Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA ENERGETICA
Insegnamento
SISTEMI ELETTRICI PER L'ENERGIA
IN04107616, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2018/19

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INGEGNERIA ENERGETICA
IN0528, ordinamento 2014/15, A.A. 2018/19
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Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese ELECTRIC POWER SYSTEMS
Sito della struttura didattica https://elearning.unipd.it/dii/course/view.php?id=473
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII)
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ROBERTO CALDON

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Ingegneria energetica e nucleare ING-IND/33 9.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 9.0 72 153.0

Calendario
Inizio attività didattiche 25/02/2019
Fine attività didattiche 14/06/2019

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
11 A.A. 2018/19 01/10/2018 30/11/2019 CALDON ROBERTO (Presidente)
TURRI ROBERTO (Membro Effettivo)
BENATO ROBERTO (Supplente)
10 A.A. 2017/18 01/10/2017 30/11/2018 CALDON ROBERTO (Presidente)
BENATO ROBERTO (Membro Effettivo)
TURRI ROBERTO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Si richiedono conoscenze di base di impianti elettrici, macchine elettriche e controlli automatici.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Il corso ha l’obiettivo di fare apprendere le seguenti conoscenze:
1) le basi conoscitive della costituzione e del funzionamento di un sistema elettrico di grandi dimensioni.
2) i principali metodi di analisi delle reti lineari magliate in regime stazionario, come il calcolo di load-flow.
3) I metodi di regolazione della tensione e della frequenza e la determinazione della risposta di un sistema tramite le relative funzioni di trasferimento.
4) I principali metodi di valutazione della stabilità del parallelo in regime dinamico perturbato.
5) I metodi di valutazione delle sovratensioni sulle linee di trasmissione, con e senza la fune di guardia, a seguito di eventi di fulminazione.
Le abilità attese sono le seguenti:
i) capacità di calcolare correnti e tensioni lungo linee rappresentate con parametri elettrici distribuiti.
ii) Capacità di ricavare la matrice alle ammettenze di nodo di reti elettriche, lineari e passive, comunque complesse.
iii) Capacità di calcolare i flussi di potenza in reti magliate di qualunque estensione e complessità.
iv) Capacità di calcolare la potenza generata da alternatori connessi alla rete in regime dinamico perturbato.
Modalita' di esame: Prova orale e valutazione dell’attività di laboratorio informatico.
E’ prevista una attività di almeno 20 ore di laboratorio la cui frequenza, e le relazioni ottenute a seguito delle varie esercitazioni sono considerate nella valutazione finale.
La prova orale d'esame consta di due domande riguardanti argomenti svolti nell’ambito del programma di lezioni e delle esercitazioni. Nelle risposte potranno essere richiesti allo studente esaminando calcoli, schemi e dimostrazioni necessarie ad evidenziare il grado di apprendimento acquisito.
Il contenuto delle lezioni, oltre ad essere riportato in questo syllabus, viene illustrato nella prima lezione del corso.
Criteri di valutazione: La valutazione della prova orale avverrà con riferimento al grado di conoscenza della materia mostrato dal candidato, sulla comprensione degli argomenti svolti e sull'acquisizione dei concetti e delle metodologie proposte. Sarà considerata anche la capacità di esporre con termini appropriati e passaggi logici il significato di fenomeni e delle tecnologie studiate.
La valutazione delle relazioni prodotte nel corso del laboratorio informatico avrà un peso positivo nella valutazione finale se lo studente è in grado di giustificare le scelte numeriche e i risultati ottenuti per le varie esercitazioni.
Contenuti: - Generalità sui sistemi elettrici e la relativa evoluzione storica.
- Richiami sulla teoria dei doppi bipoli passivi e lineari e convenzioni per l’applicazione ai Sistemi Elettrici (doppi bipoli serie, parallelo, degeneri, equivalenti a T e Pigreco).
