Impianti Elettrici (Appunti ed esercizi). Prof. Benato

IMPIANTI

INTRO => Generazione centrale non è affatto geograficamente centrale

• Lunghezza: 1^a primo problema!
• Generazione avviene in MT/BT => Isolazione e dimensioni contenute
• [AT altrimenti avrei problemi grossi]

TRASMETTERE ELETTRICA

• Trasmettere perché indipendente dalla velocità che voglio (quindi non trasporto)

MT/BT AT/AAT

• [A]
• [B]
• Tanto lungo
• [C]
• Utilizzatori MT
• Utilizzatori BT

• i E. JOUL ₂³
• P_j = 3RZ² = 3 [L_nm] ^[S/3U]₂
• P_j 1/U² => Contenuta

• ii Caduta T. INDUSTRIALE
• ΔS_E = R_Icos_y + XZsin_y => ΔU = [BRZcos_y + BXZsin_y]/_U
• => ΔU = /U₂
• ΔU/U = [RP + XQ]/_U²
• x[LP + xLQ]/_U² = [LP/U²][X + Q/P]
• tan
• ΔU/U ~ LP/U² x tan y

TECNOMOLOGIA

• Rete trasmissione - Fino al trafo allacciatore
• Rete distribuzione - Da allacciatore in poi

LIVELLI DI TENSIONE

• AAT - 380 kV
• AT - 230 kV, 132/150 kV
• HT - 20 kV
• BT - 380 V
• Tensione stellata - 230 V Spillata da una fase

R. DI DISTRIBUZIONE

• 20 kV / 400 V

D. RADIALE

• Cabina primaria
• Cabina secondaria

• Intuttori - Permettono la doppia alimentazione nel caso di un guasto.
• Più ne metto, più posso isolare i guasti e mandare al buio meno utenze possibili.
• Rete trasmissione - Distribuzione
• Corrente di guasto alta quanto più siamo vicini all'alimentazione.

Cavo MT/BT

Neutro fisico

Esercizio

• 10 unità:

• FH 100 posti di lavoro 9/1.84 NW ciascuno
• Luce in FH (2 x 400 W)
• Pompe + Vent 20 NW
• Clima (100 NW test) 20 NW inver

1^o:

f_co = 0.2

P_MX = 7.36 x 0.2 = 1.49 NW

• Linea FH f_co = 0.6 => P₁₄ = 0.6 (100 x 1.49) = 88 NW
• Ronsale (montante) f_co = 0.8 => P₁₄ = 0.8 P₁₄ VO = 705.6 NW

2^o:

f_co = 1

P₁₄ = 1 x 150 x 0 x 60 = 12 NW

3^o:

20 NW

f_co = 100 NW

P_HH = 0.9 Σ P_M7 = 860 NW

S = P_HH / 905ρ = 955 NVA

S^* = 1000 NVA

Isolatori

Materiali

• Porcellana → Qualsiasi
• Vetro Pyrex → Qualsiasi: Un vicino _Cl mare
• Vetro Gionco Hardex → Tensioni modeste
• Vetro verde speciale → Tensioni modeste

Salcedine che si deposita sugli isolatori può provocare scariche

Caratteristiche elettriche

• Rigidità dielettrica di massa e superficiale → La scarica può viaggiare in 2 modi
• Intensità di E in caso di scarica
• Costante dielettrica
• Resistività di massa e superficiale → Resistenza immensa Corrente che passa è pochissima

Poggia e umidità

Può ridurre parametri di resistività e rigidità → Perdite e riduzione di E_max

Problema

• _ε porcellana/ε_aria ≈ 6 → Meglio la porcellana chiaramente
• D_A = ε_A N_A → ^Q₀ /_2πrε_A = ε_A N_A → Carica che si dispone è la stessa
• D_P = ε_P N_P → ^Q₀ /_2πrε_P = ε_P N_P
• Vettore spostamento
• Campo elettrico → N_Aria > N_Porcellana
• Passando per la carica → N_A/N_P = ^γ_Pε_P/_γAεA
• L’aria si prende tutto il campo elettrico → Magari sovraccarico
• Formazione continua di archetti che danneggiano conduttore e porcellana.

Soluzione

• Bandelle elastiche metalliche + Guaₚₚettinazione porcellana

• Bandelle elastiche
  • Conduttore/Porcellana hanno lo stesso potenziale
  • Campo E (N) non passa più attraverso l’aria.

• Auto induzione: L₁ = 0.05 + 0.66 log₁₀ (D / d ) Filtrici
• Mutua induzione: M₁₃ = 0.46 log₁₀ (1/2 D / r )

Simmetria

• Φ₁ = Φ₂ = Φ₃ = Φ
• Φ₁₂ = Φ₂₃ = Φ₁₃ = Φ
• I₁ + I₂ + I₃ = 0
• Simmetria

Triangolo equilatero:

Φ₁ = L I₁ + M I₂ + M I₃

L I₁ + (I₂ + I₃) M = (L - M) I₁

Perfetto in caso di perfetta simmetria

• Conduttori in linea:
• L solo il conduttore centrale è in condizioni di simmetria, in genere linee AT - AAT
• L dipende solo dello spessore
• M dipende della distanza tra conduttori
• M₁₂ = M₂₃, M₁₃ ≠ M₁₂ = M₁₃ => M₁₃ = M + ΔM

Φ₁ = L I₁ + M I₂ (+ M + ΔM) I₃

(L - M) I₁ + (M I₂ + I₃) + ΔM I₃ = Errore

Φ₂ = M I₁ + L I₂ + M I₃ = (L - M) I₂ Simmetrico

Problema per il modello monofase equivalente

Semplificazione

P_sm = 2 Hm^* => Possibile eliminare il contributo della Ce

Ce = 29.15

log [P_sm] = 26.15

[nF/Nm]

log [2 P_sm/d]

P_sm³

7 H_c, H₁, H₃

=> Quasi sempre verificata per le linee aeree

Range =>

Ces = 8 ÷ 12 nF/Nm

Conduttore in cavo

=> 50% dei cavi MT/BT

Preferire pieni di fase, perché compongono le pareti capillari.

Cavi unipolari

Cavi tripolari

Una fase per cavo

3 fasi per cavo

Cavo quadripolare

=> Tripolare + neutro

=> √BT

Costituzione

Guaina esterna

Stato semiconduttivo => Per eliminare l'aria

Schenro metallico

Rame

Varietà di costruzione

Alluminio => Più leggero

Armatutera

• Esempio cavi Sardegna-Corsica:
  • 87 (190) kV
• Armatura
  • Tubo. Fiduciario - Tutto => Invenzione nostra
• Parametri dei Cavi => Modellizzazione
• Resistenza
  • R_20cc = l²⁰/S (in corrente continua)
• Millimetri 2500 mm²
• Passaggio in corrente alternata
  • R_20ca/R_20cc = 1.025 ÷ 1.6
• Effetti Pelle
  • Prossimità
    • R_20ca = R_20cc (1 + γ_s + γ_p)
• Sezioni molto più grandi rispetto alle aeree
  • Effetto pelle molto più consistente
• Legati alla distribuz. non uniforme
• Temperatura diversa =>
  • 90°: R_20ca = N * R_20cc
• Effetto di prossimità =>
  • Non uniformità della distribuzione di corrente, generato dal campo magnetico dell’altro conduttore.
• Campo che si oppone
• Campo magnetico