Distribuția energiei electrice

O linie electrică aeriană care alimentează două linii de cablu la intrarea într-o stație de transformare secundară de la 15 kV la 230 / 400V

Distribuirea energiei electrice , în ingineria electrică , este ultimul pas în procesul de livrare a energiei electrice către utilizatorul final după producție și transport și se realizează printr-o infrastructură tipică de rețea, cum ar fi rețeaua de distribuție. Electricitate capilară către utilizatori sau utilizatori finali.

Generalitate

În general, această rețea include medie tensiune liniile electrice (între 1 și 35 k V ) și de joasă tensiune , linii (între 50 și 1000 V), HV instalații de transformare / MT ( primare substații), transformatoare de pe stâlpi sau stații electrice de medie tensiune. ( Secundar substații ), secționatoare și întrerupătoare , instrumente de măsurare . Liniile de înaltă tensiune (între 35 și 400 kV) fac parte din rețeaua de transport care alimentează rețeaua de distribuție. ^[1]

Transportul pe distanțe lungi este mai eficient atunci când funcționează la tensiune înaltă. Cu toate acestea, abordându-se utilizatorul final, tensiunea trebuie redusă progresiv din motive de siguranță (riscul de electrocutare este redus) și, de asemenea, deoarece, în general, încărcăturile electrice ale utilizatorilor industriali și cele ale utilizatorilor casnici funcționează la tensiune medie și joasă.

În Italia, în timp ce transportul pe distanțe lungi este gestionat de un singur operator ( Terna ), numeroase companii sunt prezente pentru distribuția de energie electrică către utilizatorii finali. În fiecare zonă, distribuția se acordă în concesiune unui singur operator ( monopol natural) ^{[ necesită citare ]} , în timp ce activitatea de vânzare a energiei este lăsată în sarcina diferitelor subiecte care pot oferi propuneri consumatorilor . Pe de altă parte, activitatea de producție a fost liberalizată către mai mulți operatori cu așa-numitul Decret Bersani , favorizând libera concurență pe piața energiei electrice .

Sisteme de distribuție

În era pionieră a energiei electrice, producția se desfășura în curent continuu și livrarea avea loc pe distanțe scurte la aceeași tensiune. Spre sfârșitul anilor 1800, a avut loc o tranziție rapidă (deși luptată, cu așa-numitul Război al curenților ) la curent alternativ cu sistemul trifazat , care a permis funcționarea transformatoarelor statice de înaltă eficiență și, prin urmare, transmisia și distribuție pe o distanță considerabilă.

Liniile electrice transportă energie de înaltă tensiune (între 220 și 380 kV) de la centrale la stațiile de recepție de la porțile orașelor sau districtelor de distribuție. Aici, autotransformatoarele de dimensiuni considerabile (cu puteri cuprinse între 100 și 400 MVA) reduc tensiunea în funcție de necesitățile distribuției primare, cu tensiuni care pot fi de 150, 132 sau 60 kV; prin cabluri electrice aeriene sau subterane (cu izolație de ulei sau cauciuc EPR etilen propilenă), energia electrică ajunge la instalațiile de transformare HV / MV (înaltă tensiune / medie tensiune), numite stații primare, unde, cu transformatoare de putere, inclusiv între 10 și 60 MVA , este în continuare coborât la o tensiune care, în funcție de distribuitori, poate varia între 8,4 kV (ca în rețeaua de la Roma) și 20 kV, pentru a fi apoi alimentată în rețeaua electrică de medie tensiune.

Electricitatea continuă pe liniile electrice minore de pe stâlpii și stâlpii din zonele rurale sau în cablurile izolate din subsolul urban, până la stațiile de medie tensiune (stații secundare). În stațiile secundare de medie tensiune (MT), alte transformatoare (cu puteri cuprinse între 50 și 1.000 kVA) reduc tensiunea la valoarea finală livrată utilizatorului, în Italia 400 V trifazat. De la acest punct până la contorul utilizatorului putem vorbi despre livrarea de energie electrică, care are loc folosind cabluri izolate și, mai rar și în cazul locațiilor rurale, pe liniile aeriene montate pe stâlpi. Distribuția de energie electrică continuă în interiorul clădirilor / companiilor prin intermediul sistemelor electrice private ale utilizatorilor finali pentru alimentarea diferitelor încărcături.

