PROGRAMMA DELL'INSEGNAMENTO
IMPIANTI ELETTRICI
per Laurea Triennale in INGEGNERIA dell'ENERGIA
Secondo semestre
CFU 9
Docente: prof. ing. Roberto Benato
Esame SCRITTO
Esame orale (in forma scritta)
Eventuale orale (in forma orale) con peso
ORE 3
ORE 1
(1/3)
Introduzione al corso e presentazioni
Analisi dei carichi e della domanda di carico:
¾ Classificazione dei sistemi seconda la tensione nominale (Norma CEI 11-1);
¾ CLASSIFICAZIONE delle linee elettriche aeree (esterne) secondo la tensione
nominale (Norme CEI 11-4);
¾ Caratterizzazione di un carico singolo;
¾ Caratterizzazione di un insieme di carichi;
¾ Fattore di utilizzazione, fattore di utilizzazione medio, fattore di contemporaneità.
Diagrammi omotetici;
¾ Vari esempi tra i quali quello desunto dalla guida CEI 11-35.
Le linee elettriche aeree:
¾ Le costanti elettriche delle linee aeree, conduttori a fascio, diametro equivalente;
¾ Induttanza di esercizio di una linea bifilare; induttanza di esercizio di una linea
multifilare generica;
¾ Induttanza di esercizio di una linea trifase simmetrica; induttanza di esercizio di una
linea trifase trasposta;
¾ Induttanza di esercizio di una linea in doppia terna disposta ai vertici di un esagono
regolare. Alimentazione simmetrica e antisimmetrica;
¾ Condizioni di perfetta simmetria: linea monofase equivalente e capacità d'esercizio;
¾ Linea aerea dissimmetrica. Capacità parziali e coefficienti di potenziale;
¾ Effetto corona;
¾ Tralicci standard a seconda dei livelli di tensione (BT, MT, AT, AAT);
¾ Tipologia di conduttori: rame, alluminio puro, lega di alluminio, alluminio acciaio
(visione di spezzoni); Cenni alla portata al limite termico delle linee aeree: Norma
CEI 11.60;
¾ Gli isolatori:(argomento trattato bene nel libro di Paolucci ma anche nel Cataliotti)
o gli isolatori a perno per BT e MT;
o gli isolatori a cappa e perno AT e AAT;
o le catene di isolatori: amarro e sospensione; il numero di solatori cappa e
perno in una catena d'isolatori;
o la ripartizione della tensione su una catena di isolatori;
o corna spinterometriche, anelli di guardia;
1
o gli isolatori passanti: passa muro a disco, a condensatore per AT e AAT;
¾ Esempi di calcolo;
¾ Visione di un filmato su Il galloping dei conduttori aerei.
Le linee elettriche in cavo:
¾ struttura base di un cavo monopolare e tripolare (visione spezzoni);
¾ le costanti elettriche delle linee in cavo: resistenza longitudinale in corrente continua
e corrente alternata: effetto pelle e effetto di prossimità: norma IEC 287; induttanza
longitudinale chilometrica, capacità trasversale chilometrica, conduttanza
trasversale chilometrica e il fattore di perdita (tanδ);
¾ nomenclatura CEI e IEC;
¾ i regimi termici dei cavi: l'ampacity, regime adibatico e I2t in corto circuito;
¾ protezione di un cavo mediante fusibili o protezione magnetotermica;
¾ i terminali dei cavi, giunti;
¾ Problematiche legate a lunghe linee in cavo in c.a.: utilizzo della compensazione
derivata shunt. Energizzazione della linea a vuoto. Confronto con le linee aeree.
¾ cenno ai cavi per AT e AAT, tecniche di messa a terra (SINGLE-POINT BONDING,
SOLID BONDING, CROSS-BONDING);
¾ Cenno ai Gas Insulated Lines-GIL.
