Appunti Impianti Elettrici

IMPIANTI ELETTRICI

• Generazione di energia elettrica
• Sistema di trasmissione e distribuzione
• Sistema di utilizzazione

Struttura tradizionale del sistema elettrico

• Produzione
  • Sottocentrale
    • in AT
    • BT a seconda della potenza generata
• Rete di trasmissione
  • AAT
    • 220-380 kV
    • Potenza impegnata
  • AT
    • 120-150 kV
    • sottostazione e distribuzione in media
• Rete di distribuzione
  • MT
    • 10-30 kV (20kV)
    • radiale: nodo complesso
    • medie utenze
  • BT
    • 120/380V
    • radiale: piccole utenze

Definizione di impianto elettrico del Comitato Elettrotecnico Italiano:

"Complesso organico di costruzioni ed installazioni destinate ad almeno una delle seguenti funzioni: produzione, conversione, trasformazione regolazione sicurezza, trasmissione, distribuzione e utilizzazione dell'energia elettrica."

Diversi livelli di tensione

• energia prodotta nelle centrali elettriche deve essere trasportata e distribuita per mezzo di linee elettriche di lunga distanza
• più la produzione è centralizzata tanto più il percorso medio dell’energia (generatore - utente) è lungo a parità di altri fattori
• la necessità di impiego di diverse tensioni è legata al contenimento delle perdite di trasporto

• riducendo la resistenza con un aumento di sezione o un materiale con resistività inferiore
• aumentando la corrente circolante ovvero aumentando la tensione di esercizio (Tensione concatenata)

La tensione di esercizio delle linee sarà più elevata tanto più grandi saranno la potenza da trasportare e la lunghezza della linea.

• in AC l'interconnessione tra diversi livelli di tensione avviene per mezzo di trasformatori
• stazioni elettriche Trasformazione AAT/AT
• cabine primarie CP Trasformazione AT/MT
• cabine secondarie CS Trasformazione MT/BT

tensione relativa è U_c = √3 P/A U_u

Alimentazione del carico elettrico

• Vincoli di funzionamento
  • destinazione d'uso (residenziale, produttiva, commerciale, pubblico ...)
  • variazione potenza prelevabile istantaneamente
  • fattore di potenza in previsione
  • comportamento armonico
  • selettività con la protezione di rete al fine di non creare disservizi ad altri utenti
• All'interno di questi vincoli: ogni carico è libero di comportarsi in modo contrario, di prelevare in merito all'assorbimento di energia attiva.
• La rete elettrica deve garantire un funzionamento affidabile e sicuro, consentito alla presenza di riserve da generatori di continuità, rispettando:
  • vincoli di tensione e frequenza
  • vincoli di continuità del servizio

Esempio di diagrama di carico giornaliero

P = f(ωt)_a

1. punta di carico
2. carico max
3. accadenzà

- La rete deve essere in grado di sostenere il carico elettrico sia al breve che al lungo periodo al fine di porsi pianificati azioni conseguenti agli incrementi nel medio/lungo termine. - Devono essere sfruttati entità e localizzazione dei centri di carico e della generazione, sia parte proveniente dal bilancio elettrico da parte autoprodotta, al fine di delineare eventuali congestioni.

Dimensionamento di linee e cavi

parametri usc. del carico

Pq progetto richiesta

In Per costi f0 basso

(Ew) Vl

be low costo coord. di perdita

Ppl&sp

la f di lavo a ∼ cost ΔE

durante temporaneo θ

perdite

Scomm >= St

Obi uso a potenza infinita Po

rap-presenta un generatore o una rete equivaldi a grado di fornire in quelois: condizione la tensione un'omnide e la frequenza nominale (anche operaando in cortoixcirco)

rap-presentazio out generatore

Rete

Z circuito

generatore - giroscopica

uscita = 0

Metodologie di progetto e verifica - metodi approssimati

• linea a stella (alimentata ad una sola estremità)
• linea alimentata ad entrambe le estremità
• rete diramata
• rete magliata

Critera

• sezione costante
• corrente costante
• tensione economica

Definizioni

Generatore: rete parallela Traffo (Linea): serie di tronchi

• Tronco: tratto di linea posto tra due nodi di derivo

Rete: struttura complessa costituita dall'unione di più tratte collegate in uno o più nodi (rete diramata, magliata).

• Rete Diramata
• Rete Magliata

• x distrib. UT/BT
• + più alimentazione
• x trasmissione AT

D

I_B \sum_{r=2}^t A_{B2} \cdot i_2 / l

t' = I_A \cdot i_2

\delta = \rho_f \frac{\sum \Delta \rho_s \cdot i_2}{\Delta U^2 \cdot 2k} oppure

\delta = \rho_f \frac{\sum \Delta B_2 \cdot i_2}{\Delta U^2 \cdot 2t}

NB: se la sezione di taglio cade su un tronco cinereo de di un prezzo, in quel tronco una circolare coincide + la crisi e nulla. Il tronco è inflessibile e si considera il kit a saldo.

Linee ad L'eventuale alle due estremità

1 casi possibili:

1. E_A = E_B
2. E_A ≠ E_B

casi

E_A = E_B

- obbligatoriamente si calcola I_B

- si determina il punto di taglio

- si dimensiona una delle due linee a sbalzo

NB: linea attiva e reattiva non è detto che abbiano punti di taglio coincidenti

- se non coincidenti, caratteristicamente si considera uno dei due punti di taglio e gli si associa un caso cit. oa della rete attiva che reattiva e si verifica.

ΔE_a + ΔE_r ≠ ΔE_i

caso 2

E_A ≠ E_B

- cit anche a verbo - presenza di corrente di circolazione

I_B = (E_A - E_B) / ∑_{em. Rtot}

si procede come per linee tra cc considerando separatamente le due reti: attiva e reattiva

- noi… noi facciamo questi esercizi

• metodi qualitativi per riconoscere il livello di tensione di un elettrodotto aereo

• BT = sostegni di altezza ridotta, unica a possedere conduttori di neutro *
• AAT = ceramici con conduttori a fascio **

• altri livelli: contare elementi cappo e perno costituenti la catena di sospensione, e seguire la seguente regola approssimativa: n + 1/3 n

Fune di guardia

• posizionate nella parte alta del traliccio e connesse elettricamente il traliccio stesso, esse sono attraversate da correnti elettriche parassite i tralicci hanno forma piramidale, i tralicci a Y
• hanno funzione di protezione ceramico ***, ovvero solo elettrodi passivi (non alimentati) che devono proteggere i conduttori di fase (attivi) contro le fulminscie dirette. Per fare ciò, i conduttori devono rientrare in un cono con angolo 2α con α = 30° - 35°

Con questa conformazione, meno del 8% dei fulmini che colpiscono la linea giungerà direttamente ai conduttori di fase

realizzate in corde in acciaio o alluminio-acciaio e possono essere sfruttate per la trasmissione di dati grazie all'inserimento di fibre ottiche

• * ceramico: indice del fulmini che cadono in una determinata zona