Name: electric utility feeders and distribution
Uploaded: 2024-11-21T14:54:43.000Z
Duration: 1 min 28 s
Channel: JoVE

يسهل نظام التوزيع الأساسي نقل الكهرباء من خطوط النقل عالية الجهد إلى محولات التوزيع الاستهلاكية.
يتكون النظام الشعاعي الأساسي ، الأكثر انتشارا في المناطق ذات كثافة الحمل المنخفضة ، من أنابيب تغذية فردية ثلاثية الطور.
يمكن أن تتسبب وميضات البرق أو حوادث الاتصال اللحظية في حدوث أعطال مؤقتة. تتم إدارة هذه الأعطال بشكل فعال بواسطة أجهزة إعادة الإغلاق التلقائية التي تفتح الدائرة مؤقتا أثناء الخطأ ثم تعيد إغلاقها على الفور.
تلعب الصمامات المقطعية وبنوك مكثفات التحويلة أدوارا حاسمة في عزل الأعطال وإدارة الجهد.
تم تصميم نظام الحلقة الأساسية للمناطق التي تتطلب موثوقية عالية للخدمة. يدور هذا النظام حول منطقة التحميل ويعيد الاتصال بمحطة التوزيع الفرعية ، مما يوفر تغذية ثنائية الاتجاه ويضمن إمدادات الطاقة حتى في حالة الخطأ.
يستخدم النظام أجهزة إعادة الإغلاق ومفاتيح الربط لتقليل انقطاعات العملاء وعزل الأجزاء المعيبة من الحلقة.
يوجد نظام الشبكة الأساسي عادة في المناطق ذات كثافة الحمل العالية. يستخدم هذا النظام شبكة من المغذيات المترابطة التي يتم توفيرها من محطات فرعية متعددة.
يمكن أن تحل محطات الوحدات الفرعية الأصغر حجما القائمة بذاتها في مواقع شبكة مختارة محل محطات التوزيع الفرعية التقليدية.

التوزيع الأساسي

Primary Distribution

<div style="direction:rtl">

توفّر أنظمة التوزيع الأساسية الطاقة الكهربائية من محطات التوزيع الفرعية إلى المستهلكين من خلال فئات مختلفة من الجهد، حيث تسود فئات الجهد 15 كيلو فولت بين المرافق في الولايات المتحدة الأمريكية. يتم استبدال فئات 2.5 و 5 كيلو فولت القديمة بفئات أساسية 15 كيلو فولت، بينما تُستخدم الفئات الأعلى من 25 إلى 34.5 كيلو فولت في المناطق الحضرية ذات الكثافة السكانية العالية والمناطق الريفية ذات المغذيات الطويلة. تُستخدم أنظمة ثلاثية الطور وأربعة أسلاك متعددة التأريض على نطاق واسع لتوصيل الطاقة المتوازنة، باستخدام السلك المحايد كنقطة تأريض. تضمن المحولات المتصلة على شكل نجمة في محطات التوزيع الفرعية خفض الجهد والتأريض بكفاءة، بينما تُستخدم أنظمة دلتا في المناطق القديمة أو الصناعية.


تستخدم المناطق الريفية عادة خطوط هوائية مع محولات التوزيع والصمامات والمفاتيح المثبتة على الأعمدة. وعلى النقيض من ذلك، تستخدم المناطق الحضرية غالبًا أنظمة الكابلات تحت الأرض لأسباب تتعلق بالموثوقية والجماليات، على الرغم من ارتفاع تكاليف التركيب، لأنها توفر حماية كبيرة من الاضطرابات المرتبطة بالطقس.


أنواع أنظمة التوزيع الأولية


النظام الشعاعي: شائع في المناطق ذات الأحمال المنخفضة، وتتميز الأنظمة الشعاعية بوجود مغذيات تمتد شعاعيًا من محطة فرعية. وهي اقتصادية وبسيطة ولكنها محدودة الموثوقية. تُستخدم أجهزة إعادة الإغلاق ومفاتيح التقسيم لتعزيز الموثوقية من خلال عزل الأعطال.


أنظمة الحلقة: تُستخدم في المناطق ذات الموثوقية العالية، وتتكون أنظمة الحلقة من مغذيات تشكل حلقة، وتتصل مرة أخرى بالمحطة الفرعية. يضمن هذا التكوين إمدادًا مستمرًا بالطاقة والمرونة في إدارة الأحمال وعزل الأعطال.


أنظمة الشبكة الأساسية: أنظمة الشبكة شائعة في المناطق الحضرية ذات الكثافة العالية للأحمال، وتوفّر أعلى مستوى من الموثوقية وجودة الخدمة وتتكون من شبكة من المغذيات المترابطة من عدة محطات فرعية، مع عزل الأعطال بواسطة قواطع الدائرة والصمامات.


