Reti elettriche: teoria e applicazioni. Reti di trasmissione e di distribuzione. Paolo Pelacchi

reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione Cenni storici I primi generatori in c.c. furono sviluppati, a livello industriale, da Gramme e da Brush attorno al 1870. Nel 1882 viene costruita la prima linea in c.c. Kiesbach-Monaco (57 km, 2 kV, 1.5 kW). Nel 1883 viene costruita la seconda linea in c.c. a Santa Redegonda (2 x 110 V). Tra il 1887 e il 1889 venne costruita la linea in c.c. Isoverde-Genova (27 km, 2.2 kV, 100 kW) successivamente potenziata fino a 540 kW. reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione Cenni storici Fra il 1875 ed il 1880 Gramme e Siemens svilupparono le prime applicazioni industriali in c.a. che portarono negli anni successivi allo sviluppo di questa tecnologia. Nel 1886 entrarono in servizio due alternatori monofase, a Roma e a Tivoli. Nel 1892 la centrale di Tivoli venne collegata a Roma con la prima linea di trasmissione in c.a. del mondo (5 kV). A seguito della scoperta del campo magnetico rotante viene costruita in Germania la prima linea trifase del mondo (178 km, 25 kV, 170 kW). Nel 1898 entra in servizio la linea Paderno-Milano (32 km, 13 kV, 10.5 MW). reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione Cenni storici Agli inizi del XX secolo la tensione dei sistemi di trasmissione passa in Europa da 25 a 80 kV mentre negli USA raggiunge 100 kV già nel 1909. Dopo Grande Guerra negli USA viene raggiunto nel 1922 il livello di tensione di 220 kV mentre in Europa, ed in particolare in Italia, si costruisce la prima linea a 130 kV nel 1923. Nel 1936 entrò in servizio negli USA una linea 287 kV. Nel 1952 in Svezia vennero realizzate le prime linee al mondo a 380 kV. Nei primi anni ’60 in Russia e negli USA iniziarono ad entrare in servizio sistemi di trasmissione a 500 kV. Nel 1965 veniva inaugurata in Canada la prima linea a 735 kV mentre quattro anni dopo negli USA veniva costruito il primo 765 kV. reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione Cenni storici reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

Rappresentazione topografica di una rete elettrica Il primo livello di rappresentazione di una rete elettrica è quello topografico. Le informazioni contenute in tale livello sono tipicamente legate alla localizzazione geografica degli impianti, alla loro tipologia (centrali e numero di linee in parallelo) ed ai livelli di tensione. In questo livello di rappresentazione vengono riportati sempre i nomi geografici dei nodi; tali nomi di solito non coincidono con quelli riportati nelle altre tipologie di rappresentazione. reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

Rappresentazione topografica di una rete elettrica Tale rappresentazione è tipicamente suddivisa per livelli di tensione (generalmente riportati con colori diversi). Eccettuato il livello di tensione, nella rappresentazione topografica non viene riportato alcun ulteriore parametro elettrico (es.: taglia e n° dei gruppi delle centrali). La lettura e la comprensione degli schemi può essere effettuata utilizzando direttamente la legenda riportata in calce. reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

Rappresentazione topografica della rete italiana UNIVERSITÀ DI PISA reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

Rappresentazione topografica della rete italiana reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

Schema unifilare di una rete elettrica Gli schemi unifilari di rete, di centrale, di impianto di utente, ecc., permettono la rappresentazione formale di un sistema elettrico e contengono tipicamente tutte le informazioni necessarie al suo dimensionamento. I nomi che identificano i nodi sono generalmente differenti da quelli della rappresentazione topografica. A seconda del tipo di studio che è necessario sviluppare i diversi elementi del sistema possono essere rappresentati con tutti i loro componenti o con elementi equivalenti (es.: generatori delle centrali, trasformatori in parallelo, interruttori di stazione, ecc.). reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

Schema unifilare di una rete elettrica Negli schemi (e nelle eventuali tabelle allegate) sono contenuti: I dati di targa e le tipologie dei componenti (generatori, linee, interruttori, protezioni, ecc.) Il collegamento del neutro La struttura delle linee (monofasi, trifasi, c.c., ecc.) Gli schemi elettrici unifilari vengono utilizzati per qualunque livello di tensione; la rappresentazione di ogni componente è definita dalle norme (CEI). reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

Schema unifilare di una rete elettrica Gli schemi elettrici unifilari assumono tale nome in quanto vengono disegnati riportando un unico filo indipendentemente dal fatto che i sistemi siano monofase, trifase o in c.c.. Gli schemi sono unifilari anche in caso di sistemi trifase; tale fatto è pienamente giustificabile in quanto in condizioni di funzionamento normale i sistemi risultano essere simmetrici ed equilibrati: in tali condizioni i moduli delle correnti di linea e delle tensioni di fase sono uguali (in modulo) e riferite ad un nodo comune (centro-stella) generalmente coincidente con il potenziale di terra. reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

Schema unifilare di una rete elettrica Negli schemi elettrici unifilari non è rispettata la scala delle lunghezze; ciò significa che nel disegno possono essere molto vicini nodi che nella realtà distano anche centinaia di km e viceversa. La simbologia dei diversi elementi che compongono una rete elettrica è piuttosto estesa; alcuni dei più rilevanti vengono per comodità di seguito riportati. reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione Simbologia sezionatore interruttore di manovra interruttore automatico di potenza interruttore magneto- termico di potenza scaricatore trasformatore 2 avvolgimenti 3 avvolgimenti auto-trasformatore generatore G reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

Esempio di schema unifilare UNIT 1 reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

Reti magliate e reti radiali reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

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reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione DISTRIBUZIONE PRIMARIA reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione DISTRIBUZIONE PRIMARIA reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione DISTRIBUZIONE MT reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione DISTRIBUZIONE BT reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

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reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione TRASMISSIONE E INTERCONNESSIONE reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione CENTRALE RETE DI TRASMISSIONE E INTERCONNES. DISTRIB.MT STAZIONE CABINA PRIMARIA MT- BT RETE DI DISTRIB.BT CARICO DISTRIB.PRIMARIA reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

NEL SISTEMA ELETTRICO ITALIANO TENSIONI UTILIZZATE NEL SISTEMA ELETTRICO ITALIANO TENSIONE TENSIONE RETE NOTE NOMINALE MAX TRASMISSIONE E 380 kV 420 kV INTERCONNESSIONE 220 kV residuo 245 kV 132 kV centro nord 145 kV DISTRIBUZIONE PRIMARIA 150 kV centro sud 170 kV DISTRIBUZIONE 15-20 kV 17,5-24 kV A MT altre residuo DISTRIBUZIONE 400 V A BT reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

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reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione generazione a livello di distribuzione primaria per motivi storici reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione autoproduzione reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione generazione distribuita reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

Reti interconnesse e reti isolate Una rete si può definire isolata se è in grado di soddisfare autonomamente il proprio carico ad esclusione, eventualmente, di una piccola quantità di energia (emergenze). In teoria tutte le reti sono isolate (UCTE, GB, ecc.). Il dlgs 79/99 stabilisce che “piccole reti isolate” sono quelle che producono e distribuiscono non più di 2.5 TWh (anno di riferimento 1996) e che importano non più del 5% dell’energia distribuita. reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione