Name: secondary distribution voltage levels
Uploaded: 2024-11-21T14:54:44.000Z
Duration: 1 min 25 s
Channel: JoVE

二次配電は、配電用変圧器から顧客宅内への顧客利用電圧で電力を供給し、電圧レベルは住宅、商業、または産業用途によって異なります。
セカンダリシステムには、大きく分けて4つのタイプがあります。
個々の配電用変圧器は、特に大きな負荷や低電圧の問題を抱えている単一の顧客にサービスを提供します。高価ですが、二次主電源の必要性を排除します。
共通のセカンダリメインシステムは、配電用変圧器を使用してプライマリフィーダを複数の顧客に接続し、大きな電圧降下なしに負荷の変化を効率的に処理し、多くの場合、安全のために分離されたセクションを備えています。
通常、高密度の都市部に見られるセカンダリネットワークは、ネットワークトランスを介して複数のプライマリフィーダから電力を供給されるため、2つのフィーダが故障した場合でも動作が保証されます。
積荷への並列パスにより、お客様の停電が最小限に抑えられます。
スポットネットワークは、高層ビルやモールに最適で、複数のフィーダーから電力を供給されるため、高い信頼性を提供し、大きな負荷を処理できます。
ネットワークプロテクタは、障害時や電力の流れの逆転時に変圧器を自動的に切断し、顧客サービスを中断させないようにします。

二次配電

二次配電システムは、配電用変圧器から顧客のメーターまで、利用電圧レベルで電力を供給します。米国の一般的な二次電圧は、住宅用では 120/240 V、住宅および商業用では 208Y/120 V、工業用および高層商業用では 480Y/277 V です。 
住宅地では、照明、コンセント、大型家電製品に 120/240 V 単相 3 線サービスが一般的に使用されています。高密度負荷のある都市部では、照明やモーター負荷に 208Y/120 V 3 相 4 線サービスがよく使用されます。高層ビルや工業地帯では、大型電気機器を支えるために 480Y/277 V 3 相 4 線サービスが一般的に使用されています。配電システムを適切に設計することで、顧客の電圧レベルが米国規格協会 (ANSI) の制限内に収まるようになります。これらの制限内に電圧を維持するために、負荷タップ切換変圧器と電圧レギュレータが使用されます。 
顧客ごとに個別の配電用変圧器を使用する方法は、田舎では一般的です。このシステムでは、顧客ごとに専用の変圧器を使用するため、顧客間の距離が長い場合に適しています。共通の二次メインシステムは、1 つ以上の変圧器を介して複数のサービスを一次フィーダに接続します。顧客の需要の多様性を利用し、個別の変圧器システムと比較して変圧器の容量を小さくすることができます。二次ネットワークまたはグリッドは、負荷密度が高い都市部で使用されます。信頼性が高く、複数の変圧器からの相互接続されたフィーダで構成されます。継続的に動作し、障害はネットワーク保護装置によって隔離されます。スポットネットワークは、高層ビルなどの単一の集中負荷に対応する二次ネットワークで構成されます。スポットネットワークには、ネットワーク変圧器を介して 2 つ以上の一次フィーダから電力が供給されます。これにより、高いサービスの信頼性と柔軟性が確保されます。 
二次配電システムは、信頼性が高く効率的な電力供給を維持し、さまざまな地域や用途にわたる多様な顧客ニーズに応えるために不可欠です。

二次配電は、配電用変圧器から顧客宅内に、顧客の利用電圧で電力を供給します。

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KEY TERMS AND CONCEPTS

主要用語と概念

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 it can supply lighting and motor loads. High-rise and industrial locations often rely on 480Y/277 V three-phase, four-wire service to run heavy electrical equipment.

Good distribution design keeps customer voltage within American National Standards Institute, or ANSI, limits. Load-tap-changing transformers and voltage regulators help hold voltage in that range. In rural areas, an individual distribution transformer per customer is common. This setup uses a dedicated transformer for each customer and works well when homes are far apart.

A common secondary main system connects several services to a primary feeder through one or more transformers. It uses diversity in customer demand, so the transformer capacity can be smaller than in an individual transformer system. Secondary networks, or grids, are used in cities with high load density. They are highly reliable, use interconnected feeders from multiple transformers, and keep operating continuously while network protectors isolate faults.

A spot network is a type of secondary network that serves one concentrated load, such as a high-rise building. It is fed by two or more primary feeders through network transformers. This arrangement provides high service reliability and flexibility. Secondary distribution systems help deliver power efficiently for different customer needs across rural, urban, commercial, and industrial settings.

Secondary Distribution Voltage Levels

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

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...

secondary distribution

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 secondary distribution delivers power at customer voltage levels, from 120/240 V homes to 480Y/277 V industrial sites, using transformers and networks.

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JoVE Core 電気工学 は、電気回路の基本概念と回路解析テクニックを網羅したアニメーションビデオシリーズです。オペアンプと回路変換および 1 次・ 2 次回路の概念を網羅しています。実験を撮影した実写動画では、設計例や現代社会での応用が含まれており、複雑な概念も分かりやすく学習いただけます。

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