Calcolo Elettrico Delle Linee Elettriche

CALCOLO ELETTRICO DELLE LINEE ELETTRICHEAppunti a cura dellIng. Stefano Usai Tutore del corso di ELETTROTECNICA per meccanici e chimici A. A. 2001/ 2002 e 2002/2003 Facolt di Ingegneria dellUniversit degli Studi di Cagliari

Calcolo elettrico delle linee elettriche Criteri fondamentali usati per il dimensionamento delle linee elettriche . Calcolo preliminare e calcolo di verifica Criterio di dimensionamento termico Criterio di dimensionamento della massima caduta di tensione Modalit operative Variazione dei parametri resistenza e reattanza al variare della sezione Calcolo delle linee che alimentano pi carichi a cos =1 e cos 1 Criterio di dimensionamento del massimo tornaconto economico Calcolo delle linee che alimentano pi carichi a cos=1 Calcolo della potenza richiesta dalle utenze: fattore di utilizzazione e fattore di carico. pag. 1 pag. 1 pag. 3 pag. 5 pag. 6 pag. 8 pag. 9 pag. 11 pag. 35 pag. 36

CALCOLO ELETTRICO DELLE LINEE ELETTRICHE IN MT E BT Il calcolo elettrico di una linea in: MT (Media Tensione U>1000V) e BT (Bassa Tensione U=220V o 380V) si sviluppa in due parti: Calcolo preliminare , che consiste nella determinazione delle sezioni del conduttore e soddisfano precise condizioni;

Calcolo di verifica , che consiste nella verifica delle condizioni imposte, una volta determinata la sezione.

I criteri fondamentali usati per il dimensionamento delle linee elettriche di distribuzione MT e BT sono i seguenti: 1.Criterio termico 2.Criterio della max caduta di tensione 3.Criterio del max tornaconto economico

Appunti a cura dellIng. Stefano Usai, tutore del corso di ELETROTECNICA per meccanici e chimici Facolt di Ingegneria dellUniversit degli Studi di Cagliari

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Criterio termico E il criterio prevalente per linee molto corte e in particolare per i cavi e le sbarre. Il sovrariscaldamento dovuto a densit di corrente elevata altera la bont della trasmissione in quanto aumenta la resistenza; di conseguenza le caratteristiche di isolamento dei cavi non sono pi garantite. Per definire i criteri si consideri un cavo di resistivit , di lunghezza L e di sezione S

L

L 1 R = R = ; se L = 1 [] (1) A A A regime (quando la temperatura si stabilizza), tutto il calore prodotto per effetto Joule Pj viene trasmesso allambiente esterno Pt.


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In condizioni di equilibrio termico Pj = Pt dove K ladduttanza termica ossia il numero di Watt di calore dispersi dallunit di superficie, per ogni grado di sovratemperatura di quel conduttore s la superficie disperdente per unit di lunghezza del conduttore =c-a la sovratemperatura del conduttore rispetto alla temperatura ambiente a1 2 I = K s A(2)


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Dalla (2) si ricava lespressione dellintensit di corrente e della densit di corrente:

I=

K s A (A) K s (A/mm2) A

(3)

I = = A

(4)

Quindi dalla condizione di equilibrio termico si determinano le correnti e densit di corrente massime ammissibili: Imax e max. Eseguito il calcolo preliminare si dovr scegliere il valore della sezione commerciale prossimo per eccesso al valore calcolato e quindi verificare che risulti: < ma U < U ma(5) (6)


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1. Criterio della max caduta di tensione

La massima caduta di tensione ammissibile dettata dagli utilizzatori: per garantire un buon funzionamento, essi non devono essere sottoposti a variazioni di tensione che superino determinati valori. In particolare per: Lampade Motori Uma< 5% Uma< 10%

Queste condizioni devono essere rispettate soprattutto per le reti BT, in quanto queste sono sprovviste di dispositivi di regolazione della tensione.


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Modalit operativa1. Viene assegnata la massima caduta di tensione ammissibile per la linea in studio Umax 2. Si stabilisce come realizzare la linea: materiale e tipo: aerea o in cavo. Quindi si definisce in base al materiale la sua resistivit (N.B. La sezione A del conduttore incognita) 3. Si calcola la U con la relazione:L cos + X sen )I (7) A K un coefficiente che assume i seguenti valori: 2 per linee monofase 3 per linee trifase La U calcolata deve essere tale che: U = K (

U < UmaxDa questa relazione si determina la sezione teorica A.

(8)

4. Si sceglie il valore di sezione commerciale approssimato per eccesso e si calcola la U effettiva Ueff.


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5. Se Ueff < Uma il tipo di tale conduttore ha superato la verifica della massima caduta di tensione. La reattanza (/km) in fase di calcolo preliminare si assume nel seguente modo: Linee A.T. x = 0.4 /km Linee M.T. x = 0.3 /km Linee b.t.(aerea) x = 0.35 /km Linee b.t.(cavo) x = 0.10 /km La reattanza x varia poco al variare della tensione. In particolare per linee aeree con per linee in cavo con

A < 10 mm2 A < 25 mm2

la reattanza xL trascurabile rispetto a r xL

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