Programma del corso di Sistemi Elettrici per l'energia II Lezioni (Proff. A. Losi, G. Carpinelli, F. Rossi Introduzione ai Sistemi Elettrici per l'Energia (lezione 1) struttura dei sistemi elettrici: generazione, trasmissione, distribuzion e e utilizzazione classificazione con riferimento alla categoria e allo stato del neutro problemi di protezione in condizioni anomale (sovracorrenti e sovratensi oni) aspetti fondamentali nella progettazione dei sistemi di distribuzione e utilizzazione (sicurezza, affidabilita, costi di impianto e di esercizio, flessi bilita, semplicita) Apparecchi di manovra (lezione 2) definizioni classificazione degli apparecchi di manovra in categorie (interruttori, sezionatori, interruttori di manovra, interruttori di manovra-sezionatori, conta ttori e fusibili) classificazione degli apparecchi con riferimento alla possibilita di int errompere e/o stabilire correnti in condizioni di funzionamento normali o anomal e del circuito Interruzione della corrente elettrica (lezioni 3-8) arco elettrico struttura fisica dell'arco caratteristica volt-amperometrica statica dell'arco (legge di Ayrton , punti di funzionamento stabili e instabili) caratteristica volt-amperometrica dinamica dell'arco (in c.c. e in c .a, tensione d'arco in funzione del tempo in c.a.) Processo di interruzione processo di interruzione in c.c. interruzione di una corrente continua in condizioni normali del circ uito interruzione di una corrente continua in condizioni di corto circuit o andamenti nel tempo di correnti e tensioni ai capi dell'interruttore , condizioni per l'estinzione dell'arco, curve di ripristino della rigidita diel ettrica, generazione di sovratensioni processo di interruzione in c.a. interruzione di corto circuito in prossimita dell'interruttore interruzione di una corrente capacitiva tensione di ristabilimento, tensione di riadesco, condizioni per l'e stinzione dell'arco, generazione di sovratensioni, andamenti nel tempo di correnti e tens ioni ai capi dell'interruttore effetti di limitazione dell'arco elettrico in c.a. stabilimento di una corrente elettrica. Interruttori (lezioni 8-11) definizioni caratteristiche degli interruttori potere di interruzione (potere di interruzione e corrente nominali d i ctocto) potere di chiusura (potere di chiusura e corrente di stabilimento no minali) cicli di apertura-chiusura manovre di apertura e chiusura classificazione in: "ad alta resistenza d'arco" e a "a bassa resistenza d'arco" classificazione secondo la tecnologia costruttiva (aria, olio, aria comp ressa, esafluoruro di zolfo, sotto vuoto) interruttori in aria (a pressione atmosferica) interruttori a soffio magnetico (struttura e principio di funzioname nto) interruttori limitatori (struttura e principio di funzionamento dei tipi elettrodinamici ed elettromagnetici) caratteristiche peculiari interruttori in olio interruttori a grande volume d'olio e a olio ridotto struttura e principio di funzionamento caratteristiche peculiari interruttori ad aria compressa struttura e principio di funzionamento caratteristiche peculiari interruttori in esafluoruro di zolfo caratteristiche dell' SF6 struttura e principio di funzionamento interruttori ad autocompressione e ad autogenerazione di pressione caratteristiche peculiari interruttori sotto vuoto struttura e principio di funzionamento caratteristiche peculiari Sezionatori (lezione 12) definizioni applicazioni sezionatori di terra sezionatori in sistemi con doppio sistema di sbarre sezionatori a coltelli, a scorrimento, a rotazione, a pantografo, a gino cchio ambiti di impiego schemi costruttivi parametri elettrici e dimensionali dati di targa Interruttori di manovra (lezione 13) definizioni e simboli, prescrizioni per la sicurezza, ambiti di impiego interruttori di manovra in aria libera, autopneumatici, ad autotrasforma zione di gas, in SF6 caratteristiche costruttive Contattori (lezione 13) definizioni e simboli contattori elettromagnetici, pneumatici, elettropneumatici, sottovuoto, a semiconduttori caratteristiche costruttive. Fusibili (lezioni 14-15) definizioni e simboli principio di funzionamento andamento temporale della corrente curve caratteristiche di funzionamento caratteristica tempo-corrente caratteristica tempo virtuale-corrente caratteristica di limitazione caratteristica I^2 t classificazione dei fusibili con riferimento alla categoria di utilizzaz ione e al campo di interruzione fusibili a cartuccia (cilindrici, tipo D, tipo NH) fusibili a liquido fusibili a soffiaggio Rele (lezioni 16-18) definizioni, schema funzionale, simbolo grafico classificazione in base al tempo di intervento, caratteristiche costrutt ive, circuiti di ingresso caratteristica d'intervento rele elettromeccanici elettromagnetici (a bilancia ad impedenza, rele direzionali di poten za e ad impedenza direzionale) magnetoelettrici rele ad induzione rele termici (a lamina bimetallica, a resistenza, a termocoppia, a immag ine termica) rele magnetotermico rele statici di tipo elettronico rele a comparazione d'ampiezza rele di massima tensione o corrente rele ad impedenza rele a comparazione di fase rele cronometrico rele statici a microprocessore rele a piu circuiti di ingresso rele differenziale Sistemi di protezione (Lezioni 19-22) definizioni generali: protezione contro le sovracorrenti e le sovratensi oni sistemi di protezione - protezione contro il cortocircuito protezione di linee AT criteri generali esame di alcuni casi particolari unica linea alimentata ad una estremita insieme di linee alimentate ad una estremita impiego di rele di massima corrente e ad impedenza tempi di intervento delle protezioni e selettivita insieme di linee derivate da una dorsale alimentata da due e stremita dispositivi di telepilotaggio problemi dei sistemi di protezione con rele ad