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IN/0029 - SMART GRID PER LA DISTRIBUZIONE E L'UTILIZZAZIONE DELL'ENERGIA ELETTRICA

Anno Accademico 2017/2018

Docente
FABRIZIO GIULIO LUCA PILO (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/84]  INGEGNERIA ENERGETICA [84/00 - Ord. 2016]  PERCORSO COMUNE660
[70/87]  INGEGNERIA ELETTRICA ED ELETTRONICA [87/10 - Ord. 2011]  ELETTRICA660
[70/87]  INGEGNERIA ELETTRICA ED ELETTRONICA [87/40 - Ord. 2011]  ELETTRICA ON LINE660
Obiettivi

•Conoscenza e capacità di comprensione
conoscenza approfondita e comprensione degli aspetti teorici relativi alla pianificazione ed all'esercizio delle reti di distribuzione dell'energia elettrica
•Conoscenza e capacità di comprensione applicate
capacità di analizzare le reti di distribuzione dell'energia elettrica e di sviluppare autonomamente la progettazione di sistemi di distribuzione anche con riferimento alle problematiche introdotta dalla generazione distribuita
•Autonomia di giudizio
capacità di valutare il corretto esercizio e dimensionamento di un sistema di distribuzione con riferimento al sistema di protezione.
•Abilità comunicative
capacità di intraprendere delle discussioni tecniche per la definizione delle scelte progettuali e di pianificazione di un sistema di distribuzione .
•Capacità di apprendere
capacità di apprendimento continuo, mediante la corretta interpretazione della bibliografia scientifica di settore.

Prerequisiti

Le propedeuticità obbligatorie sono indicate nel Regolamento del Corso di Studi.
Sono necessarie competenze di Fisica 1 e 2, Elettrotecnica, Elettronica generale, Impianti Elettrici ed Elettronica Industriale di Potenza.

Contenuti

Stato del neutro nei sistemi elettrici (6 ore di lezione frontale, 2 ore di esercitazione)
Lo stato del neutro. Metodi per la messa a terra del neutro nei sistemi di I, II e III categoria.

Cabine elettriche secondarie) (3 ore di lezione frontale, 2 ore di esercitazione)
Generalità. Tipologie. Criteri di progettazione. Schemi unifilari e disposizioni topografiche. Distanziamenti ed altre misure di sicurezza. Schemi elettrici unifilari, trifilari e funzionali. Quadri di manovra, controllo e misura. Protezioni. Ventilazione. Rumorosità. Impianto di terra di cabina. CEI 0-16

Il rifasamento degli impianti MT e BT) (3 ore di lezione frontale, 2 ore di esercitazione)
Definizione e motivazioni. Calcolo potenza di rifasamento. Mezzi per la produzione dell'energia reattiva. Connessione a triangolo e a stella dei condensatori. Caratteristiche e dati di targa dei condensatori. Campi d'impiego. Criteri di progettazione di un impianto di rifasamento. Misure di sicurezza. Criteri di installazione delle apparecchiature. Impiego di impedenze limitatrici. Armoniche. Requisiti delle apparecchiature di manovra e protezione.

I sistemi di protezione degli impianti di distribuzione (8 ore di lezione frontale, 2 ore di esercitazione)
Classificazione dei guasti. Caratteristiche dei sistemi di protezione. Protezione contro le sovracorrenti, le sovratensioni, i pericoli dell'elettricità nei sistemi di I, II e III categoria.
I relé di protezione: definizioni, tipologie e classificazione, caratteristiche costruttive e funzionali, criteri d'impiego. Protezione contro i c.ti c.ti ed i guasti: tipi di protezione, impiego di TA e TV. Casi particolari: Protezione degli alternatori, Protezione dei trasformatori, Protezione delle Sbarre di Stazione, Protezione delle reti.

Apparecchiature di interruzione e sezionamento (6 ore di lezione frontale, 2 ore di esercitazione)
Generalità. L'arco elettrico. Energia d'arco ed energia specifica. Interruzione delle correnti alternate e continue. Mezzi per l'estinzione degli archi. Interruttori. Sistemi di comando. Potere d'interruzione. Tempi d'intervento. Richiusura automatica. Scelta dei materiali per i contatti. Interruttori per sistemi di I e II categoria. Dati caratteristici. Interruttori automatici: caratteristiche d'intervento, regolazione delle soglie e dei tempi d'intervento. Gli apparecchi di manovra: Classificazione. Tipologie. Sezionatori per sistemi di I e II categoria. Interruttori di manovra-sezionatori. Caratteristiche costruttive e funzionali. Dati di targa. I contattori: Tipologie, dati di targa, criteri d'impiego, scelta delle protezioni da associare. I fusibili: Tipologie, caratteristiche costruttive e funzionali. Capacità di rottura. Criteri di scelta. Dati principali. Impiego in associazione con altre apparecchiature (interruttori, sezionatori, contattori.).