Înfășurările primare și secundare ale transformatorului de livrare pot fi configurație stea sau delta. (Notă: există și conexiunea în zig-zag care, deși vă permite să combinați avantajele celorlalte două și să reechilibrați sarcinile dezechilibrate, a căzut în uz din motive economice)

Combinațiile posibile sunt:

Cel mai utilizat sistem din lume și, de asemenea, în Italia este triunghiul - stea . În această configurație, punctul stelar al secundarului, numit neutru , este conectat la un sistem de dispersie (tije conduse în sol) lângă transformator; după care, este livrat în case împreună cu una dintre cele trei faze (se numește centru stelar pe pământ sau neutru pe pământ, înainte de utilizatori, este un sistem neutru numit TT, sistem monofazat de 230 V). Într-un sistem trifazat de 400 V, tensiunea prezentă între fază și neutru este de 230 V. Toate cele trei faze plus neutrul sunt livrate utilizatorilor majori (laboratoare, industrii etc.).

În unele zone ale lumii și chiar în câteva zone din Italia (în special lângă Roma, inclusiv Ostia ^{[ fără sursă ]} ), se utilizează o distribuție bifazată : două case ale unui sistem trifazat cu o tensiune fază-fază de 220 V sunt aduse în case. În acest caz, tensiunea fază-neutru este de 127 V și, în unele țări (de exemplu, Statele Unite), ambele tensiuni sunt disponibile pe prize diferite. Tensiunea mai mică este utilizată pentru iluminat , în timp ce tensiunea mai mare este utilizată pentru a alimenta sarcini mari pentru aparatele de uz casnic, cum ar fi mașinile de spălat și aparatele de aer condiționat.

Schema de distribuție

În ceea ce privește schema rețelei de distribuție, aceasta poate fi în principal în patru tipuri:

• radial;
• circuit paralel radial;
• inel;
• Tricotat.

Împământare

Același subiect în detaliu: Împământare .

În stația de transformare, neutrul înfășurării BT a transformatorului MT / BT poate fi împământat , adică conectat la rețeaua de împământare a stației. Pentru a reduce rezistența la contact, același lucru se repetă în mai multe puncte de-a lungul liniei de livrare. Sistemul electric privat este de obicei împământat prin propriul sistem și cu propria tijă de pământ. În acest fel, în cazul unei defecțiuni la pământ la un aparat, se creează prin pământ un curent de retur care determină declanșarea comutatorului de protecție diferențială .

Acest sistem se numește Pământ-Pământ (TT), deoarece curentul de defect revine la neutru prin pământ.

Contabilitate

Un contor monofazat și unul trifazat vechi

Livrarea la 230/400 V are loc printr-o unitate de măsurare a energiei și de limitare a consumului de energie, care are scopul de a contabiliza facturarea consumului cu un contor de energie și de a defini punctul de livrare, dar, în Italia, să nu ofere o primă protecție împotriva supraîncărcărilor și scurtcircuite deoarece este un limitator electronic de declanșare simplu și nu un comutator magnetotermic. Instrumentul este în esență un wattmetru integrator electromecanic sau, în dispozitivele recente, unul electronic, capabil să totalizeze energia activă ( puterea activă integrată în timp) consumată. În livrările semnificative în trei faze, energia reactivă este, de asemenea, contabilizată separat, la care se aplică o suprataxă, deoarece este dăunătoare pentru compania de utilități și deoarece ar putea fi redusă cu condensatori.

