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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA ENERGETICA
Insegnamento
SISTEMI ELETTRICI PER L'ENERGIA
IN04107616, A.A. 2019/20

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2019/20

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INGEGNERIA ENERGETICA
IN0528, ordinamento 2014/15, A.A. 2019/20
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Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese ELECTRIC POWER SYSTEMS
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 000000000000
Altri docenti MASSIMILIANO COPPO ING-IND/33

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 02/03/2020
Fine attività didattiche 12/06/2020
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2014

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: Esame orale e relazioni scritte delle esercitazioni di laboratorio
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:
  • Paolucci, Antonio, Lezioni di trasmissione dell'energia elettrica. Padova: Cleup, 1998. Cerca nel catalogo

Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Energia pulita e accessibile