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CENNI DI IMPIANTI ELETTRICI

ELETTROTECNICA Laurea Ing. Aerospaziale - 1° livello. CENNI DI IMPIANTI ELETTRICI. Prof. M.S. Sarto. CENTRALI DI PRODUZIONE DELL’ENERGIA ELETTRICA. IDROELETTRICHE TERMOELETTRICHE TERMONUCLEARI GEOTERMOELETTRICHE EOLICHE SOLARI. CENTRALI IDROELETTRICHE.

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CENNI DI IMPIANTI ELETTRICI

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Presentation Transcript

  1. ELETTROTECNICA Laurea Ing. Aerospaziale - 1° livello CENNI DI IMPIANTI ELETTRICI Prof. M.S. Sarto

  2. CENTRALI DI PRODUZIONE DELL’ENERGIA ELETTRICA • IDROELETTRICHE • TERMOELETTRICHE • TERMONUCLEARI • GEOTERMOELETTRICHE • EOLICHE • SOLARI

  3. CENTRALI IDROELETTRICHE

  4. CLASSIFICAZIONE DEGLI IMPIANTI ELETTRICI

  5. SCHEMA DI IMPIANTO ELETTRICO MT MT/AT AT/MT MT AT G MT/BT Trasmissione in AT (220-380 kV) BT Generazione in MT (10-15 kV) MT/BT BT Distribuzione in AT (50-150 kV) o MT Utilizzazione in MT o BT

  6. SOVRATENSIONI • CAUSE INTERNE • Manovre sugli impianti (apertura o chiusura di interruttori) • Improvvisa riduzione del carico • Risonanze • Contatti accidentali con altro impianto in esercizio a tensione maggiore

  7. CAUSE ESTERNE • Fenomeni di origine atmosferica (fulminazione diretta o indiretta) I0 = 10-200 kA Tf = 0.5 – 1.5 s Te = 50-100 s

  8. leader Return stroke Il fulmine FULMINE DISCENDENTE (polarità negativa)

  9. Return stroke leader FULMINE ASCENDENTE (polarità negativa)

  10. IM: corrente di picco(di/dt)M :tangente massima Tf: tempo di salitaall’emivalore Te : tempo

  11. SOVRACORRENTI • SOVRACCARIC0 • Superamento dei valori di corrente per i quali una linea o un’apparecchiatura sono dimensionate (In) (e.g. Spunto dei motori asincroni in fase di avviamento) • CORTO CIRCUITO • Contatto tra due elementi dell’impiantonon equipotenziali. Le correnti di cto cto possono essere molto elevate in quanto limitate solo dall’impedenza a monte del guasto.

  12. x x APPARECCHI DI MANOVRA E INTERRUZIONE • INTERRUTTORI • Manuali • Automatici Apertura e chiusura di una linea sottocarico anche in condizioni di corto circuito

  13. PARAMETRI CARATTERISTICI • TENSIONE NOMINALE DI ESERCIZIO (Ve): tensione alla quale sono riferite le prestazioni dell’apparecchio (apertura/chiusura) • TENSIONE NOMINALE DI ISOLAMENTO (Vi): tensione alla quale è garantito l’isolamento dell’apparecchio • CORRENTE NOMINALE (In): corrente che l’interruttore può condurre a regime. Assume valori diversi con riferimento a servizio continuo o discontinuo.

  14. POTERE NOMINALE DI INTERRUZIONE (Iin): corrente di corto circuito che l’interruttore può interrompere ad una tensione superiore non oltre il 10% di Ve. • POTERE NOMINALE DI CHIUSURA SU CORTO CIRCUITO (Icn): corrente di corto circuito sulla quale l’interruttore può essere chiuso ad una tensione superiore non oltre il 10% di Ve.

  15. CONTATTORI • Manuali • Automatici Interruzione delle sole correnti di normale esercizio

  16. SEZIONATORI • Manuali • Automatici Interruzione della continuità elettrica in linee a vuoto (I=0) N.B. Nella fase di interruzione del circuito si apre prima l’interruttore e poi il sezionatore.

