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PORTALE DELLA DIDATTICA

Impianti elettrici e sicurezza

01PENLX

A.A. 2018/19

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica - Torino

Mutua

01PYBLX

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 96
Esercitazioni in laboratorio 24
Tutoraggio 12
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Russo Angela
Complementi di impianti elettrici
Professore Associato ING-IND/33 72 0 18 0 5
Russo Angela Professore Associato ING-IND/33 72 0 18 0 5
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/33
ING-IND/33
3
9
F - Altre (art. 10, comma 1, lettera f)
B - Caratterizzanti
Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro
Ingegneria elettrica
2018/19
L'insegnamento si propone di fornire le nozioni di base relative alla struttura ed alle caratteristiche degli impianti elettrici per la produzione, il trasporto e l’utilizzazione dell’energia elettrica, nel rispetto dei vincoli di economicità e sostenibilità ambientale. Dopo avere illustrato i principali componenti, sono prese in considerazione le tecniche analitiche per lo studio dei sistemi trifase, in condizioni normali e di guasto. Sono successivamente affrontati i problemi di dimensionamento dei componenti e di protezione contro le sovracorrenti e le sovratensioni. Una parte delle attività è dedicata ai concetti generali di sicurezza (in particolare elettrica), includendo i principali riferimenti alle prescrizioni legislative e normative più significative. Saranno sviluppati, inoltre, i concetti principali per il dimensionamento preliminare di impianti elettrici di utente.
The course aims at providing the basic notions concerning the structure and characteristics of the electrical installations for electricity production, delivery and utilization, with due attention to economic and environmental constraints. After considering the main components, the course will present the basic techniques for three phase systems, in normal state and after faults. The problems of protections against overcurrents and overvoltages will be presented next. Part of the course is dedicated to the general safety concepts and their application to electrical plants, including the main references to the most significant legislation and standards for electrical safety and to the prevention techniques. The last part of the course is devoted to some basic concepts on electrical plants for final users and their preliminary design.
I contenuti trattati intendono fornire conoscenze e capacità di comprensione relativamente ai seguenti punti: - struttura e componenti dei sistemi elettrici; - analisi di sistemi elettrici in condizioni normali e di guasto; - metodi di dimensionamento dei componenti; - scelta e coordinamento delle protezioni negli impianti elettrici contro le sovracorrenti e le sovratensioni; - problematiche legate alla sicurezza elettrica; - analisi delle principali prescrizioni legislative e normative più significative. Nel dettaglio, gli obiettivi minimi di apprendimento comprendono: - capacità di riconoscere ed interpretare finalità, struttura e funzionamento degli impianti elettrici di alta, media e bassa tensione, modellando i principali componenti per studiare le condizioni di funzionamento in regime normale e di guasto; - capacità di scegliere correttamente le protezioni contro le sovracorrenti e le sovratensioni; - capacità di interpretare ed applicare i concetti riguardanti la sicurezza delle persone e le relative prescrizioni normative; - conoscenza dei concetti basilari per la progettazione preliminare di impianti elettrici di utente, con capacità di definire uno schema base di impianto di utente e di proporzionare i componenti in funzione delle esigenze di esercizio e degli eventi anomali (sovracorrenti e sovratensioni), identificando le protezioni nel rispetto delle esigenze funzionali e delle norme.
The course contents aim at providing knowledge and understanding skills with reference to the following points: - structure and components of electrical systems; - analysis in normal and faulty conditions; - sizing methods of components; - selection and coordination of the protections in electrical installations against overcurrents and overvoltages - electrical safety - analysis of main legislative requirements and standards. More specifically, the minimum learning objectives of the course include: - ability to understand and interpret the structure and operation of electrical installations in High Voltage, Medium Voltage and Low Voltage systems, modelling the main components to study the operating conditions in normal state and after faults; - ability to correctly select of protection systems against overcurrents and overvoltages; - ability to interpret and apply the concepts referred to safety and the related standards and regulatory documents; - knowledge of the basic concepts of the design of user power plants, with ability to define basic scheme, to size the components in function of operating requirements and of the possible occurrence of anomalous events (short circuits and overvoltages), to identify the protections types and settings applying the relevant standards.
Conoscenze basilari dell’elettrotecnica dei circuiti e dei sistemi trifase, conoscenza di base delle macchine elettriche (trasformatori, macchine sincrone e asincrone).
Basic knowledge of electrotechnics (circuit analysis and three-phase systems), basic knowledge of electric machines (transformer, synchronous and induction machines)
