Anno:periodo5:1 Lezioni,esercitazioni, laboratori:4+4 (ore settimanali) Docente:Roberto Napoli(Collab.:Ettore Bompard,Gianfranco Chicco)
Il corsosipropone di farconoscere agli allievi i concetti fondamentali per l'analisi,la gestioneed il controllo deisistemielettriciper l'energia,con particolare riferimento alle metodologie più utilizzate per la risoluzione dei vari problemi. Contestualment e vengono passati in rassegna i sistemi di generazione, trasmissione e distribuzione dell' energia elettrica.
REQUISITI
Elettrotecnica, Macchine elettriche,Impianti elettrici I
PROGRAMMA Elementi introduttivi
Il ruolo dell' energia elettrica nel bilancio energetico nazionale. Caratteristiche principali del sistema elettrico e strutture tipiche per i sistemi di generazione, trasmissione e distribuzione. Qualità del servizio ed obiettivi di gestione e controllo riferiti ai vari orizzonti temporali.
Produzione
Sistemi di generazione dell'energia elettrica. Differenti tipi di centrale (idroelettriche, termoelettriche, alternative, etc..Cenni alle centrali nucleari). Diagramma dicarico ed uso dei vari tipi di centrale.Margini di riservà.Tecniche di previsione a lungo termine del carico e.conseguente valutazionedella sufficienza dei sistemi di generazione. Trasmissione
Confronto fra corrente continua ed alternata. Struttura della rete A.T. Frequenza e tensioni di esercizio. Stazioni primarie. Principali problematiche di'protezione e controllo.
Distribuzione
Le reti di distribuzione pubblica MT e BT. Strutture e componenti delle reti MT e BT.
Tensioni di esercizio. Reti e cabine per la distribuzione primaria e secondaria.Principali problematiche di protezione e controllo.
Componenti principali e relativi modelli
Modelli dei vari componenti elettrici nel funzionamento a regime, finalizzati all'uso impiantistico.Macchine sincrone : espressioni della potenza, curve limiti, parallelo di alternatori, compensatori, regolatori di potenza e di tensione. Trasformatori: trasformatori a più avvolgimenti, autotrasformatori, trasformatori come apparati di controllo. Linee di trasmissione: linee aeree, linee in.cavo. Condensatori. Apparati statici per la compensazione reattiva. .
Analisi del sistema elettrico di trasmissione
Matrice delle ammettenze e delle impedenze nodali:proprietà e tecniche di costruzione. Analisidei flussi di carico:vincoli,obbiettivie tecniche di soluzione con Gauss-Seidel e Newton Raphson
Gestione di unsistema elettrico
Caratterizzazione degli stati di funzionamento, in termini economici ed affidabilistici. Strategie di gestione ottimale del servizio inrelazione a prefissati obbiettivi. Analisi di sensitività. Valutazioni di sicurezza in linea e fuori linea. Cenni sui problemi della regolazioneattiva (frequenza/potenza)ereattiva (tensione).
Analisidei guasti
Livelli di guastoe tecniche per lo studiosistematico delle correnti di guasto in grandi sistemi.
ESERCITAZIONI
Gli allieviapplicheranno letecniche di soluzione trattate a lezionea semplici sistemi elettrici di studio,utilizzando programmi su PC già disponibili. Per alcuni esercizi gli allievi, suddivisiin gruppi di3 o4 persone, dovranno sviluppare semplici programmi .(ricorrendoades. afogli elettronici).Le esercitazionicomprendono esempidiprevisioni
alungo terminee calcoli diload-flow suisistemi ditrasmissione.
VISITE TECNICHE
Le visitetecniche agli impianticostituisconouna parte fondamentale del corso.Saranno compiutevisiteacentrali elettriche,a stazioni ditrasmissione ed al Centro di controllo compartimentale dell' ENEL.Èprevistaunavisita allastazionesperimentale 1000 kV di Suveretoedagliimpianti geotermicidi Lardarello.Compatibilmente conla disponibilità di posti, gli allievi, suddivisi in gruppi di due/tre, effettueranno uno stage fuori sede della durata di due giorni pressoimpiantiENEL
BIBLIOGRAFIA
Elgerd,Electricenergy systemstheory : anintroduction,McGraw-Hill Iliceto,Imp ianti elettrici,Patron
Cataliotti,Impiantielettrici,Flaccovio
Grainger,Stevenson jr.,PowerSystem Analysis,McGraw-Hill,1996
(I testi comprendono solo parte degli argomenti del corso,pur contenendo argomenti che non verrano svolti)
ESAME
L'esame consta di uncolloquio orale,su tutti gli argomenti del corso.A metà corso,agli allievi che hanno frequentato con regolarità le esercitazioni, è data la possibilità di sostenere una prova di esonero sugliargomenti svolti.