  17. Dispositivo di protezione dalle sovracorrenti: interrompe correnti di corto circuito elevate. • FUSIBILI In : corrente nominale Inf : corrente massima di sicura non fusione If : corrente minima di sicura fusione Icc : corrente di corto circuito T [s] Zona di intervento Campo di integrità I [A] InInfIf Icc

  18. DISPOSITIVI DI PROTEZIONE DA SOVRATENSIONI • Caratterististica tensione-corrente non lineare: • alta impedenza rispetto a terra durante le condizioni normali di funzionamento • corto circuito a terra in presenza di una sovratensione v(t)

  19. Condizione normale di funzionamento: v(t) Circuito aperto – impedenza molto elevata In presenza di sovratensione: v(t) Corto circuito – impedenza molto bassa

  20. Spinterometri Scaricatori ad asta • Alta capacità di assorbimento dell’energia della sovratensione • Tensione che decresce rapidamente dopo l’intervento Scaricatori a gas (Migliore controllo della tensione di intervento) Varistori ad ossido di metallo • Tensione quasi costante sul carico in presenza della sovratensione • Non possono condurre correnti elevate • Tensione costante sul carico in presenza della sovratensione Diodi soppressori

  21. Le caratteristiche diverse di gas arresters, varistori e diodi soppressori possono essere combinate nella realizzazione di circuiti di protezione multistadio v3 v1

  22. Sovratensione transitoria Tf = 1 s Te = 50 s VM = 2.1 kV

  23. v1 tensione misurata sul primo stadio v3 tensione misurata sul terzo stadio

  24. RELE’ • CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA GRANDEZZA ALLA QUALE SONO SENSIBILI: • Voltmetrici • Amperometrici • Wattmetrici • Frequenzimetrici • Ad impedenza • Termici • Tachimetrici

  25. CLASSIFICAZIONE IN BASE AL PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO: • Elettromagnetici • Elettrodinamici • Ad induzione • CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA GRANDEZZA DA ANALIZZARE: • Di massima • Di minima • Differenziale

  26. RELE’ MAGNETICO Tempo Caratteristica di intervento Tin Corrente Is = 8-10 In

  27. RELE’ TERMICO Tempo Caratteristica di intervento 5 sec Corrente I 5 sec = 4 In

  28. RELE’ MAGNETO-TERMICO Tempo Caratteristica di intervento Tin Corrente Is = 8-10 In

  29. OSSERVAZIONE: I relè magnetico, termico, magnetotermico intervengono SEMPRE per corrente SUPERIORE alla corrente nominale dell’impianto (da 4 ad 8-10 volte). Ad esempio, in un’utenza domestica con corrente nominale di 15 A, la corrente di intervento non è inferiore a 60 A. La corrente pericolosa per l’uomo è di 50 mA !

  30. RELE’ DIFFERENZIALE Corrente di intervento molto minore alla corrente nominale dell’impianto: IMPIANTI INDUSTRIALI: I = 300 mA UTENZE DOMESTICHE: I = 30 ma UTENZE PARTICOLARI: I = 10 ma

  31. SISTEMA DI UTILIZZAZIONE IN BT: stato nel neutro • Sistema IT • Sistema TT • Sistema TN MT/BT BT Utenze monofasi o trifasi 1° lettera: stato del neutro del secondario del trasformatore MT/BT 2° lettera: stato delle masse delle utenze

  32. IMPIANTI DI TERRA • Norma CEI 64-8 • Norma CEI 11-8 • Norma CEI 81-1 • SCOPO DELL’IMPIANTO DI TERRA: • Offrire una via di ritorno alle correnti di guasto diversa da quella offerta dal corpo umano • Determinare l’intervento delle protezioni in tempi opportuni • Rendere equipotenziali strutture metalliche suscettibili di essere toccate contemporaneamente.

  33. COMPONENTI DI UN IMPIANTO DI TERRA Conduttore di protezione Conduttori equipotenziali Conduttori di terra dispersori

  34. Tensione di passo Tensione che può risultare applicata tra i piedi di una persona a distanza di un passo durante (1 m) un cedimento dell’isolamento

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