Principali elementi costituenti gli impianti elettrici (3 ore di lezione frontale, 2 ore di esercitazione)
Le macchine sincrone nei sistemi di potenza: Classificazione. Dati caratteristici. Equazioni generali. Circuiti equivalenti in regime sinusoidale. Caratteristica di magnetizzazione e di c.to c.to. Reattanza sincrona e c.d.t. interne. Diagramma di Blondel. Potenza erogata in rete. Messa in parallelo degli alternatori. Comportamento alle diverse sequenze. Impiego come compensatore sincrono.

SMART GRID (10 ore di lezione frontale, 5 ore di esercitazione)
Definizioni. Integrazione delle fonti rinnovabili. Gestione della domanda. Sistemi di telecomunicazione per smartgrid. Sistemi di protezione per le smart grid. Gestione delle Smart Grid. Pianificazione delle Smart Grid. Normativa.

Contenuti

Stato del neutro nei sistemi elettrici (6 ore di lezione frontale, 2 ore di esercitazione)
Lo stato del neutro. Metodi per la messa a terra del neutro nei sistemi di I, II e III categoria.

Cabine elettriche secondarie) (3 ore di lezione frontale, 2 ore di esercitazione)
Generalità. Tipologie. Criteri di progettazione. Schemi unifilari e disposizioni topografiche. Distanziamenti ed altre misure di sicurezza. Schemi elettrici unifilari, trifilari e funzionali. Quadri di manovra, controllo e misura. Protezioni. Ventilazione. Rumorosità. Impianto di terra di cabina. CEI 0-16

Il rifasamento degli impianti MT e BT) (3 ore di lezione frontale, 2 ore di esercitazione)
Definizione e motivazioni. Calcolo potenza di rifasamento. Mezzi per la produzione dell'energia reattiva. Connessione a triangolo e a stella dei condensatori. Caratteristiche e dati di targa dei condensatori. Campi d'impiego. Criteri di progettazione di un impianto di rifasamento. Misure di sicurezza. Criteri di installazione delle apparecchiature. Impiego di impedenze limitatrici. Armoniche. Requisiti delle apparecchiature di manovra e protezione.

I sistemi di protezione degli impianti di distribuzione (8 ore di lezione frontale, 2 ore di esercitazione)
Classificazione dei guasti. Caratteristiche dei sistemi di protezione. Protezione contro le sovracorrenti, le sovratensioni, i pericoli dell'elettricità nei sistemi di I, II e III categoria.
I relé di protezione: definizioni, tipologie e classificazione, caratteristiche costruttive e funzionali, criteri d'impiego. Protezione contro i c.ti c.ti ed i guasti: tipi di protezione, impiego di TA e TV. Casi particolari: Protezione degli alternatori, Protezione dei trasformatori, Protezione delle Sbarre di Stazione, Protezione delle reti.

Apparecchiature di interruzione e sezionamento (6 ore di lezione frontale, 2 ore di esercitazione)
Generalità. L'arco elettrico. Energia d'arco ed energia specifica. Interruzione delle correnti alternate e continue. Mezzi per l'estinzione degli archi. Interruttori. Sistemi di comando. Potere d'interruzione. Tempi d'intervento. Richiusura automatica. Scelta dei materiali per i contatti. Interruttori per sistemi di I e II categoria. Dati caratteristici. Interruttori automatici: caratteristiche d'intervento, regolazione delle soglie e dei tempi d'intervento. Gli apparecchi di manovra: Classificazione. Tipologie. Sezionatori per sistemi di I e II categoria. Interruttori di manovra-sezionatori. Caratteristiche costruttive e funzionali. Dati di targa. I contattori: Tipologie, dati di targa, criteri d'impiego, scelta delle protezioni da associare. I fusibili: Tipologie, caratteristiche costruttive e funzionali. Capacità di rottura. Criteri di scelta. Dati principali. Impiego in associazione con altre apparecchiature (interruttori, sezionatori, contattori.).

Principali elementi costituenti gli impianti elettrici (3 ore di lezione frontale, 2 ore di esercitazione)
Motori asincroni trifase. Modelli circuitali, diagramma di coppia, diagramma circuitale. Avviamento diretto e a tensione ridotta. Avviatori elettronici. Protezione motori asincroni.
Le macchine sincrone nei sistemi di potenza: Classificazione. Dati caratteristici. Equazioni generali. Circuiti equivalenti in regime sinusoidale. Caratteristica di magnetizzazione e di c.to c.to. Reattanza sincrona e c.d.t. interne. Diagramma di Blondel. Potenza erogata in rete. Messa in parallelo degli alternatori. Comportamento alle diverse sequenze. Impiego come compensatore sincrono.

