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

O sistema de distribuição primária facilita a transmissão de eletricidade de linhas de transmissão de alta tensão para transformadores de distribuição de consumidores.
O sistema radial primário, mais prevalente em áreas de baixa densidade de carga, consiste em alimentadores trifásicos individuais.
Relâmpagos ou incidentes de contato momentâneos podem causar falhas temporárias. Essas falhas são gerenciadas de forma eficaz por dispositivos de religamento automático que abrem momentaneamente o circuito durante uma falta e, em seguida, o religam imediatamente.
A seccionamento de fusíveis e bancos de capacitores de derivação desempenham papéis cruciais no isolamento de falhas e no gerenciamento de tensão.
O sistema de loop primário é projetado para áreas que exigem alta confiabilidade de serviço. Este sistema gira em torno de uma área de carga e se reconecta à subestação de distribuição, fornecendo uma alimentação bidirecional e garantindo o fornecimento de energia mesmo em caso de falha.
O sistema emprega religadores e chaves de ligação para reduzir as interrupções do cliente e isolar seções com falha do loop.
O sistema de rede primária é normalmente encontrado em áreas com altas densidades de carga. Este sistema utiliza uma rede de alimentadores interconectados fornecidos por várias subestações.
Subestações unitárias menores e independentes em locais de rede selecionados podem substituir as subestações de distribuição convencionais.

distribuição primária

Primary Distribution

Os sistemas de distribuição primária fornecem energia elétrica de subestações para consumidores por meio de várias classes de tensão, com tensões de classe de 15 kV sendo predominantes entre as concessionárias dos EUA. As classes mais antigas de 2,5 e 5 kV estão sendo substituídas por primárias de 15 kV, enquanto classes mais altas de 25 a 34,5 kV são usadas em áreas urbanas de alta densidade e regiões rurais com alimentadores longos. Sistemas multiaterrados trifásicos de quatro fios são amplamente empregados para fornecimento de energia balanceada, usando o fio neutro como ponto de aterramento. Transformadores conectados em estrela em subestações garantem redução de tensão e aterramento eficientes, enquanto sistema delta é utilizado em áreas mais antigas ou industriais.

As áreas rurais normalmente utilizam linhas aéreas com transformadores de distribuição, fusíveis e interruptores montados em postes. Em contraste, as áreas urbanas geralmente usam sistemas de cabos subterrâneos por questões de confiabilidade e estética, apesar dos custos de instalação mais altos, pois oferecem proteção significativa contra interrupções relacionadas ao clima.

Tipos de sistemas de distribuição primária

Sistema radial: comum em áreas de baixa densidade de carga, os sistemas radiais apresentam alimentadores que se estendem radialmente de uma subestação. Eles são econômicos e simples, mas têm confiabilidade limitada. Religadores e chaves seccionadoras são usados para aumentar a confiabilidade isolando falhas.

Sistemas de loop: usados em áreas de alta confiabilidade, os sistemas de loop consistem em alimentadores formando um loop, conectando-se de volta à subestação. Esta configuração garante fornecimento contínuo de energia e flexibilidade no gerenciamento de cargas e isolamento de falhas.

Sistemas de rede primária: os sistemas de rede são comuns em áreas urbanas com altas densidades de carga. Eles fornecem a mais alta confiabilidade e qualidade de serviço e consistem em uma grade de alimentadores interconectados de várias subestações, com falhas isoladas por disjuntores e fusíveis.

Os sistemas de distribuição primária são vitais para o fornecimento confiável e eficiente de energia. Eles atendem a diversos requisitos geográficos e de carga, garantindo fornecimento consistente para consumidores urbanos e rurais.

Distribuição primária

O sistema de distribuição primária facilita a transmissão de eletricidade de linhas de transmissão de alta tensão para a distribuição final do consumidor ...

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KEY TERMS AND CONCEPTS

TERMOS E CONCEITOS-CHAVE

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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