Didattica - Università degli Studi di Padova

Syllabus

Prerequisiti:	Elettrotecnica Impianti elettrici Macchine elettriche
Conoscenze e abilita' da acquisire:	Lo studente dovrà essere in grado di: 1) acquisire nozioni approfondite sulla rete di alta e altissima tensione inerentemente alla regolazione della tensione, della frequenza e del suo comportamento a regime permanente, regolato e fortemente perturbato a seguito di guasti. ; 2) analizzare il comportamento in regime e in transitorio della rete di cui al punto 1; 3) impostare calcoli di primo pugno senza l'ausilio dei libri e della calcolatrice; 4) impostare calcoli precisi anche mediante l'ausilio di libri e ovviamente della calcolatrice (che deve essere in grado di calcolare seni e coseni iperbolici di variabile complessa); 5) saper impostare mediante procedure in ambiente matlab le questioni teoriche emerse durante le lezioni frontali o d'interesse per la rete elettrica.
Modalita' di esame:	Possibilità di prove in itinere che prevedono una prima parte di risoluzione di esercizi di calcolo elettrico; Appelli ufficiali con prova scritta finale che comprende una parte di calcolo elettrico e una parte di teoria (6 domandine a risposta lapidaria più una domanda aperta in cui lo studente può diffondere maggiormente le proprie conoscenze) (entrambe in forma scritta) più un orale obbligatorio in forma orale. Le tre prove hanno tutte lo stesso peso.
Criteri di valutazione:	La valutazione della preparazione dello studente sarà basata su: 1) livello di comprensione degli argomenti svolti; 2) capacità di impostare sia calcoli, ancorché approssimati, sia impostazioni teoriche; 3) comprensibilità e sintesi dei contenuti presentati; 4) capacità di schematizzare problematiche impiantistiche che si presentano nel mondo dei gestori della rete di trasmissione.
Contenuti:	1) INTRODUZIONE AL CORSO 2) RICHIAMI SUI DOPPI BIPOLI LINEARI 2.1) Significato di doppio bipolo lineare: porte, matrice delle impedenze e delle ammettenze 2.2) Matrice di trasmissione o ibrida: parametri A, B, C, D e loro significato fisico 2.3) Doppi bipoli reciproci e simmetrici 2.4) Doppi bipoli in cascata: la linea mista aerea-cavo-aerea 2.5) Doppi bipoli in parallelo: due linee elettriche in parallelo 2.6) Doppi bipoli degeneri 2.7) Rappresentazione a T o a pi-greco 2.8) Esempio di applicazione al trasformatore. Trasformatore non di gruppo 0 o 6. Rapporto di trasformazione complesso. 3) IL REGIME SINUSOIDALE DELLE LINEE ELETTRICHE 3.1) Richiami sulle costanti delle linee elettriche visti nel corso di Impianti elettrici: il calcolo della conduttanza trasversale; 3.2) Le equazioni dei telegrafisti: la costante di propagazione e l'impedenza caratteristica; 3.3) Calcolo della costante di propagazione e dell'impedenza caratteristica nel caso di linea aerea e nel caso di linea in cavo: le condizioni di Heaviside; 3.4) Funzionamento della linea alla potenza naturale: "carta d'identità" della linea 3.5) Significato teorico della linea di lunghezza infinita 3.6) Linea a vuoto 3.7) Linee reali e il teorema di Ossanna per la determinazione del regime di linea; 3.8) Linee relativamente corte e possibilità di trasmettere potenze molto superiori alla potenza naturale fino al limite termico 3.9) Le linee in cavo in AAT 3.10) Le linee isolate in gas: gas insulated lines da un punto di vista precipuamente trasmissivo; 4) CENNI AI DIAGRAMMI TIPICI DELLE LINEE DI TRASMISSIONE 4.1) Cenni ai diagrammi ellittici e diagrammi circolari: tracciamento degli stessi mediante MATLAB in laboratorio 4.2) Cenno alle capability charts patavine ideate da Benato-Paolucci 5) LA RAPPRESENTAZIONE DI UNA RETE ELETTRICA IN REGIME SINUSOIDALE COL METODO "PER UNITÀ" 5.1) La pratica determinazione delle impedenze in "per unità" 5.2) Esempio di impiego del metodo "per unità" 5.3) Applicazione del metodo "per unità" a una