SMART GRID (10 ore di lezione frontale, 5 ore di esercitazione)
Definizioni. Integrazione delle fonti rinnovabili. Gestione della domanda. Sistemi di telecomunicazione per smartgrid. Sistemi di protezione per le smart grid. Gestione delle Smart Grid. Pianificazione delle Smart Grid. Normativa.

Metodi Didattici

Le 60 ore di attività frontale saranno così divise:
n. 43 di lezioni frontali e 17 di esercitazioni in laboratorio mediante l'impiego di software specifici
Metodi e tecniche di interazione didattica in presenza:
1) Interazione tra docente e studente: Dialogo in aula sollecitato dal docente.
2) Comunicazione attraverso l’uso della posta elettronica e delle news nel sito www.diee.unica.it.
3) Comunicazione verbale durante il ricevimento.

Interazione tra metodi e tecniche di insegnamento e di apprendimento:
Combinazione di didattica frontale, guidata, interattiva e con l'utilizzo di strumenti informatici e dei diversi supporti d'aula (video-proiezione e lavagna).

Metodi e tecniche di interazione didattica a distanza:
Interazione tra docente e studente: Comunicazione tramite e-mail.

Metodi Didattici

e 60 ore di attività frontale saranno così divise:
n. 43 di lezioni frontali e 17 di esercitazioni in laboratorio mediante l'impiego di software specifici
Metodi e tecniche di interazione didattica in presenza:
1) Interazione tra docente e studente: Dialogo in aula sollecitato dal docente.
2) Comunicazione attraverso l’uso della posta elettronica e delle news nel sito www.diee.unica.it.
3) Comunicazione verbale durante il ricevimento.

Interazione tra metodi e tecniche di insegnamento e di apprendimento:
Combinazione di didattica frontale, guidata, interattiva e con l'utilizzo di strumenti informatici e dei diversi supporti d'aula (video-proiezione e lavagna).

Metodi e tecniche di interazione didattica a distanza:
Interazione tra docente e studente: Comunicazione tramite e-mail.

Verifica dell'apprendimento

Sono previste prove intermedie di valutazione con test scritti teorico/pratici. Le prove intermedie sono aperte agli studenti che seguono il corso o che lo hanno seguito in anni precedenti.

Le prove intermedie costituiscono un elemento di autovalutazione insieme alle esercitazioni d'aula; eventuali debiti formativi possono essere compensati nella prova finale senza pregiudicare la valutazione finale.

La valutazione di 18/30 viene conferita quando le conoscenze/competenze della materia sono almeno elementari, la valutazione di 30/30 con eventuale lode, quanto le conoscenze sono eccellenti.

La prova finale sarà costituita da un colloquio orale finalizzato alla valutazione della abilità comunicativa su specifici argomenti non trattati nelle prove intermedie svolte durante l'anno. Per gli studenti che non hanno svolto le prove intermedie, la prova finale prevede sempre la verifica delle conoscenze e della capacità di comprensione applicata mediante lo svolgimento di prove scritte ed esercizi mirati

Testi

V. Cataliotti: Impianti Elettrici. Vol. I, II e III. Ed. Flaccovio.

Per alcuni argomenti specifici, indicati puntualmente a lezione si consigliano i seguenti testi

N. Faletti - P. Chizzolini: Trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica. Vol. I e II. Ed. Pàtron
F. Iliceto: Impianti Elettrici. Ed. Pàtron
V. Carrescia, Fondamenti di Sicurezza Elettrica, ed. TNE
G. Carpinelli, V. Mangone, Impianti Elettrici, ed. Università di Cassino
C. Genesio- E. Volta: Impianti Elettrici. Ed. Pàtron
E. Clarke: Circuit Analysis of A-C Power Systems. Vol. I e II. Ed. J. Wiley & Sons
C. L. Wadhwa: Electrical Power Systems. Ed. J. Wiley & Sons
Normativa del CEI

Altre Informazioni

Sono forniti agli studenti slide di lezione, testi di esame con svolgimento ed esercitazioni con traccia della soluzione.
Le lezioni saranno svolte usando tablet e lavagne elettroniche; la traccia delle lezioni, convertita in pdf, sarà disponibile al termine di ogni lezione. Saranno forniti software educational per l'esecuzione di esercitazioni e l'auto apprendimento.
Gli studenti lavoratori potranno svolgere on-line esercitazioni su tematiche specifiche con il supporto di un tutor o del docente del corso utilizzando la piattaforma Skype previo appuntamento concordato preventivamente.

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