Caracteristicile aprovizionării

Caracteristicile tehnice ale energiei electrice livrate clientului sunt stabilite de reglementările electrice și sunt determinate în principal de:

• Configurare fază: monofazată , bifazată sau trifazată ;
• Tensiune nominală: în Italia 400 V fază fază sau 230 V fază neutră cu toleranță ± 10% (aceasta conform standardului tehnic CEI 8-6 Tensiuni nominale ale sistemelor electrice de distribuție publică de joasă tensiune , care au devenit obligatorii după intrarea în vigoare a Decretului-lege din 24 ianuarie 2012, nr. 1, articolul 21 , pe tema „ Dispoziții urgente pentru concurență, dezvoltarea infrastructurii și competitivitate ” );
• Frecvență: în Europa 50 Hz
• Curentul nominal maxim (în funcție de contractul de furnizare);
• Compensarea maximă permisă de firma furnizoră;
• Starea neutrului și a maselor față de pământ: TT, TN, TN-S, TN-C sau TN-CS (a se vedea sistemele pământului );
• Curentul maxim de scurtcircuit (declarat la punctul de livrare de către compania de utilități);
• Nivelul maxim și frecvența tranzitorilor, supratensiunile temporare și microîntreruperile;
• Continuitatea serviciului, garanții împotriva întreruperilor ;
• Unii operatori oferă posibilitatea de a percepe în funcție de benzi de timp sau intervale / benzi de timp în timpul perioadei de 24 de ore în care prețul energiei electrice vândute variază de obicei în funcție de cererea sa absolută (de exemplu, prețuri mai mari la vârful zilei, prețuri mai mici seara iar noaptea). Utilizatorul are astfel avantajul de a-și minimiza cheltuielile, alegând intervalul de timp cu cel mai mic cost pentru consumul său de energie electrică.

In Italia

Înainte de procesul național de normalizare a rețelei, acestea erau tensiunile de funcționare (în volți), pentru aplicații de iluminat / casnice, în principalele centre urbane ^[2] :

* = Două companii electrice diferite cu tensiuni de funcționare diferite.

Normalizarea tensiunilor a început în 1950 . De la acea dată, toate rețelele noi de distribuție a energiei trebuiau să fie cel puțin pregătite să funcționeze la tensiuni de 125 sau 220 V în circuite monofazate și la tensiuni fază-fază de 220 sau 380 V pentru trifazat (implicând astfel o tensiune de fază de 125 sau 220 V). Rețelele care funcționează la 160-275 V și extensiile lor erau încă permise, atâta timp cât nu afectau zonele deservite cu noua tensiune normală . Uniformitatea tensiunii era de așteptat până în 1960 pentru rețelele care nu erau exercitate în tensiunile încă tolerate de 160-275 V, în timp ce pentru acestea din urmă se aștepta o transformare treptată după 1960 ^[3] .

Începând cu anii șaizeci, livrarea și distribuția energiei electrice în Italia a fost efectuată în cadrul unui regim de monopol public de către ENEL ; în anii nouăzeci , sectorul a fost privatizat și liberalizat progresiv către mai mulți operatori ( decretul legislativ nr. 79 din 1999 ), iar în prezent mai multe companii, inclusiv companii private și municipale, efectuează serviciul producând propria energie sau cumpărând-o la bursa de energie electrică de la producători și transportoare. În prezent, însă, Terna este compania care în Italia se ocupă de gestionarea tuturor aspectelor legate de transportul energiei electrice pe rețeaua națională de înaltă și foarte înaltă tensiune.

În 2012 , tensiunile de 125 (deja de fapt abandonate), 220 și 380 V au fost depășite, iar reglementările legale au devenit fazele de 230 V și 400 V între fazele legate , adoptând standardul CEI 6-8 ^[4] .

