isolamento più sottile e leggero.

Da un punto di vista ingegneristico e di progettazione, gli alternatori più piccoli sono più pratici. Non possiamo trasmettere questa energia a bassa tensione ai centri di carico.

La trasmissione a bassa tensione causa più perdite di rame, pessima regolazione della tensione e costi di installazione più elevati del sistema di trasmissione. Per evitare queste tre difficoltà, dobbiamo aumentare la tensione a un livello specifico più alto.

Aumentare la tensione del sistema oltre un certo punto è impraticabile poiché aumenta significativamente i costi di isolamento e le spese per le strutture di supporto a causa del necessario schiarimento dal terreno.

La tensione di trasmissione dipende dalla quantità di potenza da trasmettere. Il carico di impedenza di surriscaldamento è un altro parametro che determina il livello di tensione del sistema per la trasmissione di una certa quantità di energia.

Per aumentare la tensione del sistema, utilizziamo trasformatori di aumento e le loro protezioni e disposizioni operative associate nella stazione di generazione. Chiamiamo questo una sottostazione di generazione. Alla fine della linea di trasmissione, dobbiamo abbassare la tensione di trasmissione a un livello inferiore per la trasmissione secondaria e/o scopi di distribuzione.

Qui utilizziamo trasformatori di riduzione e le loro protezioni e disposizioni operative associate. Questo è una sottostazione di trasmissione. Dopo la trasmissione primaria, l'energia elettrica passa attraverso la trasmissione secondaria o la distribuzione primaria. Dopo la trasmissione secondaria o la distribuzione primaria, abbassiamo nuovamente la tensione a un livello desiderato più basso per distribuirla presso i locali dei consumatori.

Questa era la struttura di base di un sistema elettrico di potenza. Anche se non abbiamo menzionato i dettagli di ogni pezzo di equipaggiamento utilizzato in un sistema elettrico di potenza. Oltre ai tre componenti principali, alternatore, trasformatore e linea di trasmissione, ci sono numerosi altri dispositivi associati.

Alcuni di questi dispositivi sono interruttori, parafulmini, isolatori, trasformatori di corrente, trasformatori di tensione, trasformatori di tensione a condensatore, trappole d'onda, banchi di condensatori, sistemi di relè, disposizioni di controllo, il collegamento a terra della linea e degli apparecchi di sottostazione, ecc.

Regolazione della Tensione

Gestire i livelli di tensione attraverso i trasformatori è cruciale per minimizzare le perdite di energia e garantire una fornitura di energia sicura ed efficiente.

Importanza della Trasmissione

La trasmissione ad alta tensione è necessaria per ridurre le perdite di energia e i costi infrastrutturali su lunghe distanze.

Componenti Essenziali

Le parti chiave di un sistema di potenza includono generatori, trasformatori e una varietà di attrezzature protettive e operative.

Razionale Economico

I sistemi di potenza sono vitali per la fornitura di elettricità da siti di generazione ricchi di risorse a aree di consumo distanti, assicurando accesso energetico economico e affidabile.