Sistema de Suministro Eléctrico: ¿Qué son?
Anteriormente, la demanda de energía eléctrica era muy baja. Una sola unidad generadora pequeña podía satisfacer la demanda localizada. En la actualidad, la demanda de energía eléctrica está aumentando enormemente junto con la modernización de los estilos de vida humanos. Para satisfacer esta creciente demanda de carga eléctrica, tenemos que establecer un número bastante grande de grandes centrales eléctricas.
Sin embargo, desde el punto de vista económico, no siempre es posible construir una central eléctrica cerca de los centros de carga. Definimos los centros de carga como lugares donde la densidad de consumidores o cargas conectadas es bastante alta en comparación con otras partes del país. Es económicamente ventajoso establecer una central eléctrica cerca de fuentes naturales de energía como el carbón, gases y agua, etc. Debido a eso y por muchos otros factores, a menudo tenemos que construir una estación generadora de electricidad lejos de los centros de carga.
Por lo tanto, tenemos que establecer sistemas de red eléctrica para llevar la energía eléctrica generada desde la estación generadora hasta los consumidores. La electricidad generada en la estación generadora llega a los consumidores a través de sistemas que podemos dividir en dos partes principales: transmisión y distribución.
Llamamos al sistema de red a través del cual los consumidores obtienen electricidad desde la fuente sistema de suministro eléctrico. Un sistema de suministro eléctrico tiene tres componentes principales: las estaciones generadoras, las líneas de transmisión y los sistemas de distribución. Las estaciones generadoras producen electricidad a un nivel de voltaje relativamente bajo. Producir electricidad a un nivel de voltaje bajo es económico en muchos aspectos.
Los transformadores elevadores conectados al inicio de las líneas de transmisión, aumentan el nivel de voltaje de la potencia. Los sistemas de transmisión eléctrica luego transmiten esta potencia eléctrica de alto voltaje a la zona de centros de carga más cercana posible. Transmitir potencia eléctrica a niveles de voltaje altos es ventajoso en muchos aspectos. Las líneas de transmisión de alto voltaje consisten en conductores eléctricos aéreos y/o subterráneos. Los transformadores reductores conectados al final de las líneas de transmisión disminuyen el voltaje de la electricidad a valores bajos deseados para fines de distribución. Los sistemas de distribución luego distribuyen la electricidad a diversos consumidores según sus niveles de voltaje requeridos.
Generalmente adoptamos el sistema de corriente alterna (CA) para fines de generación, transmisión y distribución. Para la transmisión de ultra alta tensión, a menudo usamos el sistema de transmisión de corriente continua (CC). Tanto las redes de transmisión como las de distribución pueden ser aéreas o subterráneas. Como el sistema subterráneo es mucho más caro que el aéreo, este último es preferible siempre que sea posible desde el punto de vista económico. Usamos el sistema trifásico de 3 hilos para la transmisión de CA y el sistema trifásico de 4 hilos para la distribución de CA.
Podemos dividir tanto los sistemas de transmisión como los de distribución en dos partes: transmisión primaria y secundaria, distribución primaria y secundaria. Es una visión generalizada de una red eléctrica. Debe tenerse en cuenta que no todos los sistemas de transmisión y distribución pueden tener estas cuatro etapas del sistema de suministro eléctrico.
Según la necesidad del sistema, puede haber muchas redes que no tengan una transmisión secundaria o distribución secundaria, e incluso en muchos casos de sistemas de suministro eléctrico localizados, todo el sistema de transmisión puede estar ausente. En esos sistemas de suministro eléctrico localizados, los generadores distribuyen directamente la potencia a diferentes puntos de consumo.
Vamos a discutir un ejemplo práctico del sistema de suministro eléctrico. Aquí, la estación generadora produce potencia trifásica a 11 kV. Luego, un transformador elevador de 11/132 kV asociado con la estación generadora eleva esta potencia a un nivel de 132 kV. La línea de transmisión transmite esta potencia de 132 kV a una subestación reductora de 132/33 kV, que consta de transformadores reductores de 132/33 kV, situada en las afueras de la ciudad. Llamaremos a esa parte del sistema de suministro eléctrico, que va desde el transformador elevador de 11/132 kV hasta el transformador reductor de 132/33 kV, transmisión primaria. La transmisión primaria es un sistema trifásico de 3 hilos, lo que significa que hay tres conductores para las tres fases en cada circuito de línea.
A partir de ese punto en el sistema de suministro, la potencia secundaria del transformador de 132/33 kV se transmite mediante un sistema de transmisión trifásico de 3 hilos a diferentes subestaciones de 33/11 kV situadas en diversas ubicaciones estratégicas de la ciudad. Nos referimos a esta parte de la red como transmisión secundaria.
Los alimentadores trifásicos de 11 kV que pasan por las calles de la ciudad llevan la potencia secundaria de los transformadores de 33/11 kV de la subestación de transmisión secundaria. Estos alimentadores de 11 kV conforman la distribución primaria del sistema de suministro eléctrico.
Los transformadores de 11/0.4 kV en las localidades de los consumidores reducen la potencia de la distribución primaria a 0.4 kV o 400 V. Estos transformadores se llaman transformadores de distribución y son transformadores montados en poste. Desde los transformadores de distribución, la potencia llega a los consumidores mediante un sistema trifásico de 4 hilos. En el sistema trifásico de 4 hilos, se utilizan 3 conductores para las 3 fases, y el 4º conductor se usa como hilo neutro para conexiones neutrales.
Un consumidor puede tomar el suministro en trifásico o monofásico, dependiendo de su requerimiento. En caso de suministro trifásico, el consumidor recibe 400 V entre fases (voltaje de línea), y para el suministro monofásico, el consumidor recibe 400 / raíz de 3 o 231 V entre fase y neutro en su alimentación principal. La alimentación principal es el punto final de un sistema de suministro eléctrico. Nos referimos a esta parte del sistema, que va desde el secundario del transformador de distribución hasta la alimentación principal, como distribución secundaria. Las alimentaciones principales son los terminales instalados en las instalaciones del consumidor desde donde el consumidor toma la conexión para sus usos.
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