Contor electronic

Contoarele electronice (contoare inteligente ) au fost instalate la aproape toți utilizatorii finali, conduse de flexibilitatea tarifară susținută de AEEG , în urma unui program de instalare planificat prin rezoluția nr. 292/06. În 2007 a fost finalizată instalarea contoarelor electronice pentru utilizatorii de medie tensiune, în timp ce în 2011 instalarea acoperea 95% din utilizatorii de joasă tensiune. ^[5]

Contoarele electronice permit măsurarea puterii active și a puterii reactive introduse și retrase; prin urmare, utilizatorul poate furniza energie rețelei și acest lucru încurajează auto-producția și utilizarea surselor regenerabile (în special a sistemelor fotovoltaice ). Aceste contoare fac, de asemenea, posibilă aplicarea unor tarife diferite pentru intervalele de timp, împingând utilizatorii să utilizeze aparate de uz casnic în afara orelor de vârf și reflectând corect valoarea energiei electrice pe bursa de energie electrică.

Contorul electronic furnizează următoarele date:

• Ora curentă
• Numărul contorului
• Număr utilizator
• Puterea medie absorbită / livrată în ultimele minute (de obicei 2) .
• A + = Energia activă totalizatoare absorbită [kWh] (ceea ce plătiți către utilitate)
• A - = Totalizarea energiei active vândute [kWh] (ceea ce este rambursat de compania de utilități)
• RQ1 = Energie reactivă inductivă absorbită [kVARh]
• RQ2 = Energie reactivă capacitivă produsă [kVARh]
• RQ3 = Energie reactivă inductivă produsă [kVARh]
• RQ4 = Energie reactivă capacitivă absorbită [kVARh]
• A + (T1) , (T2) , (T3) și (T4) = Totalizator al energiei active absorbite în patru benzi de timp diferite.

SPD-urile sunt un dispozitiv electric care poate fi instalat în contoare sau prize electrice, pentru a reduce și mai mult daunele și pericolele în caz de supratensiune , care rezultă de exemplu din fulgere . ^{[ fără sursă ]}

Detalii despre consumator pe clase de putere contractuale

Defalcarea distribuției de energie electrică în 2018 pe clase de putere contractuale și consumul aferent de energie electrică al clienților rezidenți domestici este după cum urmează: ^[6]

Detaliile privind distribuția energiei electrice în 2018 pe clase de putere contractuale și consumul aferent de energie electrică al clienților interni nerezidenți sunt după cum urmează:

Clienții interni se referă la un total de 29.524 de contracte cu o retragere totală de 57.750 GWh în 2018, rezultând un consum mediu pe contract de 1.956 kWh / an.

Implementarea următoarei generații

Un domeniu activ de cercetare este cel care se referă la așa-numitele rețele inteligente sau rețele inteligente de distribuție electrică capabile să direcționeze orice surplus de energie produs local prin generarea distribuită în altă parte, maximizând astfel eficiența producției și evitând risipa. Acest lucru este posibil prin sisteme de automatizare adecvate care utilizează software . Astfel de sisteme ar deveni indispensabile dacă rețeaua de distribuție a energiei electrice ar integra contribuții mari la producție la extremele sale din surse regenerabile de energie , cum ar fi eoliană și fotovoltaică, care au, la nivel local, caracteristici intrinseci ale intermitenței și variabilității producției.

Notă

Elemente conexe

• Cablu submarin
• Linie de alimentare
• Standarde electrice din întreaga lume
• Producția de energie electrică
• Grila de electricitate
• Linie de alimentare
• Sistem trifazat
• Servicii auxiliare
• Retea inteligenta

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre distribuția energiei electrice

linkuri externe

• Pagina principală , pe e-distribuzione.it . Adus pe 20 iunie 2019 .
• Revizuirea și actualizarea decretelor din 20 iulie 2004 privind creșterea eficienței energetice a utilizărilor finale ale energiei, economisirea energiei și dezvoltarea surselor regenerabile. , pe arera.it . Adus pe 20 iunie 2019 .
• Cum funcționează sistemul electric , pe terna.it . Adus pe 20 iunie 2019 .

Portal electrotehnic

Portalul Energiei