Un système d'alimentation électrique est défini comme un réseau de composants électriques utilisés pour fournir, transférer et consommer de l'énergie électrique. La fourniture est effectuée par une forme de génération (par exemple, une centrale électrique), le transfert est effectué par une transmission (via une ligne de transport) et un système de distribution, et la consommation peut se faire par des applications résidentielles telles que l'alimentation des lumières ou de la climatisation dans votre maison, ou via des applications industrielles telles que le fonctionnement de grands moteurs.
Un exemple de système d'alimentation est le réseau électrique qui fournit de l'énergie aux foyers et à l'industrie sur une vaste zone. Le réseau électrique peut être largement divisé en les générateurs qui fournissent l'énergie, le système de transport qui transporte l'énergie des centres de production vers les centres de charge, et le système de distribution qui alimente l'énergie aux foyers et industries proches.
Des systèmes d'alimentation plus petits sont également trouvés dans l'industrie, les hôpitaux, les bâtiments commerciaux et les maisons. La majorité de ces systèmes s'appuient sur du courant alternatif triphasé - la norme pour la transmission et la distribution d'énergie à grande échelle dans le monde moderne.
Des systèmes d'alimentation spécialisés qui ne s'appuient pas toujours sur du courant alternatif triphasé sont trouvés dans les avions, les systèmes ferroviaires électriques, les paquebots, les sous-marins et les automobiles.
Les centrales de production produisent de l'énergie électrique à un niveau de tension bas. Nous maintenons la tension de production à un niveau bas car cela présente certains avantages spécifiques. La production à basse tension crée moins de contraintes sur l'armature de l'alternateur. Ainsi, à une production à basse tension, nous pouvons construire un alternateur plus petit avec une isolation plus fine et plus légère.
D'un point de vue d'ingénierie et de conception, des alternateurs plus petits sont plus pratiques. Nous ne pouvons pas transmettre cette énergie à basse tension aux centres de charge.
La transmission à basse tension cause plus de pertes de cuivre, une mauvaise régulation de tension et des coûts d'installation plus élevés du système de transport. Pour éviter ces trois difficultés, nous devons augmenter la tension à un niveau spécifique élevé.
Nous ne pouvons pas augmenter la tension du système au-delà d'un certain niveau car au-delà d'une limite de tension, le coût de l'isolation augmente considérablement et, pour maintenir une distance de sécurité adéquate au sol, les frais de structures de soutien de la ligne augmentent également brusquement.
La tension de transport dépend de la quantité d'énergie à transmettre. La charge d'impédance de surtension est un autre paramètre qui détermine le niveau de tension du système pour transmettre une quantité d'énergie.
Pour augmenter la tension du système, nous utilisons des transformateurs élévateurs et leurs protections et arrangements opérationnels associés à la station de production. Nous appelons cela une sous-station de production. À l'extrémité de la ligne de transport, nous devons réduire la tension de transport à un niveau inférieur pour la transmission secondaire et/ou la distribution.
Ici, nous utilisons des transformateurs abaisseurs et leurs protections et arrangements opérationnels associés. C'est une sous-station de transport. Après la transmission primaire, l'énergie électrique passe par la transmission secondaire ou la distribution primaire. Après la transmission secondaire ou la distribution primaire, nous réduisons à nouveau la tension à un niveau bas souhaité pour la distribuer aux locaux des consommateurs.
C'était la structure de base d'un système d'alimentation électrique. Bien que nous n'ayons pas mentionné les détails de chaque pièce d'équipement utilisée dans un système d'alimentation électrique. En plus des trois principaux composants : alternateur, transformateur et ligne de transport, il y a un certain nombre d'équipements associés.
Certains de ces équipements sont des disjoncteurs, des parafoudres, des interrupteurs, des transformateurs de courant, des transformateurs de tension, des transformateurs de tension à condensateur, des pièges à ondes, des banques de condensateurs, des systèmes de relais, des arrangements de contrôle, les arrangements de mise à la terre de la ligne et des équipements de sous-station, etc.
D'un point de vue économique, nous construisons toujours une centrale de production là où les ressources sont facilement disponibles. Les consommateurs consomment de l'énergie électrique, mais ils peuvent se trouver dans des endroits où les ressources pour produire de l'électricité ne sont pas disponibles.
Non seulement cela, mais parfois, il y a de nombreuses autres contraintes qui nous empêchent de construire une centrale de production près des zones denses de consommateurs ou des centres de charge.
Ainsi, nous utilisons une source de production située à l'extérieur et transmettons ensuite cette énergie générée aux centres de charge par une ligne de transport longue et un système de distribution.
Nous appelons l'ensemble de l'arrangement, de la centrale de production jusqu'aux consommateurs, pour livrer l'électricité de manière efficace et fiable, le système d'alimentation électrique.
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