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

El sistema de distribución primaria facilita la transmisión de electricidad desde las líneas de transmisión de alto voltaje hasta los transformadores de distribución finales del consumidor.
El sistema radial primario, más frecuente en áreas de baja densidad de carga, consta de una red de alimentación trifásica individual.
Los relámpagos, los flashes o los incidentes de contacto momentáneo pueden causar fallas temporales. Estas fallas se manejan de manera efectiva mediante dispositivos de reconexión automática que abren momentáneamente el circuito durante una falla y luego lo vuelven a cerrar rápidamente.
La seccionación de fusibles y los bancos de condensadores de derivación desempeñan un papel crucial en el aislamiento de fallas y la gestión de voltaje.
El sistema de bucle primario está diseñado para áreas que requieren una alta confiabilidad de servicio. Este sistema gira alrededor de un área de carga y se vuelve a conectar a la subestación de distribución, proporcionando una alimentación bidireccional y asegurando el suministro de energía incluso en caso de fallo.
El sistema emplea reconectadores e interruptores de conexión para reducir las interrupciones del cliente y aislar las secciones defectuosas del circuito.
El sistema de red principal se encuentra normalmente en áreas con altas densidades de carga. Este sistema utiliza una red de alimentadores interconectados alimentados desde múltiples subestaciones.
Las subestaciones unitarias autónomas más pequeñas en ubicaciones de red seleccionadas pueden reemplazar a las subestaciones de distribución convencionales.

distribución primaria

Primary Distribution

Los sistemas de distribución primaria llevan la energía eléctrica desde las subestaciones a los consumidores a través de diversas clases de voltaje, siendo la clase de voltaje de 15 kV la predominante entre las empresas de servicios públicos de Estados Unidos. Las clases más antiguas de 2,5 y 5 kV están siendo reemplazadas por las primarias de 15 kV, mientras que las clases más altas de 25 a 34,5 kV se utilizan en áreas urbanas de alta densidad y regiones rurales con alimentadores largos. Los sistemas trifásicos de cuatro cables con conexión a tierra múltiple se emplean ampliamente para el suministro de energía equilibrada, utilizando el cable neutro como punto de conexión a tierra. Los transformadores conectados en estrella en las subestaciones garantizan una reducción de voltaje y una conexión a tierra eficientes, mientras que los sistemas delta se utilizan en áreas más antiguas o industriales.
Las áreas rurales suelen utilizar líneas aéreas con transformadores de distribución, fusibles e interruptores montados en postes. En cambio, las áreas urbanas suelen utilizar sistemas de cableado subterráneo por cuestiones de fiabilidad y estética, a pesar de los mayores costes de instalación, ya que ofrecen una protección importante frente a las perturbaciones climáticas.
Tipos de sistemas de distribución primaria
Sistema radial: común en áreas de baja densidad de carga, los sistemas radiales cuentan con alimentadores que se extienden radialmente desde una subestación. Son económicos y simples, pero tienen una confiabilidad limitada. Se utilizan reconectadores e interruptores seccionadores para mejorar la confiabilidad mediante el aislamiento de fallas.
Sistemas de bucle: utilizados en áreas de alta confiabilidad, los sistemas de bucle consisten en alimentadores que forman un bucle y se conectan a la subestación. Esta configuración garantiza un suministro de energía continuo y flexibilidad para gestionar cargas y aislar fallas.
Sistemas de red primaria: Los sistemas de red son comunes en áreas urbanas con alta densidad de carga. Proporcionan la máxima confiabilidad y calidad de servicio y consisten en una red de alimentadores interconectados desde varias subestaciones, con fallas aisladas por disyuntores y fusibles.
Los sistemas de distribución primaria son fundamentales para un suministro de energía confiable y eficiente. Atienden diversos requisitos geográficos y de consumo, garantizando un suministro constante tanto para los consumidores urbanos como rurales.

Distribución primaria

El sistema de distribución primaria facilita la transmisión de electricidad desde las líneas de transmisión de alta tensión hasta la distribución final ...

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KEY TERMS AND CONCEPTS

TÉRMINOS Y CONCEPTOS CLAVE

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

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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.

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