H 311 O Macchine
Anno:periodo 4:2 Lezioni, esercitazioni, laboratori:6+4(oresettimanali) 78+42(nell'intero periodo ) Docente:PaoloCampanaro
Nel corso sono esposti I principi termodinamici e fluidodinamici necessari ad una correttacomprensione del funzionamento delle macchine a fluido. Di queste viene poi sviluppata l'analisi del funzionamento neitipi di più comune impiego (sia macchine motrici, sia macchine operatrici) con l'approfondimento richiesto dall'obiettivo di far diventarel'allievonella sua futura attivitàprofessionaleun accorto utilizzatore,sia nella scelta delle macchine stesse, sia nel loro esercizio. A questo scopo viene dato ampio spazioai problemi di scelta, di installazione e di regolazione,sia in sede di lezione, sia insede diesercitazione, dovevengonoesemplificate le necessarie ca1colazioni.
REQUISITI
Sono nozioni propedeutiche essenziali quelle presenti nel corso di Fisica tecnica e, in parte,nel corso diMeccanicaapplicata alle macchine.
PROGRAMMA
Considerazioni generali sulle macchine a fluido motrici ed operatnci.
Classificazioni Applicazioni di concetti di termodinamica alle macchine. Primo principio della termodinamica in sistemi chiusi e aperti. Fluidodinamica nelle macchine. Effusori e diffusori, geometria dei condotti. [10 ore]
Cicli e schemi di impianti a vapore d'acqua; mezzi per migliorare il rendimento dell'impianto. Cicli rigenerativi. Impianti con produzione combinata .di energia meccanica e calore. [IOore]
Turbine a vapore. Triangoli di velocità. Stadi ad azione e a reazione, portate, potenze, condizioni di funzionamento con massimo rendimento termodinamico. Turbine assiali e radiali.Dimensionamento.Funzionamento fuori progetto della turbina.
Regolazione degliimpianti. La condensazione degli impianti a vapore. [12 ore]
Compressori di gas; classificazione, schemi di funzionamento. Generalità sui turbocompressori. Valutazione della caratteristica adimensionata d'un turbocompressore. Similitudine di funzionamento. Instabilità per stallo e pompaggio.La regolazione dei turbocompressori.
Compressori volumetrici (a stantuffo, rotativi del tipo a palette e Roots). Generalità, ciclo di lavoro,funzionamento, perdite caratteristiche, regolazione. [15 ore]
Turbine a gas: considerazioni termodinamiche sul ciclo, ciclo ideale e ciclo reale.
Funzionamento in condizioni di massimo lavoro e massimo rendimento. Prestazioni, mezzi per migliorare il rendimento dell'impianto. Organizzazione meccanica dell'impianto, schema monoalbero e bialbero, funzionamento e regolazione degli impianti. Ciclo con aria e ciclo con elio: analisi comparata delle due soluzioni. Cicli combinati. [14 ore]
Macchine idrauliche motrici e operatrici; turbine Pelton, Francis, Kaplan, loro funzionamento in condizioni di massimo rendimento, regolazione dell'impianto di
potenza. Le turbopompe,.loro regolazione. Pompe volumetriche. La cavitazione nelle turbomacchine idrauliche.Le pompe-turbine.[14 ore] .
ESERCITAZIONI
Il corso delle esercitazioni prevede appli cazioni specifiche di calcolo sulle macchine trattate a lezione, con particolare attenzione a temi relativi all'impianto nucleotermoelettrico.
BIBLIOGRAFIA
Appunti dellelezioni sono messi adisposizionedegliallievi.
A.E.Catania,Comp lementi diesercizidimacchine, Levrotto & Bella, Torino,1979.
A. Beccari,Macchine.Vol.1, CLUT , Torino, 1980.
F. Monteve cchi,Turbinea gas, CLUP,Milano,1977.
ESAME
L'esame prevede una prova scritta utile a definire la capacità dell'allievo a risolvere problemi di tipo applicativo sulle macchine a fluido integrata da un colloquio orale sul corso.La provaedilcolloquio sono svoltiall'intern odello stessoappello d'esame .