¿Qué es un sistema de alimentación de energía?
Los sistemas de alimentación son una red que consisten en un sistema de generación, distribución y transmisión. Utilizan la forma de energía (como el carbón y el diesel) y la convierten en energía eléctrica.
El sistema de energía incluye los dispositivos conectados al sistema como el generador síncrono, el motor, el transformador, el disyuntor, el conductor, etc.
La central eléctrica, el transformador, la línea de transmisión, las subestaciones, la línea de distribución y el transformador de distribución son los seis componentes principales del sistema de energía.
La central eléctrica genera la energía que se eleva o se reduce a través del transformador para su transmisión.
La línea de transmisión transfiere la energía a las diversas subestaciones. A través de la subestación, la energía se transfiere al transformador de distribución, que la reduce al valor adecuado para los consumidores.
Estructura
Los sistemas de alimentación de energía son una empresa compleja que puede subdividirse en los siguientes subsistemas.
► Subestación de generación
En la estación generadora el combustible (carbón, agua, energía nuclear, etc.) se convierte en energía eléctrica. La energía eléctrica se genera en el rango de 11kV a 25kV, que es un paso adelante para la transmisión a larga distancia.
La central eléctrica de la subestación generadora se clasifica principalmente en tres tipos, a saber, central térmica, central hidroeléctrica y central nuclear.
El generador y el transformador son los principales componentes de la central de generación. El generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica. La energía mecánica proviene de la quema de carbón, gas y combustible nuclear, de turbinas de gas, u ocasionalmente del motor de combustión interna.
El transformador transfiere la energía con muy alta eficiencia de un nivel a otro. La transferencia de energía desde el secundario es aproximadamente igual a la del primario, excepto por las pérdidas en el transformador. El transformador elevador reducirá las pérdidas en la línea que hace la transmisión de energía a largas distancias.
► Subestación de transmisión
La subestación de transmisión lleva las líneas aéreas que transfieren la energía eléctrica generada de la generación a las subestaciones de distribución. Sólo suministra la mayor parte de la energía a las subestaciones de potencia o a los grandes consumidores.
Las líneas de transmisión realizan principalmente las dos funciones:
- Transporta la energía de las estaciones generadoras a las estaciones receptoras a granel.
- Interconecta las dos o más estaciones generadoras. Las subestaciones vecinas también están interconectadas a través de las líneas de transmisión.
El voltaje de transmisión funciona a más de 66kv y está estandarizado a 69kv, 115KV, 138KV, 161KV, 230KV, 345KV, 500KV, y 765KV, línea a línea. La línea de transmisión por encima de los 230KV se denomina normalmente extra alta tensión (EHV).
La línea de alto voltaje se termina en subestaciones que se llaman subestaciones de alto voltaje, subestaciones receptoras o subestaciones primarias.
En la subestación de alto voltaje, el voltaje se reduce a un valor adecuado para la siguiente parte del flujo hacia la carga. Los consumidores industriales muy grandes pueden ser servidos directamente al sistema de transmisión.
► Subestación de subtransmisión
La parte del sistema de transmisión que conecta las subestaciones de alto voltaje a través del transformador de reducción a las subestaciones de distribución se denomina sistema de subtransmisión.
El nivel de voltaje de la subtransmisión va de 90 a 138KV. El sistema de subtransmisión sirve directamente a algunas grandes industrias. El condensador y el reactor están situados en las subestaciones para mantener el voltaje de la línea de transmisión.
El funcionamiento del sistema de subtransmisión es similar al de un sistema de distribución.
Se diferencia de un sistema de distribución de la siguiente manera.
- Un sistema de subtransmisión tiene un nivel de voltaje más alto que un sistema de distribución.
- Sólo suministra cargas más grandes.
- Suministra sólo unas pocas subestaciones en comparación con un sistema de distribución que suministra algunas cargas.
► Subestación de distribución
El componente de un sistema de energía eléctrica que conecta a todos los consumidores de una zona con las fuentes de energía a granel se denomina sistema de distribución.
Las centrales eléctricas a granel están conectadas a las subestaciones de generación por medio de líneas de transmisión. Alimentan algunas subestaciones que suelen estar situadas en puntos convenientes cerca de los centros de carga.
Las subestaciones distribuyen la energía con los sistemas de alimentación a los consumidores domésticos, comerciales y relativamente pequeños. Los consumidores requieren grandes bloques de energía que normalmente se suministran en la subtransmisión o incluso en el sistema de transmisión.