¾ Esempi di calcolo di dimensionamento di una conduttura in cavo;
¾ Visione di filmati su installazioni paradigmatiche cavi, GIL: installazione della doppia
terna di cavo XLPE a 380 kV di Barajas;installazione della doppia terna di Ginevra
e di GIL monofase direttamente interrato.
¾ Visione filmato installazione 400 kV CABLE PROJECT Ǻrhus-Aalborg;
¾ Visione filmato storico SA.CO.I;
¾ Visione filmato sulle interferenze elettromagnetiche tra sistema ferroviario alta
velocità ca e sistema tradizionale cc.
Il dimensionamento di linee elettriche con il metodo dei momenti di carico:
¾ La caduta di tensione industriale;
¾ Criteri per la determinazione della sezione;
¾ Esempi di evidenza delle condizioni critiche di sicurezza (termica, portata), di
qualità (cadute di tensione).
¾ Dimensionamento di linee in c.c.
o Linea alimentata ad una sola estremità o a sbalzo (criterio a sezione
costante);
o Linea alimentata alle due estremità con tensioni uguali;
o Linea diramata alimentata ad una estremità;
o Reti magliate.
¾ Dimensionamento di linee a frequenza industriale
o Linea monofase e trifase;
o Linea alimentata ad una sola estremità
o Linea alimentata alle due estremità con tensioni uguali;
o Reti magliate.
Teoria delle sequenze e comportamento alle sequenze degli elementi di rete
¾ Richiamo agli alternatori (in regime subtransitorio X''d=Xi…importante per lo stato
del NEUTRO)
2
¾ Trasformatori; Trasformatori a flussi liberi e a flussi vincolati. Trasformatori per la
distribuzione dell'energia elettrica.
¾ Comportamento alle sequenze di linea BT con neutro;
¾ Comportamento alle sequenze di linea di MT a neutro isolato;
¾ Cenni al comportamento alla sequenza omopolare di linee di trasmissione, cenni
alla teoria di Carson.
I trasformatori di potenza
¾ I dati di targa e il circuito equivalente di un trasformatore;
¾ Prova in corto circuito e a vuoto. Perdite di corto circuito e perdite a vuoto. Fattore
di potenza in corto circuito. Calcolo dei parametri del circuito equivalente.
¾ Caratterizzazione, tipologia, sistemi di raffreddamento;
¾ Tipi costruttivi: trafi in olio, a secco, trafi con avvolgimenti inglobati in resina
epossidica;
¾ Normativa CEI del comitato 14;
¾ Corrente di in-rush e problematiche di scatti intempestivi;
¾ Protezione dei trasformatori.
Guasti di corto circuito e guasti d'interruzione:
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
Corto circuito monofase;
Corto circuito bifase;
Corto circuito trifase;
Corto circuito bifase-terra;
Corto circuito trifase-terra;
Passaggio delle correnti di corto circuito da secondario a primario;
Corto circuito non netto monofase. Carichi dissimmetrizzanti la terna di tensioni.
Analisi dinamica del corto circuito
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
Caratterizzazione su rete elementare trifase generica;
Corto circuito in uno schema R, L monofase con generatore ideale;
Corto circuito trifase in uno schema R, L con generatore ideale;
Dinamica del corto circuito. Corrente di picco. Componente unidirezionale;
Corrente equivalente ai fini termici e calcolo di m;
Correnti massime e minime;
Corto circuito vicino e lontano;
Cenni alla Norma CEI 11-25 e guida CEI 11-28 " Guida d’applicazione per il calcolo
delle correnti di cortocircuito nelle reti radiali a bassa tensione" .
Esempio di calcolo con due generatori e due trafi ed una linea 220 kV che introduce
dolcemente alla quaestio
Lo stato del neutro: la messa a terra dei sistemi elettrici di alta, media e bassa
tensione
Le cabine elettriche MT/BT secondo la guida CEI 11-35
¾ Cabine elettriche d'utente: elenco delle norme CEI pertinenti le cabine; parti
costituenti una cabina elettrica d’utente; sezione ricevitrice e protezioni annesse;
¾ Cenni alle cabine elettriche del distributore;
¾ Cenni ai posti di trasformazione su palo (PTP).
