CENNI DI IMPIANTI ELETTRICI

Presentazione sul tema: "CENNI DI IMPIANTI ELETTRICI"— Transcript della presentazione:

1 CENNI DI IMPIANTI ELETTRICI
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
TURBINA RISORSA CARATTERISTICA Kaplan Acqua fluente Bassa velocità (p elevato) Francis Bacino idroelettrico (bassa caduta) Media velocità Pelton Bacino idroelettrico (alta caduta) Alta velocità (p=1,2)

4 CLASSIFICAZIONE DEGLI IMPIANTI ELETTRICI
CATEGORIA LIVELLO TENSIONE A.C. LIVELLO TENSIONE D.C. BT: Vn  50 V BT: Vn  120 V 1 BT: 50 V  Vn  1000 V 120 V  Vn  1500 V 2 MT: 1 kV  Vn  30 kV 1.5 kV  Vn  30 kV 3 AT: Vn  30 kV (AAT: Vn  50 kV)

5 SCHEMA DI IMPIANTO ELETTRICO
MT MT/AT AT/MT MT AT G MT/BT Trasmissione in AT ( kV) BT Generazione in MT (10-15 kV) MT/BT BT Distribuzione in AT ( 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 = kA Tf = 0.5 – 1.5 s Te = s

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

9 FULMINE ASCENDENTE (polarità negativa)
leader Return stroke

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

11 SOVRACORRENTI SOVRACCARIC0 CORTO CIRCUITO
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 APPARECCHI DI MANOVRA E INTERRUZIONE
INTERRUTTORI Manuali Automatici x x 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 FUSIBILI Dispositivo di protezione dalle sovracorrenti: interrompe correnti di corto circuito elevate. T [s] In : corrente nominale Inf : corrente massima di sicura non fusione If : corrente minima di sicura fusione Icc : corrente di corto circuito Zona di intervento Campo di integrità I [A] In Inf If 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 Varistori ad ossido di metallo
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 v1 v3

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 Caratteristica di intervento Tin Is = 8-10 In Tempo
Corrente Is = 8-10 In

27 RELE’ TERMICO Caratteristica di intervento 5 sec I 5 sec = 4 In Tempo
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
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 Sistema IT Sistema TT Sistema TN

32 IMPIANTI DI TERRA SCOPO DELL’IMPIANTO 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 Tempo eliminazione del guasto [s] Tensione massima di passo [V] > 2 50 1 70 0.8 80 0.7 85 0.6 125 < 0.5 160