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IN/0117 - SISTEMI ELETTRICI PER L'ENERGIA 2

Anno Accademico 2017/2018

Docente
GIANNI CELLI (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/82]  INGEGNERIA ELETTRICA [82/00 - Ord. 2010]  PERCORSO COMUNE660
Obiettivi

In generale, il corso si propone l’obiettivo di affrontare lo studio dei transitori elettrici (sovratensioni) ed elettromeccanici nelle reti di trasmissione dell’energia elettrica e di illustrare i principali mezzi impiegati per salvaguardare l’integrità dei singoli elementi o dell’intero sistema. Il corso sarà integrato con esercitazioni numeriche e al calcolatore.
Gli obiettivi formativi del corso sono:
- Conoscenza e comprensione: acquisire elevata competenza degli aspetti teorici e applicativi fondamentali della sicurezza dinamica e del coordinamento dell’isolamento nelle reti di trasmissione dell'energia elettrica;
- Capacità di applicare conoscenza e comprensione: essere in grado di applicare in maniera professionale i livelli di competenza acquisiti, anche per implementare adeguati modelli di calcolo in software specializzati per lo studio dinamico e transitorio dei sistemi elettrici di potenza;
- Autonomia di giudizio: capacità di riconoscere le criticità di esercizio nei sistemi elettrici, con particolare riferimento alla stabilità dei generatori e ai transitori da sovratensione, sulla base dei dati storici e delle simulazioni effettuate;
- Abilità comunicative: essere in grado di illustrare la conoscenza acquisita e di intraprendere discussioni tecniche con interlocutori sia esperti sia profani in maniera chiara e non ambigua;
- Capacità di apprendimento: abilità a proseguire gli studi nel campo della dinamica e dei transitori dei sistemi elettrici di potenza con un elevato grado di autonomia, mediante la corretta interpretazione della bibliografia scientifica di settore.

Prerequisiti

Sono richieste le conoscenze acquisite nei corsi di:
1) Elettronica Industriale di Potenza e Impianti Elettrici,
2) Sistemi Elettrici per l'Energia 1.

Contenuti

- La stabilità delle reti elettriche di potenza (20 ore lezione + 10 ore esercitazione):
Stabilità statica o alle piccole variazioni. Equazione del moto di un generatore. Sistema generatore – trasformatore – linea. Stabilità statica del sistema regolato: influenza del regolatore di tensione. Stabilità transitoria. Criterio delle aree ed esempi di applicazione. Cenni alla stabilità dei sistemi a molte macchine.

- Il miglioramento della stabilità di un sistema elettrico (8 ore lezione):
Generalità sui mezzi usati per migliorare la stabilità. Stabilizzatori dei sistemi elettrici (PSS). Fast Valving. Generator Tripping. Dispositivi FACTS in parallelo e in serie. UPFC.

- Richiami di propagazione delle onde (4 ore lezione):
Richiami sulle leggi di propagazione delle onde di tensione e di corrente. Equazioni dei telegrafisti. Analisi modale. Coefficienti di riflessione e di trasmissione. Diagramma a graticcio.

- Le Sovratensioni (10 ore lezione + 6 ore esercitazione):
Generalità e definizioni. Sovratensioni di origine interna: sovratensioni di manovra, sovratensioni sostenute. Sovratensioni di origine esterna. Protezione contro le sovratensioni: funi di guardia, spinterometri, scaricatori.

- Il coordinamento dell’isolamento (2 ore lezione):
Il metodo convenzionale. Il metodo statistico.

Metodi Didattici

Tutto il corso sarà tenuto sotto forma di didattica frontale professata alla lavagna o mediante l'uso di sistemi multimediali. Le esercitazioni saranno tenute prevalentemente al calcolatore mediante l'uso di alcuni software di simulazione dei sistemi elettrici (PSCAD, PowerWorld, SINCAL).

Per incrementare la conoscenza della lingua inglese, la maggior parte del materiale didattico è fornito in inglese.

Gli studenti lavoratori potranno svolgere on-line esercitazioni su tematiche specifiche con il supporto del docente del corso utilizzando la piattaforma Skype previo appuntamento concordato preventivamente.

Verifica dell'apprendimento

Sono possibili due modalità di accertamento del livello di apprendimento:

1) una prova orale complessiva su tutto il programma svolto;
2) due prove scritte (una intermedia e una finale) costituite da domande teoriche e esercizi applicativi. La prima prova scritta è svolta di norma durante la settimana di sosta dalle lezioni, destinata alle prove intermedie, ed ha come obiettivo la verifica delle conoscenze acquisite sulla stabilità statica e transitoria di un sistema elettrico. La seconda prova scritta è svolta entro due settimane dopo il termine delle lezioni ed è incentrata sui metodi per il miglioramento della stabilità, sull’analisi delle cause e degli effetti delle sovratensioni nei sistemi elettrici e sui relativi metodi di protezione.

Per il superamento positivo di ogni prova (voto non inferiore a 18/30) lo studente dovrà dimostrare una conoscenza almeno sufficiente degli argomenti teorici trattati e di saper interpretare e applicare i modelli e le metodologie di analisi per lo studio della stabilità dei sistemi elettrici e dei transitori di sovratensione per la risoluzione degli esercizi proposti. Per conseguire un punteggio superiore a 27/30 lo studente deve invece dimostrare una buona padronanza di tutti gli argomenti trattati, nonché capacità di sintesi e di esposizione con linguaggio tecnico adeguato.

Se necessario, la votazione finale è calcolata come media dei voti ottenuti nelle singole prove.

Testi

1) V. Cataliotti: Impianti Elettrici. Vol. II. Ed Flaccovio NE
2) N. Faletti, P. Chizzolini: Trasmissione e Distribuzione dell’Energia Elettrica. Vol. I e II. Ed. Pàtron.
3) J. Machowski, J. W. Bialek, J. R. Bumby: Power system dynamics and stability. Ed. Wiley

Altre Informazioni

Slide delle lezioni, altro materiale didattico, copie dei software con licenza studente e relativi manuali d'uso sono distribuiti agli studenti del corso mediante la condivisione di una cartella dropbox.

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