3
Sovratensioni e sovracorrenti dovute a guasti o di manovra (eventuale);
¾
¾
¾
¾
¾
Sovratensioni di origine interna (di manovra e sostenute);
Inserzione di una linea a vuoto: sovratensione di chiusura e di richiusura;
Provvedimenti per ottenere sovratensioni di chiusura o di richiusura meno elevate;
Disinserzione di una linea a vuoto o di un carico capacitivo;
Interruzione su "guasto chilometrico".
Sistemi di distribuzione e di impianti utilizzatori in bassa tensione:
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
sistema TT;
sistema TN (TNS, TNC);
sistema IT;
Protezione contro i contatti indiretti;
Tensione di contatto e corrente nel corpo umano;
Schema elettrico equivalente del corpo umano;
Curva di sicurezza normalizzata IEC;
Effetto delle resistenze aggiuntive;
I problemi dei sistemi TN-C;
L'utilizzo di protezioni di massima corrente e relè differenziali per i sistemi TT;
Effetto dei conduttori equipotenziali in sistemi TT;
Monitoraggi nei sistemi IT;
Doppio guasto a terra nei sistemi IT;
Le protezioni dei sistemi elettrici:
i codici ANSI delle protezioni;
Protezioni di massima corrente;
Coordinamento tra protezioni di massima corrente in bassa tensione;
Protezione a sviluppo di gas (Bucholz);
Protezioni differenziali per macchinario (protezione di trasformatore o protezione
alternatore) o differenziali basati sulla sommatoria di I=0 (ad alta sensibilitàsalvavita o per impianti).
¾ Quando fallisce il salvavita?
¾ La selettività amperometrica, cronometrica;
¾ Come non avere scatti intempestivi per IN-RUSH dei trasformatori?
¾
¾
¾
¾
¾
Il rifasamento e le penali tariffarie:
¾ rifasamento distribuito: rifasamento di lampade a scarica, di motori asincroni, dei
trasformatori MT/BT;
¾ rifasamento per gruppi: vantaggi e svantaggi;
¾ rifasamento concentrato;
¾ rifasamento misto;
¾ il frazionamento delle batterie di condensatori;
¾ i collegamenti delle batterie di condensatori;
¾ calcolo della capacità di rifasamento;
¾ resistenze di scarica;
¾ problemi di inserzione e disinserzione;
¾ il rifasamento automatico;
¾ rifasamento e armoniche;
¾ detuned filter e tuned filter;
4
¾
¾
¾
¾
aumento di tensione;
Static var compensator;
Norme CEI;
Esempio di applicazione;
La messa a terra
¾ Terra, tipi di messa a terra (Messa a terra di protezione, Messa a terra di
funzionamento, Messa a terra per la protezione contro le fulminazioni);
¾ Terra di riferimento (terra lontana);
¾ Dispersori, Tipi di dispersori;
¾ Tensioni relative agli impianti di terra: Tensione totale di terra, Tensione di contatto,
Tensione di contatto a vuoto, Tensione di passo ;
¾ Conduttore di terra;
¾ Conduttore equipotenziale;
¾ Impianto di terra;
¾ Impianto di terra globale;
¾ Sezioni minime dei conduttori di protezione;
¾ Dimensionamento dei conduttori di terra;
¾ Impianti di terra separati.
Eventuale seminario del prof. Lorenzo FELLIN
SEMINARIO dell'ing. Claudio Di Mario – Direzione Affari Istituzionali e Regolamentari,
Responsabile Affari Istituzionali di EDISON Spa
Presentazioni brevi (15 min) dell'attività di ricerca del DIE
Esercitazioni
Una o due visite tecniche
5
