Esercizi di Elettrotecnica (Ingegneria Meccanica) In un piccolo

Esercizi di Elettrotecnica
(Ingegneria Meccanica)
In un piccolo impianto industriale, schematicamente rappresentato in figura, è alimentato tramite una cabina
propria allacciata alla rete di distribuzione di media tensione (15 kV ). Sul lato BT dell’impianto sono presenti diversi
carichi trifase a tensione nominale Vn = 400 V alimentati da 4 linee principali.
Carico 1:
Pn1 = 140 kW, cos ϕ1 = 0.87; η1 = 0.7; K1u = 0.5;
Carico 2:
Pn2 = 120 kW, cos ϕ2 = 0.8; η2 = 0.8; K2u = 0.8;
Carico 3:
Pn3 = 22.35 kW, cos ϕ3 = 0.82; η3 = 0.95; K3u = 0.85;
Carico 4:
Pn4 = 91.5 kW, cos ϕ4 = 0.8; η4 = 0.98; K4u = 0.75;
Cavo L1 :
L1 = 85 m; cavo 4 × 185 F G7OR − 06/1 kV
Ω
Ω
r`1 = 0.14 km
; x`1 = 0.08 km
;
Cavo L2 :
L2 = 120 m; cavo 4 × 240 F G7OR − 06/1 kV
Ω
Ω
r`2 = 0.104 km
; x`2 = 0.069 km
;
Cavo L3 :
L3 = 80 m;
Cavo L4 :
L4 = 100 m; cavo 4 × 150 F G7OR − 06/1 kV
Ω
Ω
r`4 = 0.17 km
; x`4 = 0.069 km
;
Cavo LM A :
LM A = 20 m;
M.A.:
Pn = 7.5 kW ; Vn = 380 V ; In = 14 A; cos ϕn = 0.8;
f = 50 Hz; sn = 3.33%; n. poli = 4; η = 0.78; h/h;
I0 % = 25; P0 = 0.63 kW ;
E1
Vcc % = 25 ; Pcc = 1.1 kW ; k =
= 1.1;
E2
R1s = 1.34 Ω; X1s = 1.2 Ω;
Note le caratteristiche dei carichi e degli altri elementi del sistema (cfr. tabella), supponendo un coefficiente di
contemporaneità unitario (Kc = 1) per tutti i carichi ed ipotizzando un incremento futuro dei carichi pari al 30%:
1. dimensionare il trasformatore trifase e calcolarne la ∆V % tra vuoto e pieno carico;
2. disegnare il circuito equivalente monofase del sistema lungo il percorso che porta al Motore Asincrono M
dell’officina n. 3;
3. dimensionare i cavi L3 ed il cavo di alimentazione del Motore Asincrono M, ammettendo una caduta di tensione
∆V % ≤ 4%. Calcolare, inoltre le perdite per effetto Joule nel cavo L3 quando il carico che alimenta funziona al
suo valore nominale;
4. calcolare la corrente di corto-circuito Icc sulla sbarra BT ed ai morsetti del Motore Asincrono M;
5. determinare le caratteristiche della batteria di condensatori (collegamento a triangolo) da collegare al quadro
generale in modo da rifasare l’intero carico a cos ϕr = 0.9;
6. Inoltre, per il solo Motore Asincrono M determinare:
- i parametri del circuito equivalente disegnato in precedenza;
- la coppia nominale del motore;
- la velocità di rotazione in rad/sec ed in giri/min dell’asse meccanico quando ad esso è collegata una
macchina operatrice che assorbe la potenza nominale del motore a scorrimento nominale;
- la frequenza di alimentazione necessaria per ottenere una velocità di rotazione dell’asse del motore a
2400 giri/min con scorrimento nominale;
- calcolare la potenza meccanica erogata dal motore nelle reali condizioni di funzionamento;
TRASFORMATORE
CAVI