Sistema di Fornitura Elettrica

Definizione del Sistema di Fornitura Elettrica

Un sistema di fornitura elettrica è definito come la rete che trasporta l'energia elettrica dalle centrali di produzione ai consumatori, includendo trasmissione e distribuzione.

In passato, la domanda di energia elettrica era bassa e una singola unità di generazione piccola poteva soddisfare le esigenze locali. Ora, con gli stili di vita moderni, la domanda è esplosa. Per soddisfare questa crescente domanda, abbiamo bisogno di molte grandi centrali elettriche.

 Tuttavia, costruire centrali elettriche vicino ai centri di carico, dove ci sono molti consumatori, non è sempre economico. È più conveniente costruirle vicino a fonti naturali di energia come carbone, gas e acqua. Ciò significa che le centrali elettriche sono spesso lontane da dove l'energia elettrica è maggiormente necessaria.

 Pertanto, dobbiamo stabilire sistemi di rete elettrica per portare l'energia elettrica generata dalla centrale di produzione fino ai consumatori. L'elettricità generata nella centrale di produzione raggiunge i consumatori attraverso i sistemi che possiamo dividere in due parti principali, chiamate trasmissione e distribuzione.

 Chiamiamo la rete attraverso la quale i consumatori ottengono l'energia elettrica dalla sorgente, sistema di fornitura elettrica. Un sistema di fornitura elettrica ha tre componenti principali: le centrali di produzione, le linee di trasmissione e i sistemi di distribuzione. Le centrali di produzione generano elettricità a un livello di tensione relativamente basso. La produzione di elettricità a livelli di tensione più bassi è economica in molti aspetti.

 I trasformatori elevatori collegati all'inizio delle linee di trasmissione aumentano il livello di tensione della potenza. I sistemi di trasmissione elettrica trasmettono quindi questa potenza elettrica ad alta tensione alla zona di carico più vicina possibile. La trasmissione di potenza elettrica a livelli di tensione più alti presenta vantaggi in molti aspetti. Le linee di trasmissione ad alta tensione consistono in conduttori elettrici aerei o/ed underground. I trasformatori abbassatori collegati alla fine delle linee di trasmissione riducono la tensione dell'elettricità ai valori desiderati più bassi per scopi di distribuzione. I sistemi di distribuzione distribuiscono poi l'elettricità a vari consumatori secondo i loro livelli di tensione richiesti.

 Tipicamente utilizziamo sistemi CA per generazione, trasmissione e distribuzione. Per la trasmissione ad ultra-alta tensione, vengono spesso utilizzati sistemi CC. Entrambe le reti di trasmissione e distribuzione possono essere aeree o underground. I sistemi aerei sono più economici, quindi sono preferiti quando possibile. Utilizziamo un sistema trifase a tre fili per la trasmissione CA e un sistema trifase a quattro fili per la distribuzione CA.

 I sistemi di trasmissione e distribuzione possono essere divisi in fasi primarie e secondarie: trasmissione primaria, trasmissione secondaria, distribuzione primaria e distribuzione secondaria. Non tutti i sistemi hanno queste quattro fasi, ma questa è una visione generale di una rete elettrica.

 Alcune reti potrebbero non avere fasi di trasmissione o distribuzione secondarie. In alcuni sistemi localizzati, potrebbe non esserci affatto un sistema di trasmissione. Al contrario, i generatori distribuiscono direttamente la potenza a vari punti di consumo.

Discutiamo un esempio pratico del sistema di fornitura elettrica. Qui, la centrale di produzione genera potenza trifase a 11 kV. Poi, un trasformatore elevatore 11/132 kV associato alla centrale di produzione eleva questa potenza al livello di 132 kV. La linea di trasmissione trasmette questa potenza di 132 kV alla sottostazione di abbassamento 132/33 kV, composta da trasformatori abbassatori 132/33 kV, situata alla periferia della città. Chiameremo quella parte del sistema di fornitura elettrica che va dal trasformatore elevatore 11/132 kV al trasformatore abbassatore 132/33 kV, trasmissione primaria. La trasmissione primaria è un sistema trifase a tre fili, il che significa che ci sono tre conduttori per tre fasi in ogni circuito di linea.

 Dopo quel punto nel sistema di fornitura, la potenza secondaria del trasformatore 132/33 kV viene trasmessa tramite un sistema di trasmissione trifase a tre fili a diverse sottostazioni downstream 33/11 kV situate in diverse posizioni strategiche della città. Chiamiamo questa parte della rete trasmissione secondaria.

 I alimentatori trifase a tre fili a 11 kV che passano lungo i bordi stradali della città trasportano la potenza secondaria dei trasformatori 33/11 kV della sottostazione di trasmissione secondaria. Questi alimentatori a 11 kV costituiscono la distribuzione primaria del sistema di fornitura elettrica.

 I trasformatori 11/0,4 kV nelle zone locali dei consumatori abbassano la potenza di distribuzione primaria a 0,4 kV o 400 V. Questi trasformatori sono chiamati trasformatori di distribuzione e sono montati su pali. Dalla parte secondaria dei trasformatori di distribuzione, la potenza va ai consumatori finali tramite un sistema trifase a quattro fili. Nel sistema trifase a quattro fili, tre conduttori sono utilizzati per tre fasi, mentre il quarto conduttore è utilizzato come filo neutro per le connessioni neutrali.

 Un consumatore può ricevere l'energia in trifase o monofase a seconda delle sue esigenze. Nel caso di fornitura trifase, il consumatore riceve una tensione tra fase-fase (tensione di linea) di 400 V, mentre per la fornitura monofase, il consumatore riceve una tensione tra fase-neutro di 400 / radice di 3 o 231 V sulla sua linea di alimentazione. La linea di alimentazione è il punto finale del sistema di fornitura elettrica. Chiamiamo questa parte del sistema, che va dalla parte secondaria del trasformatore di distribuzione alla linea di alimentazione, distribuzione secondaria. Le linee di alimentazione sono i terminali installati presso i locali dei consumatori da cui il consumatore prende la connessione per i suoi usi.