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

Il sistema di distribuzione primario facilita la trasmissione di energia elettrica dalle linee di trasmissione ad alta tensione ai trasformatori di distribuzione per i consumatori.
Il sistema radiale primario, più diffuso nelle aree a bassa densità di carico, è costituito da singole condutture di alimentazione trifase.
Le scariche elettriche o gli incidenti di contatto momentanei possono causare guasti temporanei. Questi guasti sono gestiti efficacemente da dispositivi di richiusura automatica che aprono momentaneamente il circuito durante un guasto per poi richiuderlo prontamente.
I fusibili sezionatori e i banchi di condensatori shunt svolgono un ruolo cruciale nell'isolamento dei guasti e nella gestione della tensione.
Il sistema ad anello primario è progettato per le aree che richiedono un'elevata affidabilità del servizio. Questo sistema gira intorno a un'area di carico e si ricollega alla sottostazione di distribuzione, fornendo un'alimentazione bidirezionale e garantendo l'alimentazione anche in caso di guasto.
Il sistema utilizza richiuditori e interruttori di collegamento per ridurre le interruzioni dei clienti e isolare le sezioni difettose del circuito.
Il sistema di rete primario si trova in genere in aree con densità di carico elevate. Questo sistema utilizza una rete di alimentatori interconnessi alimentati da più sottostazioni.
Le sottostazioni di unità autonome più piccole in sedi di rete selezionate possono sostituire le sottostazioni di distribuzione convenzionali.

distribuzione primaria

Primary Distribution

I sistemi di distribuzione primaria, forniscono energia elettrica dalle sottostazioni ai consumatori, attraverso varie classi di tensione, con tensioni di classe da 15 kV, predominanti tra le utility statunitensi. Le vecchie classi da 2,5 e 5 kV, vengono sostituite con le primarie da 15 kV, mentre le classi più elevate da 25 a 34,5 kV, sono utilizzate in aree urbane ad alta densità e regioni rurali con alimentatori lunghi. I sistemi trifase a quattro fili multi-terra, sono ampiamente utilizzati per la distribuzione di energia bilanciata, utilizzando il filo neutro, come punto di messa a terra. I trasformatori collegati a stella nelle sottostazioni, assicurano un'efficiente riduzione della tensione e messa a terra, mentre i sistemi a triangolo, sono utilizzati in aree più vecchie o industriali.

Le aree rurali, utilizzano in genere linee aeree con trasformatori di distribuzione, fusibili e interruttori, montati su pali. Al contrario, le aree urbane, utilizzano spesso sistemi di cavi sotterranei per affidabilità ed estetica, nonostante costi di installazione più elevati, in quanto offrono una protezione significativa, dalle interruzioni dovute alle condizioni atmosferiche.

Tipi di Sistemi di Distribuzione Primaria

Sistema Radiale: comuni nelle aree a bassa densità di carico, i sistemi radiali sono caratterizzati da alimentatori che si estendono radialmente da una sottostazione. Sono economici e semplici, ma hanno un'affidabilità limitata. I richiusori e gli interruttori di sezionamento, vengono utilizzati per migliorare l'affidabilità isolando i guasti.

Sistemi ad Anello: utilizzati in aree ad alta affidabilità, i sistemi ad anello sono costituiti da alimentatori che formano un loop, ricollegandosi alla sottostazione. Questa configurazione assicura un'alimentazione continua e una grande flessibilità nella gestione dei carichi e nell'isolamento dei guasti.

Sistemi di Rete Primari: i sistemi di rete sono comuni nelle aree urbane con elevate densità di carico. Forniscono la massima affidabilità e qualità del servizio e sono costituiti da una griglia di alimentatori interconnessi da diverse sottostazioni, con guasti, che vengono isolati da interruttori automatici e fusibili.

I sistemi di distribuzione primaria, sono essenziali per una distribuzione di energia affidabile ed efficiente. Soddisfano requisiti geografici e di carico diversi, garantendo una fornitura costante sia ai consumatori urbani, che a quelli rurali.

Distribuzione Primaria

Il sistema di distribuzione primario facilita la trasmissione di energia elettrica dalle linee di trasmissione ad alta tensione alla distribuzione finale del consumatore ...

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KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMINI E CONCETTI CHIAVE

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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