Lo studente al termine del corso avrà acquisito le conoscenze di base per l’approccio all’analisi dei sistemi elettrici industriale e per la progettazione di impianti elettrici in media e bassa tensione,
R. Benato – L. Fellin: Impianti Elettrici. Ed. Wolters Kluver Italia
F.M. Gatta – Impianti Elettrici Vol. 1 – Esculapio Editore
G. Conte. Manuale degli Impianti Elettrici – HOEPLI
P.A. Scarpino: Rischio Elettrico da Arc Flash – EPC Editore
Materiale fornito dal docente e cataloghi tecnici di vari costruttori reperibili su internet.
Obiettivi Formativi
Il corso di Impianti Elettrici ha l’obiettivo di fornire le conoscenze di base per l’analisi, la progettazione, le verifiche e la manutenzione degli impianti elettrici in media e bassa tensione, in ambienti particolari, per la domotica e la Building Automation ai fini anche dell’efficienza energetica degli impianti.
Prerequisiti
Conoscenza dell’Elettrotecnica di base e di analisi numerica sul calcolo matriciale e sulla risoluzione di sistemi di equazioni lineari.
Metodi Didattici
Lezioni in aula e in modalità a distanza secondo quanto previsto dall'Ateneo Fiorentino per l'emergenza Coronavirus da Covid-19
Modalità di verifica apprendimento
L'esame finale consiste in una esercitazione scritta e una prova orale.
Programma del corso
1 – Leggi e Norme Tecniche per gli impianti elettrici
Leggi e norme tecniche di riferimento per gli impianti elettrici. Documenti necessari per la stesura di un progetto di impianti elettrici: Progetto di fattibilità tecnica ed economico, Progetto definitivo ed esecutivo, disciplinare tecnico, computo metrico estimativo, elenco prezzi unitari, analisi prezzi. Cenni di contabilità per lavori a corpo.
2 – Analisi in stato stazionario dei Sistemi Elettrici Industriali.
Richiami di Elettrotecnica. Classificazione dei Sistemi Elettrici. Trasformazione ai valori relativi o in per-unità.
Analisi dei sistemi elettrici in regime sinusoidale permanente. Equazioni di Load Flow e Power Flow. Metodi di risoluzione per Load Flow: Newton-Raphson; Medodo del Decoupled Load Flow (Carpentier); Metodo del Fast Decoupled Load Flow (Stott-Alsac), Metodo in corrente continua.
Richiami sui Sistemi Elettrici Trifase simmetrici e dissimmetrici. Metodo delle sequenze per lo studio dei sistemi elettrici trifase dissimmetrici e squilibrati.
Analisi di Guasto: Correnti di cortocircuito nelle reti industriali. Cortocircuito trifase, cortocircuito monofase a terra, cortocircuito bifase isolato e bifase a terra. Comportamento dei trasformatori trifase in caso di guato. Circuiti equivalente del trasformatore alla sequenza diretta, inversa e omopolare.
3 – Impianti elettrici Industriali.
Architettura delle Reti MT di distribuzione pubblica. Apparecchiature MT (Sezionatori di linea, sezionatori di terra, Interruttori di Manovra Sezionatori, Interruttori, Fusibili) Interruttori in bassa tensione e loro caratteristiche, Contattori elettrici.
Linee elettriche a conduttori nudi in MT, tipi di conduttori usati, calcolo della resistenza e dell’induttanza di servizio di una linea aerea. Cavi Elettrici in MT e in BT. Classificazione e comportamento dei cavi elettrici nei confronti dell’incendio (Reazione al fuoco delle condutture elettriche UE/305). Definizione di portata di un cavo. Comportamento termico dei cavi in condizioni di sovraccarico e di cortocircuito.
Progetto e verifica delle condutture elettriche, attraverso il metodo dei momenti amperometrici: Linea alimentata ad una estremità con carico all’estremità opposta, linea alimentata da una estremità con più carichi concentrati, linee diramate e carichi concentrati, linea alimentata da due estremità e carichi concentrati (sezioni di taglio).
Schema di Cabina Primaria di Trasformazione (C.P). Taratura delle protezioni in C.P. Esercizio degli impianti elettrici in media tensione a neutro isolato e neutro compensato. Scelta dei Trasformatori di potenza per le Cabine MT/BT. Schemi di impianto per l’utenza privata Schemi elettrici di cabine MT/BT, In-Rush dei trasformatori. Relè di protezioni nelle cabine MT/BT in conformità alla norma CEI 0-16; scelta e regolazione delle protezioni – Esempi di taratura delle protezioni di cabina MT/bt. Dimensionamento degli Impianti di messa a terra.
4 –Impianti elettrici in Bassa Tensione.
Sistemi di utilizzazione in Bassa tensione: Sistema TT, TN e IT. Sistemi di protezione da contatto elettrico diretto e indiretto. Sistemi SELV, PELV, FELV. Correnti di cortocircuito negli impianti BT. Criteri di scelta e dimensionamento delle protezioni. Selettività amperometrica, cronometrica, logica e differenziale.
Rischio elettrico. Criteri di valutazione del rischio elettrico ai sensi del D.Lgs 81/08, rischio elettrico da contatti elettrici diretti e indiretti e da archi elettrici e radiazioni. Rischio da Arc Flash.
Criteri di dimensionamento degli impianti BT (sovraccarico e cortocircuito). Rifasamento industriale.
5 – Alimentazione di riserva e di sicurezza.
Sistemi di alimentazione e di illuminazione di emergenza: Alimentazione di riserva e di sicurezza Gruppi statici di continuità UPS: VI (uscita a tensione indipendente), FI (uscita a frequenza indipendente, VFI (uscita con tensione e frequenza indipendenti).
6 – Domotica, Building Automation ed Efficienza Energetica degli Impianti
Sistemi di automazione. Architettura di sistemi e tecnologie. Sistemi HBES, protocolli di comunicazione - Standard e dispositivi KNX. Concetti di programmazione di sistemi domotici: ETS – Bus semplificati. Modalità di progettazione di un impianto domotico e/o building automation: definizione del progetto, scelta del sistema domotico, scelta dei componenti, cablaggio dei componenti (schemi unifilari e multifilari di funzionamento), programmazione e messa in esercizio dell’impianto. Cenni di Efficienza energetica degli impianti.