linea ideale 6) LO STUDIO DEI "FLUSSI DI POTENZA" NELLE RETI ELETTRICHE: POWER FLOW MONOFASE 6.1) Il metodo di Newton-Raphson e di Gauss-Siedel 6.2) Il metodo Benato-Paolucci-Turri con la matrice alle ammettenze nodali che include le ammettenze dei generatori; 6.3) Valutazione approssimata dei flussi di potenza attiva 6.4) La regolazione "primaria e secondaria" delle tensioni nelle grandi reti 6.5) Cenni ai power flow trifase 6.6) La multiconductor cell analysis (MCA) applicata alle linee aeree (Benato-Dambone Sessa- Guglielmi) e alle linee in cavo compensate e non (Benato) e alle linee ibride; 7) LA REGOLAZIONE DELLA TENSIONE 7.1) La regolazione della tensione in casi semplici 7.2) Regime delle tensioni e delle potenze trasmesse in un collegamento puramente induttivo 7.3) Provvedimenti per la regolazione della tensione 8) LA REGOLAZIONE DELLA FREQUENZA 8.1) Comportamento tipico di un regolatore di velocità di un gruppo idroelettrico 8.2) La regolazione primaria in un sistema "generatore con carichi" 8.3) L'introduzione della regolazione secondaria nel sistema "generatore con carichi" 8.4) La regolazione della frequenza in un sistema con più generatori 8.5) La regolazione frequenza-potenza nelle reti interconnesse 8.6) Cenni sull'organizzazione della regolazione frequenza potenza nella rete italiana 9)STABILITÀ DEL PARALLELO 10) LA PROPAGAZIONE DEI TRANSITORI NELLE LINEE 11)PROTEZIONE SELETTIVA NELLE RETI MAGLIATE MEDIANTE RELÈ DISTANZIOMETRICI 12)SEMINARI/TESTIMONIANZA di TERNA RETE ITALIA, PRYSMIAN
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:	Tutto il corso viene esposto alla lavagna (il cui tempo di scrittura è sincrono con quello della comprensione o della "mera seguibilità"). Sono previste: 1) tre seminari/testimonianza di dirigenti E-DISTRIBUZIONE, PRYSMIAN , TERNA etc. 2) visione in aula di spezzoni di componenti la rete elettrica e del modellino a fasori rotanti etc. 3) una lezione di filmati del centro nazionale di controllo (ROMA) e di fulmini. 4) una visita tecnica al centro di controllo telecontrollo e teleconduzione di TERNA RETE ITALIA a Scorzé; 5) almeno 8 lezioni di esercizi; 6) avendo il docente fatto ricerca su quasi ogni argomento trattato nel corso propone articoli d'approfondimento (scritti dallo stesso docente, alcuni dei quali sotto forma di review e pubblicati su open access così da fornirli facilmente agli studenti); 7) qualora le basi dell'argomento da svolgere fossero state trattate in un altro corso e il docente subodorasse che non sono state capite può decidere se rispiegarle mediante il loro significato fisico più che mediante la loro formalizzazione matematica; 8) lezioni di laboratorio MATLAB in aula Taliercio: mediante la creazione da parte dello studente di file e funzioni Matlab avviene una comprensione ancor più profonda delle conoscenze acquisite durante le lezioni di didattica frontale; 9) descrizione del black-out del 28 settembre 2003 e della perdita del gruppo 6 da 150 MW di San Filippo del Mela in Sicilia il 18 maggio 2011 (gestita in isola elettrica ovvero non connessa alla rete intercontinentale).
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:	Il libro di testo in italiano e quello in inglese e il libro di esercizi (due dei quali scritti dal docente titolare del corso) contengono tutto quello che serve per l'esame. Vengono forniti su piattaforma moodle molti sviluppi di ricerca, condotti dal docente, praticamente su ogni argomento del corso.
Testi di riferimento:	A. Paolucci, Lezioni di trasmissione dell'energia elettrica. Padova: CLEUP, 1998. Roberto Benato, Esercizi di sistemi elettrici per l'energia. Padova: EDIZIONI PROGETTO, 2018. TERZA EDIZIONE R. Benato, A. Paolucci, EHV AC Undergrounding electrical power. Performance and planning. London: SPRINGER, 2010. R. Benato e L. Fellin, Impianti elettrici. Torino: Wolters Kluwer, 2014.