Definición: El sistema eléctrico es una red que consiste en un sistema de generación, distribución y transmisión. Utiliza la forma de energía (como el carbón y el diesel) y la convierte en energía eléctrica. El sistema eléctrico incluye los dispositivos conectados al sistema, como el generador síncrono, el motor, el transformador, el disyuntor, el conductor, etc.
La central eléctrica, el transformador, la línea de transmisión, las subestaciones, la línea de distribución y el transformador de distribución son los seis componentes principales del sistema eléctrico.La central eléctrica genera la energía que se eleva o reduce a través del transformador para su transmisión.
La línea de transmisión transfiere la energía a las distintas subestaciones.A través de la subestación, la energía se transfiere al transformador de distribución que reduce la potencia al valor adecuado para los consumidores.
Estructura del sistema de energía
El sistema de energía es una empresa compleja que puede subdividirse en los siguientes subsistemas.Los subsistemas del sistema eléctrico se explican a continuación en detalle.
Subestación generadora
En la estación generadora el combustible (carbón, agua, energía nuclear, etc.) se convierte en energía eléctrica. La energía eléctrica se genera en el rango de 11kV a 25kV, que se eleva para la transmisión a larga distancia. La central eléctrica de la subestación generadora se clasifica principalmente en tres tipos, es decir, central térmica, central hidroeléctrica y central nuclear.
El generador y el transformador son los componentes principales de la central generadora. El generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica. La energía mecánica procede de la combustión de carbón, gas y combustible nuclear, de las turbinas de gas o, en ocasiones, del motor de combustión interna.
El transformador transfiere la energía con una eficiencia muy alta de un nivel a otro. La transferencia de potencia del secundario es aproximadamente igual a la del primario, excepto por las pérdidas en el transformador. El transformador elevador reducirá las pérdidas en la línea que hace la transmisión de energía a largas distancias.
Subestación de transmisión
La subestación de transmisión lleva las líneas aéreas que transfieren la energía eléctrica generada desde la generación a las subestaciones de distribución. Sólo suministra la gran cantidad de energía a las subestaciones de energía a granel o a consumidores muy grandes.
Las líneas de transmisión realizan principalmente las dos funciones
- Transporta la energía desde las estaciones de generación hasta las estaciones receptoras a granel.
- Interconecta las dos o más estaciones generadoras.Las subestaciones vecinas también están interconectadas a través de las líneas de transmisión.
La tensión de transmisión funciona a más de 66kv y está estandarizada en 69kv, 115KV, 138KV, 161KV, 230KV, 345KV, 500KV y 765KV, línea a línea. La línea de transmisión de más de 230KV suele denominarse de extra alta tensión (EHV).
La línea de alta tensión termina en subestaciones que se denominan subestaciones de alta tensión, subestaciones receptoras o subestaciones primarias. En la subestación de alta tensión, la tensión se reduce a un valor adecuado para la siguiente parte del flujo hacia la carga. Los consumidores industriales muy grandes pueden ser servidos directamente al sistema de transmisión.
Subestación de subtransmisión
La parte del sistema de transmisión que conecta las subestaciones de alta tensión a través del transformador reductor a las subestaciones de distribución se denomina sistema de subtransmisión.
El nivel de tensión de subtransmisión va de 90 a 138KV. El sistema de subtransmisión sirve directamente a algunas grandes industrias. El condensador y el reactor se encuentran en las subestaciones para mantener la tensión de la línea de transmisión.
El funcionamiento del sistema de subtransmisión es similar al de un sistema de distribución. Se diferencia de un sistema de distribución en lo siguiente.
- Un sistema de subtransmisión tiene un nivel de tensión más alto que un sistema de distribución.
- Sólo abastece a las cargas más grandes.
- Sólo abastece a unas pocas subestaciones en comparación con un sistema de distribución que abastece a algunas cargas.
Subestación de distribución
El componente de un sistema de energía eléctrica que conecta a todos los consumidores de una zona con las fuentes de energía a granel se denomina sistema de distribución.Las estaciones de energía a granel están conectadas a las subestaciones generadoras mediante líneas de transmisión. Las subestaciones están conectadas a las subestaciones de generación mediante líneas de transmisión y alimentan algunas subestaciones que suelen estar situadas en puntos convenientes cerca de los centros de carga.
Las subestaciones distribuyen la energía a los consumidores domésticos, comerciales y relativamente pequeños. Los consumidores requieren grandes bloques de energía que suelen suministrarse en el sistema de subtransmisión o incluso de transmisión.