Definizione: Il sistema elettrico è una rete che consiste in un sistema di generazione, distribuzione e trasmissione. Utilizza la forma di energia (come carbone e diesel) e la converte in energia elettrica. Il sistema elettrico include i dispositivi collegati al sistema come il generatore sincrono, il motore, il trasformatore, l’interruttore, il conduttore, ecc.
La centrale elettrica, il trasformatore, la linea di trasmissione, le sottostazioni, la linea di distribuzione e il trasformatore di distribuzione sono i sei componenti principali del sistema elettrico.La centrale elettrica genera la potenza che è step-up o step-down attraverso il trasformatore per la trasmissione.
La linea di trasmissione trasferisce la potenza alle varie sottostazioni.Attraverso la sottostazione, l’energia viene trasferita al trasformatore di distribuzione che abbassa la potenza al valore appropriato che è adatto per i consumatori.
Struttura del sistema elettrico
Il sistema elettrico è l’impresa complessa che può essere suddivisa nei seguenti sottosistemi.I sottosistemi del sistema elettrico sono spiegati qui sotto in dettaglio.
Stazione di generazione
Nella stazione di generazione il combustibile (carbone, acqua, energia nucleare, ecc.) è convertito in energia elettrica. L’energia elettrica è generata nella gamma da 11kV a 25kV, che è step-up per la trasmissione a lunga distanza. La centrale elettrica della sottostazione di generazione è principalmente classificata in tre tipi, cioè, centrale termica, centrale idroelettrica e centrale nucleare.
Il generatore e il trasformatore sono i componenti principali della centrale di generazione. Il generatore converte l’energia meccanica in energia elettrica. L’energia meccanica proviene dalla combustione del carbone, del gas e del combustibile nucleare, dalle turbine a gas, o occasionalmente dal motore a combustione interna.
Il trasformatore trasferisce la potenza con un’efficienza molto alta da un livello all’altro. Il trasferimento di potenza dal secondario è approssimativamente uguale al primario, tranne che per le perdite nel trasformatore. Il trasformatore step-up riduce le perdite nella linea che rende la trasmissione di energia su lunghe distanze.
Stazione di trasmissione
La sottostazione di trasmissione porta le linee aeree che trasferiscono l’energia elettrica generata dalla generazione alle sottostazioni di distribuzione. Fornisce solo la grande massa di energia alle sottostazioni di potenza di massa o ai consumatori molto grandi.
Le linee di trasmissione svolgono principalmente le due funzioni
- Trasporta l’energia dalle stazioni di generazione alle stazioni di ricezione di massa.
- Interconnette le due o più stazioni di generazione e anche le sottostazioni vicine sono interconnesse attraverso le linee di trasmissione.
La tensione di trasmissione funziona a più di 66kv ed è standardizzata a 69kv, 115KV, 138KV, 161KV, 230KV, 345KV, 500KV e 765KV, line-to-line. La linea di trasmissione superiore a 230KV è solitamente indicata come extra alta tensione (EHV).
La linea ad alta tensione è terminata in sottostazioni che sono chiamate sottostazioni ad alta tensione, sottostazioni di ricezione o sottostazioni primarie. Nella sottostazione ad alta tensione, la tensione viene ridotta ad un valore adatto per la parte successiva del flusso verso il carico. I grandi consumatori industriali possono essere serviti direttamente al sistema di trasmissione.
Sottostazione di trasmissione
La parte del sistema di trasmissione che collega le sottostazioni ad alta tensione attraverso il trasformatore step-down alle sottostazioni di distribuzione è chiamata sistema di sotto-trasmissione.
Il livello di tensione di sotto-trasmissione varia da 90 a 138KV. Il sistema di sub-trasmissione serve direttamente alcune grandi industrie. Il condensatore e il reattore sono situati nelle sottostazioni per mantenere la tensione della linea di trasmissione.
Il funzionamento del sistema di sub-trasmissione è simile a quello di un sistema di distribuzione. La sua differenza da un sistema di distribuzione è la seguente.
- Un sistema di sub-trasmissione ha un livello di tensione più alto di un sistema di distribuzione.
- Fornisce solo carichi più grandi.
- Fornisce solo alcune sottostazioni rispetto a un sistema di distribuzione che fornisce alcuni carichi.
Stazione di distribuzione
La componente di un sistema di energia elettrica che collega tutti i consumatori di un’area alle fonti di energia di massa è chiamata sistema di distribuzione. Alimentano alcune sottostazioni che sono di solito situate in punti convenienti vicino ai centri di carico.
Le sottostazioni distribuiscono l’energia ai consumatori domestici, commerciali e relativamente piccoli. I consumatori richiedono grandi blocchi di potenza che di solito sono forniti al sistema di sub-trasmissione o anche di trasmissione.