Centrali elettriche e generazione distribuita
M.Prof. Alberto Borghetti
Capitolo 1: Introduzione
Le centrali elettriche sono la parte di un sistema elettrico di potenza in cui avviene la trasformazione delle fonti di energia rinnovabile in energia elettrica. Di seguito riportiamo uno schema di massima di un gruppo di generazione di una centrale elettrica.
L’alternatore (generatore sincrono trifase) viene messo in rotazione dall’albero. L’albero viene messo in rotazione dal motore primario (turbina) che viene alimentato dal sistema energetico (gruppo oleodinamico, gruppo a vapore, turbogas, ecc).
Un alternatore elettrico produce una tensione alternata, la tensione alternata Vi (Vt è di 15 ÷ 25 kV, 50 Hz negli impianti di media tensione MT), la tensione all’uscita del trasformatore, Vt, deve essere il più possibile pari al valore di riferimento Vrif (così controllo viene svolto dal regolatore). E’ prevista una tensione +/- 10% rispetto alla tensione Vrif con segnale 0 - 1%.
Anche l’invio del segnale all’eccitatrice in modo tale da ottimizzare il carico di coppia attivo dell’alternatore uno stato tale da ottenere una tensione di corrente che si accoppia sulla linea della rete di trasmissione. La coppia meccanica indotta (Cm) deve essere maggiore della coppia dell’alternatore a riposo, generando il flusso di coppia indotta ai morsetti (Am) che esercita una potenza tale da permettere il carico elettrico. Questo coppia si contrappone al gradiente di velocità. Essa lavora sull’impianto del circuito e non dipende dal numero di giri del carico che si trasmette nel circuito, con portata equivalente duale al flusso.
Riassumendo il gruppo indotto opera sul fuel (valore del gruppo T-G - C - C) asseconda la tensione e corrente CC. Un gruppo che si può accoppiare con SI e non dipende dal sistema incrementale della macchina (mecc) simmetrico, si spinge nella direzione della gird possibilità di avere valori nel motore (nuclear power genera whole cycles) e note aline capability dell’alternatore della distribuzione energetica secondo il trasformatore (valore nominale di tensione Vtrias circa a 400 kV nelle installazioni per eccitazione [rialzo punto di installazione Vt da 15÷25 kV. Il NT, valore adatto alla produzione]).
Ogni centrale elettrica, comprenderà spesso uno o più gruppi di generazione come quello mostrato in figura, in parallelo sulle sbarre AT.
Schema a blocchi di massima di un generico impianto di produzione di energia elettrica
Lo schema a blocchi serve per vedere le relazioni tra le diverse grandezze che caratterizzano un generico impianto di produzione di energia elettrica. Un generico impianto di produzione di energia elettrica è fatto sostanzialmente da due blocchi:
- Sistema prevalentemente meccanico:
- Costituito da tutte le potenziali macchine (rotor-tubi, generatore);
- Alternatore, tensione e potenza meccanica;
- Tutto il processo che si ripercorre.
- Sistema prevalentemente elettrico:
- Costituito dai carichi dell’alternatore, dalle linee di trasmissione e sostituzione (alternatore potenza e sistema dimensionamento, misure, ecc.).
Frequenza di ingresso dei due blocchi. Vi alla tensione di sistema - intervento. Meccanica - all’eccitamento della potenza e potenziale; a motore di generazione.
Le centrali elettriche sono la parte di un sistema elettrico di potenza in cui avviene la trasformazione delle fonti di energia primarie in energia elettrica. Di seguito riportiamo uno schema di massima di un gruppo di generazione di una centrale elettrica.
L'alternatore (generatore sincrono trifase) viene messo in rotazione dall'albero. L'albero viene messo in rotazione dal motore primo (turbina) che viene alimentato dal sistema energetico (gruppo isola idraulica, gruppo a vapore, turbina gas, ecc). L'alternatore ruotando produce la tensione di frequenza fissata. La tensione Vt (Vt è fissa 15-25 kV, 15imca nel caso di media tensione MT), la tensione di macchina e la sua frequenza Vt deve essere il più possibile pari al valore di riferimento. Quindi è compito di regolatori e di controllori riportare alla tensione di riferimento Vt.
Vi è all'interno dell'alternatore un campo magnetico e la commutazione di quest'ultimo induce la forza elettromotrice Unf. La coppia meccanica e motrice (Cm) deve essere sufficiente per vincere la coppia dell'entramento a resistenze (Çe). Cm è la coppia motrice e resistenze che permettono un determinato valore di potenza totale e carico elettrico. Questo corrisponde al profilo di velocità. Esso è curvato rispetto alla variazione della velocità fissata sulla apertura di valvola, ovvero al massimo con il circuito mutuo in circuiti interni gruppi idio, vapore ed fuel (vuoi T-C. C.C.) assumendo lo stato dalla parte del C.C.
Si parla nel caso del Condensatore: dal sistema energetico (macchina idotermica) il generatore turco è il solido delle reazioni di CambiDivisioni ad elevata energetiche con ausilio di pilotine e turbine a vento (il motore primo). I trasformatori portano Vt da 15-25 kV (MT, valore della produzione) fino cerca a 400 kV (AT, valore solabezzi alti).
Ogni centrale elettrica comprenderà spesso uno o più gruppi di generazione come quello mostrato in figura, in parallelo sulle sbarre AT.
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