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

Reti elettriche: teoria e Reti elettriche: teoria e applicazioni.applicazioni.

Reti di trasmissione e di Reti di trasmissione e di distribuzione.distribuzione.

Paolo PelacchiPaolo Pelacchi

reti elettriche - reti di trasmissione e di distribuzione

2

Cenni storiciCenni 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.


3

Cenni storiciCenni 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).


4

Cenni storiciCenni 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.


5

Cenni storiciCenni storici


6

Rappresentazione topografica di una rete elettricaRappresentazione 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.


7

Rappresentazione topografica di una rete elettricaRappresentazione 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.


8

Rappresentazione topografica della rete italianaRappresentazione topografica della rete italianaUNIVERSITÀ DI PISA


9

Rappresentazione topografica della rete italianaRappresentazione topografica della rete italiana


10

Schema unifilare di una rete elettricaSchema 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.).


11


- 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).


12


- 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.


13


- 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.


14

SimbologiaSimbologia

sezionatore

interruttore di manovrasezionatore

interruttoreautomatico di potenza

interruttore magneto-termico di potenza

scaricatore

trasformatore2 avvolgimenti

trasformatore3 avvolgimenti

auto-trasformatore2 avvolgimenti

generatoreG


15

Esempio di schema unifilareEsempio di schema unifilare

UNIT 1


16

Reti magliate e reti radialiReti magliate e reti radiali


17


18DISTRIBUZIONE PRIMARIADISTRIBUZIONE PRIMARIA


19DISTRIBUZIONE PRIMARIADISTRIBUZIONE PRIMARIA


20DISTRIBUZIONE MTDISTRIBUZIONE MT


21DISTRIBUZIONE BTDISTRIBUZIONE BT


22DISTRIBUZIONE BTDISTRIBUZIONE BT


23


24


25


26


27


28TRASMISSIONE TRASMISSIONE


29TRASMISSIONE TRASMISSIONE


30TRASMISSIONE E INTERCONNESSIONETRASMISSIONE E INTERCONNESSIONE


31

CENTRALE CENTRALE

RETE DI RETE DI TRASMISSIONETRASMISSIONE

E INTERCONNES.E INTERCONNES.RETE DI RETE DI

DISTRIB.MTDISTRIB.MT

STAZIONE STAZIONE CABINA CABINA PRIMARIA PRIMARIA

CABINACABINAMT- BT MT- BT

RETE DI DISTRIB.BTRETE DI DISTRIB.BT

CARICOCARICO

RETE DI RETE DI DISTRIB.PRIMARIADISTRIB.PRIMARIA


32

RETERETE TENSIONE TENSIONE NOMINALENOMINALE NOTENOTE TENSIONE TENSIONE

MAXMAX

380 kV380 kV 420 kV420 kV

220 kV220 kV residuoresiduo 245 kV245 kV

132 kV132 kV centro nordcentro nord 145 kV145 kV

150 kV150 kV centro sudcentro sud 170 kV170 kV

15-20 kV15-20 kV 17,5-24 kV17,5-24 kV

altrealtre residuoresiduo

TRASMISSIONE E TRASMISSIONE E

INTERCONNESSIONEINTERCONNESSIONE

DISTRIBUZIONE DISTRIBUZIONE PRIMARIAPRIMARIA

DISTRIBUZIONE DISTRIBUZIONE A MTA MT

DISTRIBUZIONE DISTRIBUZIONE A BTA BT 400 V400 V

TENSIONI UTILIZZATE TENSIONI UTILIZZATE NEL SISTEMA ELETTRICO ITALIANONEL SISTEMA ELETTRICO ITALIANO


33

a)a)

b)b)


34

generazione a livello generazione a livello di distribuzione di distribuzione primaria per motivi primaria per motivi storicistorici


35

autoproduzioneautoproduzione


36

generazione distribuitagenerazione distribuita


37

Reti interconnesse e reti isolateReti 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: teoria e applicazioni. Reti di trasmissione e di distribuzione. Paolo Pelacchi.

Documents

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