OBIETTIVI FORMATIVI

Introduzione alle problematiche di base relative al funzionamento, alla progettazione ed alla pianificazione dei sistemi elettrici, intesi come insieme di elementi interconnessi, rappresentati da modelli matematici o circuitali. Si rivolge particolare considerazione a condizioni e situazioni pratiche.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

L’obiettivo dell’insegnamento è di introdurre gli studenti alle problematiche di base relative alla pianificazione, alla progettazione e al funzionamento dei sistemi elettrici per l’energia. L’oggetto di indagine è costituito da un complesso di componenti interconnessi che vengono studiati attraverso modelli di natura matematica e/o circuitale, con riferimento a particolari casi applicativi. Al termine dell’insegnamento lo studente dovrà conoscere i principi di funzionamento dei sistemi elettrici, in condizioni operative di normale esercizio o di guasto, e saper risolvere esercizi relativi a calcoli di dimensionamento e verifica delle reti elettriche. In particolare, al termine della prima parte dell’insegnamento lo studente dovrà saper descrivere e risolvere un problema di load-flow e saper calcolare tensioni e correnti in una rete elettrica in presenza di guasti. Al termine della seconda parte dell’insegnamento, lo studente dovrà conoscere i principali criteri di dimensionamento delle condutture elettriche e valutare le caratteristiche di un sistema di protezione di un impianto elettrico.

PREREQUISITI

Abilità nel risolvere circuiti elettrici in corrente alternata, equazioni algebriche e differenziali, calcoli trigonometrici e con numeri complessi, operazioni con matrici.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali teoriche ed applicative (5 ore settimanali)

Esercitazioni di laboratorio e seminari (ore aggiuntive)

Nel primo semestre dell’A.A. 2020/2021 le lezioni e le esercitazioni verranno svolte in modalità a distanza. Nel secondo semestre ci si adeguerà alle indicazioni di Ateneo.

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Concetti fondamentali sui sistemi di produzione, trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica: caratteristiche e fabbisogni degli utilizzatori di energia elettrica; diagrammi di carico di utilizzatori singoli e complessi; centrali di produzione, tipologie e classificazione in relazione alla copertura dei diagrammi di carico; cenni ai sistemi di generazione distribuita e alle microreti poligenerative.
• Rappresentazione e realizzazione dei circuiti elettrici. Determinazione dei parametri delle linee. Teoria delle linee lunghe. Concetto di lunghezza d'onda. Rappresentazione delle linee.
• Trasformazione ai valori relativi: definizioni ed applicazioni statiche.
• Il sistema elettrico in regime permanente sinusoidale. Il problema di load-flow.
• Il sistema elettrico in condizioni di guasto (sovracorrenti): Metodologie di calcolo delle correnti di corto circuito simmetriche. Definizione di potenza di corto circuito. Analisi di guasti dissimmetrici. Il metodo dei componenti simmetrici. Impedenze di sequenza dei componenti di rete. Filtri di sequenza.
• Il sistema elettrico in condizioni di guasto (sovratensioni): Sezionamento ed interruzione dei circuiti elettrici. Proprietà degli archi elettrici, accorgimenti e mezzi adottati per la loro estinzione. Tensione di ristabilimento e di ritorno. Curve di rigenerazione del dielettrico per interruttori. Sollecitazioni anormali degli impianti elettrici.
• La protezione negli impianti elettrici. Classificazione dei dispositivi di protezione in relazione ai possibili eventi e ai diversi componenti di impianto. Caratteristiche dei sistemi di protezione selettiva. Protezione contro il sovraccarico ed il corto circuito. Fusibili ed interruttori automatici.
• Criteri per il dimensionamento e la verifica delle condutture in cavo.
• Principi generali di sicurezza elettrica. Definizione di affidabilità e sicurezza. Sicurezza delle persone, contatti diretti ed indiretti. Cenno agli impianti di messa a terra.
• Rifasamento dei carichi negli impianti industriali: aspetti tecnici e normativi.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

1. R. Marconato, “Sistemi Elettrici di Potenza” (ed omologa versione in inglese)
2. W.D. Stevenson, “Elements of Power System Analysis”
3. F. Saccomanno, ”Sistemi Elettrici per l’Energia – Analisi e Controllo” (ed omologa versione in inglese)
4. G. Pratesi, “Le Protezioni dei Sistemi Elettrici di Potenza”
5. R. Benato, L. Fellin, “Impianti Elettrici”