impedenza componenti di un sistema di protezione completo di una linea AT protezione di linee MT criteri generali protezione di linee MT con neutro isolato unica linea alimentata (rele omopolare di tensione) insieme di linee (rele varmetrico direzionale protezione di generatori sincroni rele differenziale terra statorica terra rotorica protezione di trasformatori rele Buchholz rele di terra massima corrente differenziale protezione dei sistemi di sbarre (protezione differenziale) sistemi di protezione - protezione contro le sovratensioni classificazioni sovratensioni di origine interna (temporanee e di manovra) sovra tensioni di origine esterna protezione contro le sovratensioni metodi preventivi funi di guardia messa a terra del neutro regolatori di tensione metodi repressivi spinterometri (campi di applicazione, disservizi) scaricatori a resistore non lineare scaricatori ad espulsione installazione degli scaricatori (disposizione verticale ed o rizzontale) Progettazione di impianti elettrici MT, BT (lezione 23) definizioni (impianto elettrico, massa, sistema elettrico, tensione nomi nale verso terra, categoria, sistemi TT,TN,IT) aspetti fondamentali della progettazione (sicurezza, affidabilita, costi , flessibilita, semplicita di esercizio) fasi della progettazione di impianti: valutazione del fabbisogno elettrico e classificazione dei carichi ( lezione 24) determinazione dei carichi convenzionali diagramma di carico, curva di durata del carico fattore di utilizzazione del carico massimo, durata di utilizzo del carico massimo, fattori di utilizzazione e di contemporaneita valutazione della potenza attiva assorbita e del fabbisogno ener getico di gruppi di carichi esempio di calcolo della potenza attiva massima di un gruppo di carichi Scelta della struttura del sistema (lezione 25) schema della rete (radiale semplice, radiale doppia, ad anello, in banki ng, a maglie, a congiungenti) livelli di tensione (sistemi di I e II categoria) scelta del numero dei centri di alimentazione (superficie e raggio d'azi one di un centro di alimentazione, allacciamento degli impianti al sistema di di stribuzione pubblica) Calcolo elettrico (lezioni 25-30) determinazione della sezione dei conduttori: calcoli preliminari e di ve rifica con riferimento alle cadute di tensione, ai vincoli termici, perdite e co sti. calcolo delle c.d.t. sulle linee (linea con carico all'estremita, linea con carichi concentrati, linea alimentata ai due estremi con carichi concentrati ) influenza della temperatura sulla portata delle linee (riscaldamento dei conduttori, fenomeni termici nelle linee, portata di una linea, calcolo della s ezione minima secondo il criterio termico) minimizzazione del costo della vita economica delle linee (costo inizial e, calcolo delle perdite e costo di esercizio, calcolo dei costi totali, sezione economica) Scelta delle linee (lezione 31) tipo di conduttore e di isolante designazione dei cavi (norme CEI) verifica meccanica dei conduttori (sezione, lunghezza della campata, cat enaria, tiro di posa) Scelta e dimensionamento dei sistemi di protezione per linee e reti (lezioni 31-33) protezione contro le correnti anomale (sovraccarico, corto-circuito). aspetti notevoli delle correnti anomale (innalzamento della temperatura dei conduttori) sistemi di I categoria (interruttori per usi domestici ed industriali, f usibili) sistemi di II categoria (interruttori a volume d'olio ridotto, in aria, in esafluoruro di zolfo, a vuoto, fusibili) prescrizioni normative sulla protezione contro il sovraccarico ed il cor to-circuito selettivita del sistema di protezione (caso di reti radiali) calcolo delle correnti di corto-circuito protezione contro le sovratensioni Protezione contro i rischi dell'elettricita (lezioni 33-37) curve di sicurezza per le tensioni ammissibili definizioni generali (tensioni di contatto e di passo, contatti diretti ed indiretti) protezioni contro i contatti diretti (di tipo preventivo e repressivo) protezione contro i contatti indiretti (prescrizioni normative e protezi oni nei sistemi TT, TN, IT) Impianti di terra (lezione 37) definizioni generali alcune tipologie di dispersori intenzionali (a picchetti verticali, ad a nello, a maglia) dispersori di fatto (plinti di pilastri, platee di fondazione, paratie d i contenimento, pali di fondazione) conduttore di terra (caratteristiche, sezioni minime) conduttori equipotenziali Impianto di terra nei sistemi di distribuzione (lezione 38) misura della resistenza di terra potenziale alla superficie del terreno misura delle tensioni di contatto e di passo il conduttore PEN (sistemi TN-C) Il rifasamento negli impianti di distribuzione (lezioni 38-40) conseguenze della circolazione di correnti induttive (perdite Joule, cad ute di tensione, cattiva utilizzazione degli impianti, aspetti tariffari tra ute nte e societa di distribuzione) mezzi di produzione di potenza reattiva (alternatori, compensatori sincr oni, condensatori) condensatori per sistemi di I e II categoria resistenze di scarica dei condensatori rifasamento sui singoli carichi o per gruppi di carichi criteri per il dimensionamento e la gestione dell'impianto di rifasament o nelle reti di distribuzione criteri per il dimensionamento e la gestione dell'impianto di rifasament o negli impianti utilizzatori procedimento di dimensionamento per il rifasamento centralizzato Programma del Tutorato Interruzione della corrente elettrica (2h) Dimensionamento delle linee in cavo (2h) Rifasamento (2h) Sistemi radiali con un'unica alimentazione (4h) Calcolo delle correnti di cortocircuito (2h) Protezione dei cavi BT contro le sovracorrenti (2h) Fondamenti di Sicurezza elettrica e protezione contro i contatti indiretti ( 2 h) Impiego di software commerciale per la progettazione di impianti elettrici M T/BT (2h)