ANALISI DEI FENOMENI DI CORTO CIRCUITO NEI SISTEMI ELETTRICI DI POTENZA

Corto circuito trifase ai morsetti di un generatore funzionante a vuoto. Cortocircuito in un nodo di una rete.

CORTO CIRCUITO TRIFASE IN UN GENERATORE IDEALE

L R + - EM sin(t+) i(t)

2 1.5 1 0.5 -0.5 -1 0.1 0.2 0.3

COMPONENTI LA CORRENTE DI CORTOCIRCUITO AI MORSETTI DI UN GENERATORE IDEALE CON IMPEDENZA INTERNA componente unidirezionale; la sua evoluzione dipende dall’unico modo proprio della rete (-L/R); la sua ampiezza dipende dall’istante in cui avviene il cortocircuito e non supera il valore massimo della corrente sinusoidale di regime. componente alternativa alla frequenza di rete.

CORTO CIRCUITO TRIFASE IN UN GENERATORE SINCRONO

COMPONENTI LA CORRENTE DI CORTOCIRCUITO AI MORSETTI DI UN GENERATORE SINCRONO componente unidirezionale; la sua evoluzione dipende dai parametri del generatore; la sua ampiezza dipende dall’istante in cui avviene il cortocircuito e non supera comunque il valore di cresta della componente alternativa. componente alternativa alla frequenza di rete di ampiezza variabile col tempo.

LA DINAMICA DURANTE UN FENOMENO DI CORTO CIRCUITO VIENE DECOMPOSTA IN TRE SUCCESSIVE CONDIZIONI DI REGIME regime durante il periodo subtransitorio; regime durante il periodo transitorio; regime a guasto persistente.

E’ X’ E0 Xs E” X”

E/X” E/Xs E/X’

CORTO CIRCUITO IN UN NODO DELLA RETE

Isk j k s Vs g

COMPONENTI LA CORRENTE DI CORTOCIRCUITO IN UN NODO DELLA RETE componente unidirezionale; la sua evoluzione dipende dal modo proprio aperiodico dominante della rete. componente alternativa alla frequenza di rete, di ampiezza variabile per la presenza in rete di generatori sincroni.

ESAME DELLA COMPONENTE APERIODICA DELLA CORRENTE DI CTO-CTO il valore iniziale della componente aperiodica è una variabile casuale. E’ opportuno quindi porsi nel caso peggiore (valore iniziale pari al valore di cresta della componente alternativa). rimane da valutare la costante di tempo del modo aperiodico dominante, che esige una analisi approfondita e che tuttavia possiamo assumere compresa tra 0.04 sec. e 0.3 sec.

Rapporto tra le componenti unidirezionale ed alternativa della corrente di c.c.

Calcolo di correnti di cto cto: esempio 1 linea a linea b G TR1 TR2 linea b G TR1 linea a TR2 Pn = 150 MVA Vn = 10 kV Xs = 1 p.u. Pn = 160 MVA Vn = 10/220 kV Xcc = 0.1 p.u. Xla = 75 ohm Pn = 150 MVA Vn = 220/130 kV Xcc = 0.1 p.u. Xlb = 35 ohm Pbase = 200 MVA Ubase = 10, 130, 220 kV xs xtr1 xla xtr2 xlb La tecnica in p.u. è particolarmente indicata in caso di reti magliate

Calcolo di correnti di cto cto: esempio 2 In caso di reti radiali, anche attive, talvolta è più immediato il calcolo delle correnti di cto cto che utilizza la potenza di cto cto. In un sistema composto da k elementi in serie ciascuno dei quali con una propria reattanza Xj e sottoposti alla stessa tensione la Pcc sarà pari a La formula è valida anche se le tensioni non sono uguali purché le reattanze siano state riportate alla stessa tensione U.

Calcolo di correnti di cto cto: esempio 2 U = 130 kV Prete = 10.000 MVA Xlinea = 0.4 ohm/km Llinea = 10 km 1 n° 1 trasformatore Pn = 30 MVA U1/U2 = 130/30 kV ucc = 12 % n° 6 trasformatori 2 n° 2 trasformatori Pn = 10 MVA U1/U2 = 30/6 kV ucc = 8 % Pn = 1.6 MVA U1/U2 = 30/0.4 kV ucc = 7 % 3 4