تعتبر أنظمة التوزيع الأولية ضرورية لتوصيل الطاقة بشكل موثوق وفعال، فهي تلبّي المتطلبات الجغرافية ومتطلبات الأحمال المتنوعة، وتضمن إمدادًا ثابتًا للمستهلكين في المناطق الحضرية والريفية.


</div>

يسهل نظام التوزيع الأساسي نقل الكهرباء من خطوط نقل الجهد العالي إلى التوزيع النهائي للمستهلك ...

Education

JoVE Core

Electrical Engineering

الهندسة الكهربائية

Unit 1

الوحدة الأولى

Power Distributions

توزيعات القوة

KEY TERMS AND CONCEPTS

المصطلحات والمفاهيم الأساسية

electric utility feeders and distribution

Primary distribution systems move electrical power from substations to consumers. They use several voltage classes, and 15-kV class voltages are the most common among U.S. utilities. Older 2.5-kV and 5-kV primaries are being replaced by 15-kV systems. Higher 25-kV to 34.5-kV classes are used in dense urban areas and in rural regions with long feeders.

Many primary systems use three-phase, four-wire multigrounded lines. In this setup, the neutral wire serves as a grounding point. Substations often use star-connected transformers to step voltage down efficiently and provide grounding. Delta systems are also used, especially in older or industrial areas.

The line hardware depends on the setting. Rural areas usually rely on overhead lines with distribution transformers, fuses, and switches mounted on poles. Urban areas often use underground cable systems. These cables cost more to install, but they improve reliability and reduce weather-related outages while also fitting better with city landscapes.

Primary distribution can be arranged as radial, loop, or network systems. Radial systems are common in low-load-density areas. Their feeders extend outward from a substation, so they are simple and economical, but reliability is limited. Reclosers and sectionalizing switches can help isolate faults and improve service.

Loop systems are used where higher reliability is needed. Their feeders form a loop and connect back to the substation. This design helps keep power flowing and gives utilities more flexibility when managing loads or isolating faults. Primary network systems are common in urban areas with high load density. They offer the highest reliability and service quality by linking several substations with interconnected feeders. Faults in these systems are isolated by circuit breakers and fuses.

Electric Utility Feeders and Distribution

electric-utility-feeders-and-distribution

power system distribution

Electric Power Flow from Plant to Home

Electric power distribution moves electricity from power plants to homes, businesses, and industry through transmission and distribution networks. Power plants convert energy from coal, gas, nuclear, water, and wind into electrical energy. They use three-phase generators, often rated from 50 to 1300 MVA, with terminal voltages from a few kV to 20 kV depending on the unit size and age. The transmission system carries this electricity over long distances with high voltage to reduce energy loss.

primary distribution

Primary distribution systems move electrical power from substations to consumers. They use several voltage classes, and 15-kV class voltages are the most common among U.S. utilities. Older 2.5-kV and 5-kV primaries are being replaced by 15-kV systems. Higher 25-kV to 34.5-kV classes are used in dense urban areas and in rural regions with long feeders. Many primary systems use three-phase, four-wire multigrounded lines. In this setup, the neutral wire serves as a grounding point. Substations...

secondary distribution

Secondary Distribution Voltage Levels

Secondary distribution carries electrical energy from distribution transformers to customer meters at usable voltage levels. Common U.S. secondary voltages include 120/240 V for homes, 208Y/120 V for residential and commercial buildings, and 480Y/277 V for industrial sites and high-rise buildings. In residential areas, 120/240 V single-phase, three-wire service is often used for lighting, outlets, and large appliances. Dense urban areas may use 208Y/120 V three-phase, four-wire service because...

transformers in distribution system

Distribution Transformers and Voltage Control

Distribution transformers and substation transformers step down high transmission voltage for safe delivery to homes, schools, and businesses. In distribution systems, these transformers are usually grouped as distribution substation transformers and other distribution transformers. Their main job is to lower voltage to levels that fit distribution and end-user use. Distribution substation transformers often use mineral oil for insulation and cooling. Some units keep an inert gas, such as...

distribution reliability and automation

Power Outage Metrics and Distribution Automation

Distribution reliability in electric power systems helps keep electricity flowing with as few outages as possible and at minimal cost. In IEEE standard terms, reliability is the chance that a device will work without failure over a set time or amount of use. For power distribution, that means steady service and fewer customer concerns about blackouts. Engineers use several IEEE Standard 1366-2012 indices to measure how well a distribution system performs. SAIFI, or System Average Interruption...

key terms and concepts

Learn how primary distribution moves power from substations through radial, loop, and network systems, with voltage classes and rural or urban designs.

Electric Utility Feeders and Distribution | JoVE K12

JoVE Core Electrical Engineering offers easy-to-understand animated videos that cover fundamental concepts of electric circuits along with circuit analysis techniques. It incorporates first-order and second-order circuits using operational amplifiers and circuit transformation concepts. The inclusion of practical design examples and real-world applications through scientist-in-action videos adds significant educational value, making complex concepts accessible.

electrical engineering

Electric Utility Feeders and Distribution

Description

Transcript

Tags