- Le costanti caratteristiche delle linee trifasi - La propagazione su linee di trasmissione – onda progressiva – onda regressiva - Lunghezza d’onda – velocità di fase –costante di attenuazione.
- Funzionamento a potenza naturale delle linee di trasmissione. - Linee di lunghezza infinita; - Linea a vuoto; – I diagrammi elittici della tensione di linea ideale. - I diagrammi circolari delle potenze in arrivo.
- Il metodo per unità nello studio delle reti elettriche. - Applicazione ad una rete con più livelli di tensione. - Reti con trasformatori di gruppo diverso da zero.
- La matrice delle ammettenze nodali (o delle impedenze) nello studio delle reti.
- Calcolo dei flussi di potenza nelle reti magliate. - Formulazione del problema. Calcolo dei flussi di potenza con il metodo Glimm-Stagg e con il metodo Newton-Raphson. – Esempi applicativi.
- Metodi approssimati per il calcolo dei Flussi di Potenza. - Decoupled Load-Flow. – Metodo in continua.
- La regolazione della tensione e della potenza reattiva in un sistema elettrico. Provvedimenti per la regolazione della tensione. – I compensatori sincroni, – I condensatori, – I variatori sottocarico, - Il collasso di tensione.
– La regolazione della frequenza. - Funzione di trasferimento di Generatore con regolatore taco-accelerometrico. - Caratteristiche statiche di un gruppo di generazione. – Il bilancio di potenza in regime dinamico. - La regolazione Primaria di un sistema Generatore-Carico.
- La regolazione Primaria e Secondaria in un sistema elettrico - La regolazione Primaria e Secondaria in un sistema con più generatori.
- La regolazione Frequenza-Potenza di scambio in due sistemi interconnessi. - La regolazione Frequenza-Potenza di scambio: equazioni di Darrieus. - L’autonomia delle aree. Criterio del Quazza per l’autonomia della regolazione secondaria.
- Organizzazione della regolazione secondaria in sistema nazionale. Impiego dei trasformatori booster.
- Stabilità del parallelo – regime statico di generatori – regime statico di generatori + linea.
- Compensazione serie delle linee di trasmissione per il miglioramento della stabilità.
- Macchina sincrona, connessa alla rete, in regime transitorio. - Potenza erogata da macchina sincrona in regime transitorio
- L’equazione del moto perturbato di macchina sincrona connessa alla rete. - Il criterio delle aree per lo studio della stabilità
- Il modello semplificato di macchina sincrona. l’influenza dei vari tipi di guasto sulla stabilità. - L’impiego degli interruttori a richiusura rapida e ad apertura-richiusura unipolare per la stabilità del parallelo. - Studio delle oscillazioni di piccola ampiezza.
- Propagazione onde viaggianti: modelli fisici. - I coefficienti di riflessione e di trasmissione. - Riflessione multipla su linee di lunghezza finita.
- Studio delle sovratensioni di origine esterna. - Fulminazione di linee con e senza fune di guardia.
- La protezione distanziometrica delle linee: Il dispositivo distanziometrico
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: L'insegnamento consiste in lezioni frontali. Vengono presentati in aula gli argomenti del programma dell'insegnamento e alcune applicazioni esemplificative dei concetti teorici illustrati. Sono inoltre previste 10 esercitazioni (20 ore) in laboratorio in cui lo studente, applicando adeguati strumenti di calcolo e simulazione, studia il comportamento di particolari casi di sistemi elettrici.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Materiali didattici sono i testi e le dispense di riferimento indicati. Sono inoltre disponibili su Bacheche DEI - Moodle materiale didattico aggiuntivo e i testi delle esercitazioni di laboratorio.
Testi di riferimento:
  • A. Paolucci, Lezioni di Trasmissione dell’energia elettrica. Padova: CLEUP, 1998. Cerca nel catalogo
  • P. Kundur, Power System Stability and Control. New York: McGraw-Hill, 1994. Cerca nel catalogo

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Laboratory
  • Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)

Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
  • Moodle (files, quiz, workshop, ...)

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Istruzione di qualita' Energia pulita e accessibile Industria, innovazione e infrastrutture Consumo e produzione responsabili