Distribuzione di energia elettrica
La distribuzione elettrica è l'ultima fase nel processo di ceonsegna dell'elettricità all'utente finale dopo la produzione e la trasmissione.
Generalmente comprende linee elettriche a media tensione (tra 1 eb 10 KV), linee a bassa tensione (inferiore a 1000 V), trasformatori su pali o cabine elettriche, interruttori e strumenti di misura.
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Sistemi di distribuzione
Nell'era pionieristica dell'elettricità la produzione era effettuata in corrente continua e la consegna avveniva entro brevi distanze alla stessa tensione. Oggigiorno è utilizzata pressoché ovunque la corrente alternata che permette il funzionamento dei trasformatori e quindi la trasmissione e distribuzione a notevole distanza.
Gli elettrodotti portano l'energia ad alta tensione dalle centrali elettriche fino alle stazioni ricevitrici alle porte delle città o dei distretti di distribuzione. Qui enormi trasformatori riducono la tensione da centinaia di chilovolt a tensioni comprese tra 5 e 15 Kv trifase. L'elettricità prosegue su elettrodotti minori su tralicci in aree di campagna, oppure in cavi isolati ad olio e a tensioni minori nel sottosuolo urbano, fino alle sottostazioni di media tensione.
Nelle cabine di media tensione (MT) altri trasformatori riducono la tensione a 400 V trifase. Da questo punto fino al contatore dell'utente si può parlare di consegna di energia elettrica. I trasformatori di media tensione hanno gli avvolgimenti secondari collegati a triangolo con il centro stella definito neutro. Il neutro viene consegnato alle abitazioni assieme ad una delle tre fasi. La tensione presente tra fase e neutro è di 230V. Alle fabbriche vengono consegnate tutte e tre le fasi ed il neutro.
In alcune zone del mondo ed anche in poche zone d'Italia viene usata una distribuzione bifase al posto del comune fase-neutro. Nelle case vengono portate due fasi di un sistema trifase con tensione fase-fase di 230V.
Sistemi di terra
Il neutro è messo a terra in cabina e in più punti lungo la linea di consegna. In questo modo in caso di guasto verso terra di un apparecchio si crea una corrente di ritorno attraverso la terra che provoca lo scatto degli interruttori magnetotermici o differenziali si protezione. Questo sistema è detto Terra-Terra (TT).
I grossi utilizzatori ricevono l'elettricità direttamente in media tensione e provvedono a trasformarla con proprie cabine MT. In tal caso il neutro del trasformatore è connesso direttamente con l'impianto di messa a terra dell'edificio, costituendo il sistema terra-neutro (TN). Altre soluzioni prevedono la connessione della protezione di terra degli apparecchi direttamente al neutro (sistema TN-C) oppure con due linee distinte per neutro e terra (sistema TN-S).
Contabilizzazione
La consegna a 230/400 V avviene attraverso un contatore di energia, che ha gli scopi di contabilizzare i consumi per la fatturazione, definire il punto di consegna e offrire una prima protezione contro sovraccarichi e cortocircuiti grazie a un interruttore magnetotermico integrato. Lo strumento è essenzialmente un wattmetro integratore meccanico o, negli apparecchi recenti, elettronico, in grado di totalizzatre l'energia attiva (potenza attiva integrata nel tempo) consumata. Nelle consegne trafasi rilevanti, viene contabilizzata a parte anche l'energia reattiva, sulla quale è applicata una cospicua sovrattassa, in quanto dannosa per l'ente erogatore.
Caratteristiche di fornitura
Le caratteristiche tecniche dell'elettricità consegnata al cliente sono stabilite dalla normativa elettrica e sono principalmente determinate da:
- Configurazione delle fasi: monofase, bifase o trifase;
- Tensione nominale: in tutta Italia 400V fase-fase, ovvero 230V fase-neutro con tolleranza +/- 10%;
- Frequenza: 50Hz (60Hz negli Stati Uniti e altri paesi);
- Corrente nominale massima (dipendente dal contratto di fornitura);
- Massimo sfasamento ammissibile;
- Configurazione di terra: TT, TN, TN-S o TN-C;
- Corrente massima di cortocircuito
- Massimo livello e frequenza dei transienti e delle sovratensioni temporanee;
A partire dagli anni '60 la consegna e la distribuzione dell'energia elettrica veniva svolta in regime di monopolio dall' ENEL. Negli anni '90 il settore è stato progressivamente liberalizzato, e attualmente diverse aziende tra cui società private e municipalizzate svolgono il servizio producendo in proprio l'energia o acquistandola da produttori e trasportatori.