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

Le système de distribution primaire facilite le transport de l’électricité des lignes de transmission à haute tension vers les transformateurs de distribution du consommateur.
Le système radial primaire, le plus répandu dans les zones à faible densité de charge, se compose de conduites d’alimentation triphasées individuelles.
Les éclairs ou les incidents de contact momentanés peuvent provoquer des défauts temporaires. Ces défauts sont gérés efficacement par des dispositifs de réenclenchement automatique qui ouvrent momentanément le circuit lors d’un défaut, puis le referment rapidement.
Les fusibles sectionneurs et les batteries de condensateurs shunt jouent un rôle crucial dans l’isolation des défauts et la gestion de la tension.
Le système de boucle primaire est conçu pour les zones qui nécessitent une grande fiabilité de service. Ce système fait une boucle autour d’une zone de charge et se reconnecte au poste de distribution, fournissant une alimentation bidirectionnelle et assurant l’alimentation électrique même en cas de panne.
Le système utilise des réenclencheurs et des interrupteurs de liaison pour réduire les interruptions des clients et isoler les sections défectueuses de la boucle.
Le système de réseau primaire se trouve généralement dans les zones à fortes densités de charge. Ce système utilise un réseau d’alimentations interconnectées alimentées par plusieurs sous-stations.
Des sous-stations unitaires autonomes plus petites à certains endroits du réseau peuvent remplacer les sous-stations de distribution conventionnelles.

distribution primaire

Primary Distribution

Les systèmes de distribution primaires fournissent l'énergie électrique des sous-stations aux consommateurs via différentes classes de tension, celle de 15 kV étant prédominante parmi les services publics américains. Les anciennes classes de 2,5 et 5 kV sont remplacées par des primaires de 15 kV, tandis que les classes supérieures de 25 à 34,5 kV sont utilisées dans les zones urbaines à forte densité et les régions rurales avec de longs câbles d'alimentation. Les systèmes triphasés à quatre fils avec de multiples mises à la terre sont largement utilisés pour une distribution d'énergie équilibrée, en utilisant le fil neutre comme point de mise à la terre. Les transformateurs connectés en étoile dans les sous-stations assurent une réduction de tension et une mise à la terre efficaces, tandis que les systèmes en triangle sont utilisés dans les zones plus anciennes ou industrielles.

Les zones rurales utilisent généralement des lignes aériennes avec des transformateurs de distribution, des fusibles et des interrupteurs montés sur des poteaux. En revanche, les zones urbaines utilisent souvent des systèmes de câbles souterrains pour des raisons de fiabilité et d'esthétique, malgré des coûts d'installation plus élevés, car ils offrent une protection importante contre les perturbations liées aux conditions météorologiques.

Types de systèmes de distribution primaire

Système radial : courant dans les zones à faible densité de charge, les systèmes radiaux comportent des lignes d'alimentation qui s'étendent radialement à partir d'un poste. Ils sont économiques et simples, mais leur fiabilité est limitée. Des disjoncteurs à réenclenchement et des interrupteurs de sectionnement sont utilisés pour améliorer la fiabilité en isolant les défauts.

Systèmes en boucle: utilisés dans les zones à haute fiabilité, les systèmes en boucle sont constitués de lignes d'alimentation formant une boucle, reliées à la sous-station. Cette configuration garantit une alimentation électrique continue et une flexibilité dans la gestion des charges et l'isolement des défauts.

Systèmes de réseau primaires: Les systèmes de réseau sont courants dans les zones urbaines à forte densité de charge. Ils offrent la plus grande fiabilité et la meilleure qualité de service et se composent d'un réseau de lignes d'alimentation interconnectées provenant de plusieurs sous-stations, avec des défauts isolés par des disjoncteurs et des fusibles.

Les systèmes de distribution primaire sont essentiels pour une distribution d'énergie fiable et efficace. Ils répondent à des besoins géographiques et de charge variés, garantissant un approvisionnement constant aux consommateurs urbains et ruraux.

Distribution primaire

Le système de distribution primaire facilite le transport de l’électricité des lignes de transmission à haute tension vers la distribution finale ...

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KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMES ET CONCEPTS CLÉS

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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