ELECTRIC POWER DISTRIBUTION, UTILIZATION AND SMART GRIDSModulo ELECTRIC POWER DISTRIBUTION AND UTILIZATION
Anno accademico 2023/2024 - Docente: Stefania CONTIRisultati di apprendimento attesi
Il Primo Modulo (EPDU) del Corso si prefigge l'obiettivo di fornire conoscenze su struttura, componenti, funzioni, metodi di analisi e criteri di progettazione di base delle reti di distribuzione di I Categoria (comunemente dette di "Bassa Tensione", BT) ed, in parte, di quelle di II Categoria (comunemente dette di "Media Tensione", MT), più approfonditamente trattate nel Secondo Modulo riguardante le Smart Grids (SG).
Il Primo Modulo sarà quindi dedicato, più specificamente, alla progettazione delle reti di BT nel rispetto della normativa CEI (Comitato Elettrotecnico Italiano) riguardante la Sicurezza Elettrica, anche con riferimenti agli Standard internazionali.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
L'insegnamento prevede sia lezioni frontali sia esercitazioni con software specifici, mirate a mettere in pratica i contenuti delle nozioni teoriche e a sviluppare le relative competenze.
Prerequisiti richiesti
Conoscenze
di base di Elettrotecnica,
con specifico riferimento alla conoscenza delle leggi relative ai campi elettrici
ed elettromagnetici, all'analisi dei circuiti elettrici radiali e magliati, in
corrente continua ed alternata sinusoidale, in regime stazionario e transitorio,
nonché al funzionamento dei Sistemi Elettrici di Potenza, sia monofase che
trifase, simmetrici ed equilibrati e non.
Conoscenza delle principali Macchine Elettriche (trasformatori di potenza, macchine sincrone, asincrone e convertitori elettronici di potenza) e dei loro principi di funzionamento e modellazione di base.
Frequenza lezioni
La frequenza del Corso non è obbligatoria ma se ne consiglia fortemente la frequenza, poichè il Corso prevede, oltre alle lezioni teoriche, esercitazioni numeriche partecipate e attività di gruppo, incluse visite tecniche.
Contenuti del corso
0. Presentazione del Programma del Corso e degli specifici ambiti di interesse, in relazione alle principali funzioni dei Sistemi Elettrici di Potenza (Generazione, Trasmissione, Distribuzione e Utilizzazione).
1. Panoramica su Normativa e Legislazione per i Sistemi Elettrici di Potenza; documentazione di Progetto per gli Impianti Elettrici.
2. Definizioni e classificazioni principali relative agli impianti elettrici. Richiami sulle scelte tecniche fondamentali. Il Neutro nei sistemi trifase. Tensioni nominali verso “terra”. Classificazione dei sistemi di distribuzione in BT oggetto di studio.
3. Determinazione del “carico convenzionale” di circuiti e impianti elettrici.
4. Richiami su Parametri e Modelli Equivalenti delle Linee Elettriche (elettricamente “lunghe” e “corte”.
5. Caratteristiche costruttive delle condutture elettriche: Linee Aeree con conduttori nudi.
6. Caratteristiche costruttive delle condutture elettriche: Linee in Cavo.
7. Criteri per il dimensionamento elettrico e la verifica delle condutture “corte” (modello R-L).
8. Sovracorrenti (studio dei fenomeni di Sovraccarico e Corto-Circuito).
9. Calcolo delle correnti di corto-circuito nelle reti di distribuzione radiali.
10. Dispositivi di Manovra e studio del fenomeno dell’Arco Elettrico.
11. Dispositivi di protezione dalle sovracorrenti (classificazione di diversi tipi di Relè di Protezione e Fusibili). Interruttori automatici per impianti in BT.
12. Scelta e installazione delle protezioni dalle sovracorrenti secondo le Norme CEI.
13. Criteri di Selettività delle protezioni contro le Sovracorrenti.
14. Sovratensioni e relative protezioni.
Criteri di progettazione e protezione contro le Tensioni di Contatto secondo la Tecnica della Sicurezza Elettrica, definita dalle Norme CEI.
15. Lo “shock elettrico”, effetto della corrente sul corpo umano e le Curve di Pericolosità della Corrente Elettrica. Contatti diretti e Indiretti. Definizione di Massa.
16. Il ruolo del "terreno" come conduttore elettrico. Dispersori di terra. I potenziali del terreno. Resistenza Totale di Terra e Tensione Totale di Terra. Modello "elettrico" del corpo umano. Resistenza e Resistenza verso terra della persona.
17. Tensione di Contatto e Tensione di Contatto a Vuoto. Contatto indiretto con e senza collegamento a "terra" dell'apparecchiatura elettrica. Curva di sicurezza Tensione-Tempo.
18. Costituzione dell’Impianto di Terra. Definizione dei sistemi TT, TN e IT.
19. La protezione contro i Contatti indiretti nei sistemi TT. con interruzione automatica del circuito. L'interruttore differenziale. La selettività tra differenziali.
