Impianti Elettrici (L)

Sistemi Elettrici per l’Energia

Programma

Il sistema dell’energia nel mondo e sua evoluzione. Ripartizione delle diverse fonti di energia. Relazione tra consumi energetici e prodotto nazionale lordo. L'energia elettrica e la sua evoluzione in rapporto all'energia totale. Bilancio energetico generale e dell'energia elettrica e sua evoluzione. Ripartizione dei consumi di energia elettrica in Italia (Cenni).

Struttura dei sistemi elettrici di potenza. Sistema di generazione, trasmissione, sub-trasmissione, distribuzione primaria e secondaria. Tensioni nominali. Scelta della frequenza. Confronti tra sistemi in c.c. ed in c.a. trifase e monofase. Scelta delle tensioni ottimali in funzione della potenza per le macchine e per le linee. Struttura topologica delle reti ai diversi livelli di tensione. Affidabilitā dei sistemi. Strutture particolari per le reti in AT, MT e BT.

Principali elementi costituenti gli impianti elettrici. Conduttori e linee: Linee elettriche aeree. Conduttori, sostegni, isolatori, catene di isolatori e ripartizione del potenziale. Linee elettriche in cavo: tipologie in relazione alle tensioni, posa dei cavi ed accessori. Costanti fondamentali delle linee elettriche aeree ed in cavo. Effetto corona. La messa a terra delle guaine dei cavi. Generalitā sulla protezione delle linee: problematiche. I materiali conduttori: caratteristiche. Proporzionamento termico in regime permanente, di sovraccarico e transitorio. Proporzionamento meccanico. La Normativa CEI. I materiali isolanti. Caratteristiche. Dimensionamento. Durata in vita dei cavi. Distanziamenti in aria. Sovratensioni: origine e caratteristiche. Scelta degli isolamenti in relazione alle tensioni ordinarie ed occasionali: coordinamento dell'isolamento. La normativa del CEI. I trasformatori nei sistemi di potenza: Generalitā. Classificazione. Dati caratteristici. Trasformatori trifasi. Circuiti equivalenti. Diagramma di Kapp. Trasformatori a tre avvolgimenti. Autotrasformatori. Comportamento alle diverse sequenze. Determinazione dei parametri del circuito equivalente. Fenomeni transitori all'inserzione, in presenza di c.ti c.ti. Onde di sovratensione e problematiche relative. Rendimento. Funzionamento in regime di sovraccarico ed in regime di carico squilibrato. Organi per la regolazione della tensione. Protezione dei trasformatori. Funzionamento in parallelo: condizioni, problematiche sulle correnti di c.to c.to. Scelta del gruppo. Trasformatori di misura (cenni). Le macchine sincrone nei sistemi di potenza. Classificazione. Dati caratteristici. Equazioni generali. Circuiti equivalenti in regime sinusoidale. Caratteristica di magnetizzazione e di c.to c.to. Reattanza sincrona e c.d.t. interne. Diagramma di Blondel. Potenza erogata in rete. Messa in parallelo degli alternatori. Comportamento alle diverse sequenze. Impiego come compensatore sincrono. Le macchine asincrone nelle applicazioni industriali: Generalitā. Modelli circuitali. Diagramma circolare. Correnti, potenze, coppie motrici e resistenti. Comportamento in condizioni normali ed anomale. Problematiche relative all’avviamento.

Componenti simmetriche e calcoli in condizioni di guasto. Sistemi trifasi e significato delle sequenze diretta, inversa e omopolare. Impedenze dei componenti d'impianto alle diverse sequenze. Le reti di sequenza. Calcolo delle correnti di guasto nelle reti MT e BT nelle diverse ipotesi. Correnti di guasto a terra nei sistemi a neutro isolato: correnti convenzionali di guasto (CEI).

Stato del neutro nei sistemi trifasi. Definizioni e generalitā. Reti di distribuzione BT. Reti di distribuzione MT: reti con neutro direttamente a terra, reti con neutro isolato, reti con neutro a terra attraverso la bobina di Petersen, reti con neutro a terra attraverso resistenza, reti con neutro a terra attraverso resistenza e bobina di Petersen. Reti AT: fattore di guasto a terra. Stato del neutro dei grandi generatori sincroni.

Calcolo elettrico delle reti di distribuzione in MT e BT. Calcolo elettrico delle distribuzioni di corrente. Calcolo delle cadute di tensione. Diagramma delle tensioni. Perdite e riscaldamento. Criteri di scelta delle protezioni in relazione alle correnti ordinarie e di guasto. Funzionamento con carico squilibrato. La Normativa del CEI.

Testi Adottati

V. Cataliotti: Impianti Elettrici. Vol. I, II e III. Ed. Flaccovio.

 

Testi Consigliati

N. Faletti - P. Chizzolini: Trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica. Vol. I e II. Ed. Patron

V. Carrescia Fondamenti di Sicurezza Elettrica (Nuova Edizione) – Ed. TNE

F. Iliceto: Impianti Elettrici. Ed. Pātron

C. Genesio- E. Volta: Impianti Elettrici. Ed. Pātron

E. Clarke: Circuit Analysis of A-C Power Systems. Vol. I e II. Ed. J. Wiley & Sons

C. L. Wadhwa: Electrical Power Systems. Ed. J. Wiley & Sons

Normativa CEI , Documenti di unificazione ENEL, Dispense distribuite a lezione

 

Docente: Fabrizio Pilo

Orario di Ricevimento: su appuntamento

Raggruppamento: ING-IND/33

Codice Corso: 5484

Tipo di Corso: Obbligatorio per L, LS e LS EN

Frequenza: II semestre - II anno

Crediti: 6

Durata Corso: 60 ore

Esame:  Prova orale