Il sistema di produzione, trasmissione e distribuzione dell’energia Struttura dei sistemi elettrici ed articolazione nei sistemi di generazione, trasmissione e distribuzione. Descrizione dei principali impianti di produzione di energia elettrica. Gestione del sistema di produzione dell’energia elettrica. Cenni sul mercato dell’energia elettrica in Italia. Componenti dell’impianto elettrico Linee elettriche (linee con conduttori nudi e linee in cavo, comportamento termico dei cavi, definizione della portata, comportamento dei cavi in condizioni di sovraccarico e in condizioni di guasto). Apparecchi di manovra e protezione (classificazione, processo di interruzione della corrente continua e alternata, interruttori, sezionatori, interruttori di manovra e interruttori di manovra-sezionatori, contattori, fusibili). Relè. Interruttori automatici. Analisi delle condizioni di guasto dei sistemi elettrici Guasti nei sistemi elettrici. Scelta e dimensionamento dei sistemi di protezione per linee in cavo Criteri di protezione contro le sovracorrenti di sovraccarico e di cortocircuito. Prescrizioni normative. Criteri di progetto dei sistemi di distribuzione in bassa tensione. Qualità del servizio elettrico Definizioni generali e definizione della qualità del servizio di fornitura dell’energia elettrica. Distorsione armonica. Buchi di tensione. Normativa italiana. Rifasamento Problematiche. Modalità di rifasamento. Regole tecniche sul prelievo di energia reattiva da parte dei clienti finali e penali tariffarie. Dimensionamento. Cabine elettriche Classificazioni. Schemi elettrici tipici. Dimensionamento dei componenti. Sicurezza elettrica Concetti generali di sicurezza e rischio. Regolamentazione del settore elettrico. Effetti della corrente elettrica sul corpo umano. Impianti di terra. Protezione contro i contatti diretti. Protezione contro i contatti indiretti nei sistemi TT, TN e IT. Sistemi di categoria zero. Ambienti non ordinari. Protezione contro i fulmini
Generation, transmission and distribution systems Structure of the electric energy systems: generation, transmission, distribution Power plant generation from conventional and non conventional sources. Energy mix and operation in relation to the load diagram and to economic competitive environment Components Electric lines (overhead lines and cables; thermal behaviour of cables, definition of ampacity, behaviour of cables in overload conditions and in faulty conditions) Protection equipment (classification, interruption process of a direct current and of an alternating current, main devices). Protection relays. Circuit breaker. , Fault analysis of electric systems Faults in electric systems . Design of Protection systems for cable lines Overcurrent and short circuit protection. Standards. Basic system design of low voltage distribution systems. Quality of supply General definitions. Harmonic distortion. Voltage sags. Italian standards. Power factor correction Problems. Modalities. Technical rules. Design of a power factor correction system. Secondary Substations Classification. Schemes. Component sizing. Electrical safety Safety and risk concepts. Legislation and standards. Effects of electricity on human body. Grounding. Protection against direct contacts. Protection against indirect contacts in TT, TN and IT systems. Extra-low voltage systems. Particular environments. Protection against lightning.
Oltre alle lezioni in aula, sono previste attività di laboratorio che riguardano: - comportamento termico dei cavi e calcolo della portata; - processo di interruzione in corrente continua e in corrente alternata; - rifasamento di un impianto elettrico di utente; - misura dell'impedenza dell'anello di guasto; - misura della resistenza dell’impianto di terra; - progetto di un sistema di distribuzione in bassa tensione.
In addition to lectures, the course programme includes some laboratory activities: - Thermal behaviour of cables and ampacity - Interruption of a direct current and of an alternating current - Power factor correction - Faulty-circuit loop impedance measurement - Ground resistance measurements - Design of a low voltage distribution system.
Appunti dalle lezioni e documentazione disponibile sul portale della didattica. Libri di riferimento: F. M. Gatta, Impianti elettrici, Esculapio, 2012. R. Benato, L. Fellin, Impianti elettrici, Wolters Kluwer Italia, 2014. V. Mangoni, G. Carpinelli, P. Varilone, Elementi di impianti elettrici di media e bassa tensione, Editore: Università di Cassino, 2010. G. Conte, Manuale di impianti elettrici, Hoepli, 2014. V. Carrescia, Fondamenti di sicurezza elettrica, TNE, 2008.
Lecture notes and material available on the course web site. Reference books F. M. Gatta, Impianti elettrici, Esculapio, 2012. R. Benato, L. Fellin, Impianti elettrici, Wolters Kluwer Italia, 2014. V. Mangoni, G. Carpinelli, P. Varilone, Elementi di impianti elettrici di media e bassa tensione, Editore: Università di Cassino, 2010. G. Conte, Manuale di impianti elettrici, Hoepli, 2014. V. Carrescia, Fondamenti di sicurezza elettrica, TNE, 2008
Modalità di esame: prova scritta; prova orale obbligatoria;
L’esame consiste in una prova scritta e una prova orale. Entrambe le prove sono obbligatorie. La prova scritta, della durata di 2 ore, si svolge nella data dell’appello (necessaria la prenotazione telematica) e comprende esercizi numerici, domande a risposta multipla e domande aperte che riguardano il programma svolto. Il punteggio massimo assegnato ad ogni domanda/esercizio è indicato nel testo. Il punteggio massimo totale per la prova scritta è di 30/30. E’ necessario presentarsi allo scritto muniti di un documento di riconoscimento. Non è possibile consultare testi e appunti durante la prova. I risultati vengono comunicati attraverso il portale della didattica. La prova orale comprende domande sul programma svolto e può richiedere anche la discussione di materiale prodotto durante esercitazioni o laboratori. La valutazione finale riguarda il livello delle conoscenze e competenze raggiunto sulle varie parti del programma
Exam: written test; compulsory oral exam;
The exam consists of a written test and an oral colloquium. Both tests are mandatory. The written test (2-hour long) will be held the date of exam (registration is necessary) and consists of numerical exercises, multiple answer questions and open questions on the course contents. The maximum score for each question/exercise is indicated in the text. The maximum score for the written test is 30/30. An identity card is necessary. No text or notes can be read during the written text. Results will be available on the course web site. The oral colloquium includes some questions on the course contents, and could include the discussion on material produced during the laboratory experiences. The final score refers to the knowledge and ability level reached on the different topics of the course programme.


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