20. La protezione contro i contatti indiretti nei sistemi TN.
21. La protezione contro i contatti indiretti nei sistemi IT.
22. La protezione contro i contatti indiretti senza interruzione automatica dell’alimentazione.
23. La protezione contro i Contatti Diretti.
24. Cenni alle prescrizioni normative sugli impianti elettrici per “ambienti e applicazioni particolari” definiti dalla Norma CEI 64-8.
25. Installazione di protezioni e interruttori su conduttori di fase e di neutro nei sistemi TT, TN e IT.
Testi di riferimento
1) Pubblicazioni e Reports tecnici redatti da professionisti del Settore Elettrico Internazionale (in Inglese).
2) Norme CEI, CENELEC e IEC (in Italiano e in Inglese).
3) Gaetano Conte, "Manuale di Impianti Elettrici", Ed. HOEPLI (in Italiano).
4) Vito Carrescia, "Fondamenti di Sicurezza Elettrica", Ed. TNE (in Italiano).
5) Materiale didattico fornito dal docente (in Italiano e in Inglese).
Programmazione del corso
| Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|
| 1 | Panoramica su Normativa e Legislazione per i Sistemi Elettrici di Potenza; documentazione di Progetto per gli Impianti Elettrici. | 3) 5) |
| 2 | Definizioni e classificazioni principali relative agli impianti elettrici. Richiami sulle scelte tecniche fondamentali. Il Neutro nei sistemi trifase. Tensioni nominali verso “terra”. Classificazione dei sistemi di distribuzione in BT oggetto di studio. | 3) 5) |
| 3 | Determinazione del “carico convenzionale” di circuiti e impianti elettrici | 3) 5) |
| 4 | Richiami su Parametri e Modelli Equivalenti delle Linee Elettriche (elettricamente “lunghe” e “corte”. | 3) 5) |
| 5 | Caratteristiche costruttive delle condutture elettriche: Linee Aeree con conduttori nudi | 3) 5) |
| 6 | Caratteristiche costruttive delle condutture elettriche: Linee in Cavo | 3) 5) |
| 7 | Criteri per il dimensionamento elettrico e la verifica delle condutture “corte” (modello R-L) | 3) 5) |
| 8 | Sovracorrenti (studio dei fenomeni di Sovraccarico e Corto-Circuito). | 3) 5) |
| 9 | Calcolo delle correnti di corto-circuito nelle reti di distribuzione radiali | 3) 5) |
| 10 | Dispositivi di Manovra e studio del fenomeno dell’Arco Elettrico | 3) 5) |
| 11 | Dispositivi di protezione dalle sovracorrenti (classificazione di diversi tipi di Relè di Protezione e Fusibili). Interruttori automatici per impianti in BT | 3) 5) |
| 12 | Scelta e installazione delle protezioni dalle sovracorrenti secondo le Norme CEI | 3) 5) |
| 13 | Criteri di Selettività delle protezioni contro le Sovracorrenti | 3) 5) |
| 14 | Sovratensioni e relative protezioni | 3) 4) 5) |
| 15 | Lo “shock elettrico”, effetto della corrente sul corpo umano e le Curve di Pericolosità della Corrente Elettrica. Contatti diretti e Indiretti. Definizione di Massa | 4) 5) |
| 16 | Il ruolo del "terreno" come conduttore elettrico. Dispersori di terra. I potenziali del terreno. Resistenza Totale di Terra e Tensione Totale di Terra. Modello "elettrico" del corpo umano. Resistenza e Resistenza verso terra della persona | 4) 5) |
| 17 | Tensione di Contatto e Tensione di Contatto a Vuoto. Contatto indiretto con e senza collegamento a "terra" dell'apparecchiatura elettrica. Curva di sicurezza Tensione-Tempo | 4) 5) |
| 18 | Costituzione dell’Impianto di Terra. Definizione dei sistemi TT, TN e IT | 4) 5) |
| 19 | La protezione contro i Contatti indiretti nei sistemi TT. con interruzione automatica del circuito. L'interruttore differenziale. La selettività tra differenziali. | 4) 5) |
| 20 | La protezione contro i contatti indiretti nei sistemi TN. | 4) 5) |
| 21 | La protezione contro i contatti indiretti nei sistemi IT. | 4) 5) |
| 22 | La protezione contro i contatti indiretti senza interruzione automatica dell’alimentazione. | 4) 5) |
| 23 | La protezione contro i Contatti Diretti. | 4) 5) |
| 24 | Cenni alle prescrizioni normative sugli impianti elettrici per “ambienti e applicazioni particolari” definiti dalla Norma CEI 64-8. | 3) 4) 5) |
| 25 | Installazione di protezioni e interruttori su conduttori di fase e di neutro nei sistemi TT, TN e IT. | 3) 4) 5) |