Tabella 1 dati di targa del trasformatore

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1 Ingegnere sezione Industriale - I sessione 205 TEMA N. - Diploma di Ingegneria Elettrica Macchine Elettriche Un trasformatore trifase, le cui caratteristiche di targa sono indicate nella Tabella, alimenta una linea trifase avente resistenza 0 mω e reattanza 25 mω. Ai terminali di arrivo della linea sono collegate tra loro in parallelo due forni industriali, rappresentabile come utenze trifase ad impedenza costante, le cui caratteristiche di targa sono indicate nella Tabella 2. Nella condizione in cui ai morsetti di uscita del secondario del trasformatore è presente una tensione concatenata di 400 V si determini il rendimento del trasformatore, nonché la capacità di fase di un banco di condensatori con le fasi a triangolo da collegare in parallelo ai morsetti del primario del trasformatore per portare a 0.95 il fattore di potenza complessivo dell impianto. Tabella dati di targa del trasformatore potenza nominale 400kVA rapporto di trasformazione 20 kv/400v collegamento delle fasi Dy v cc % 4.% p cc % 2.6% p 0 %.2% cos φ Tabella 2 - Caratteristiche dei carichi UA UB potenza nominale 50 kva 80 kva tensione nominale 400 V 400 V fattore di potenza 0.8 in ritardo 0.7 in ritardo

2 Ingegnere sezione Industriale - I sessione 205 TEMA N. 2 - Diploma Ingegneria Elettrica Macchine Elettriche Si consideri lo schema unifilare di un impianto BT in Figura. Un trasformatore T alimenta dalla sbarra BT di una cabina di trasformazione MT/BT un quadro per l alimentazione dei carichi luce (QE-ILL), un quadro per l alimentazione dei carichi prese (QE-EI) e un quadro per l alimentazione di 2 motori asincroni trifase (QE-MOT). MT/BT T LG PG P P2 L L2 QE-ILL QE-EI Circuito di illuminazione Circuito prese P L P4 L4 M Motore asincrono trifase QEG-BT QE-MOT P5 L5 M Motore asincrono trifase 2 Dati: Figura : Schema unifilare dell impianto BT T: trasformatore in resina, U n = 20 kv/400 V; Linea LG : lunghezza 0 m; Linea L : lunghezza 00 m; Quadro QE-ILL: potenza totale apparati illuminanti = 40 kw, cosφ n =; Linea L 2 : lunghezza 50 m; Quadro QE-EI: 2 prese monofase da 6 A, 6 prese trifase da 2 A e prese trifase da 6 A; Linea L : lunghezza 00 m; Linea L 4 e L 5 : lunghezza 5 m; 2 Motori asincroni trifase uguali, ciascuno caratterizzato da: 4 poli, P n =55 kw (stimare tutte le altre grandezze necessarie al calcolo) Nel caso di eventuali dati mancanti, il candidato assuma valori ragionevoli giustificando le scelte effettuate. Si richiede al candidato di: a) Dimensionare tutti i cavi tenendo presente che: - i carichi trifase possono considerarsi equilibrati; - la caduta di tensione a ciascun quadro non deve superare il 2% e la caduta massima deve essere inferiore al 4%; - le linee sono in cavo, posate su passerella metallica ed hanno percorsi separati. - è richiesto l impiego di cavi a bassissima emissione di fumi e gas tossici. b) Dimensionare il trasformatore. c) Determinare le caratteristiche delle protezioni autromatiche contro le sovracorrenti affinchè sia garantità un elevata sicurezza d esercizio e la massima continuità possibile di servizio.

3 Ingegnere sezione Industriale - I sessione 205 TEMA N. - Ingegneria Elettrica Macchine Elettriche Un trasformatore trifase, le cui caratteristiche di targa sono indicate nella Tabella, alimenta una linea trifase avente resistenza 0 mω e reattanza 25 mω. Ai terminali di arrivo della linea sono collegate tra loro in parallelo due forni industriali, rappresentabile come utenze trifase ad impedenza costante, le cui caratteristiche di targa sono indicate nella Tabella 2. Nella condizione in cui ai morsetti di uscita del secondario del trasformatore è presente una tensione concatenata di 400 V si determini il rendimento del trasformatore, nonché la capacità di fase di un banco di condensatori con le fasi a triangolo da collegare in parallelo ai morsetti del primario del trasformatore per portare a 0.95 il fattore di potenza complessivo dell impianto. potenza nominale rapporto di trasformazione collegamento delle fasi Tabella dati di targa del trasformatore 400kVA 20 kv/400v Dy v cc % 4.% p cc % 2.6% p 0 %.2% cos φ Tabella 2 - Caratteristiche dei carichi UA UB potenza nominale 50 kva 80 kva tensione nominale 400 V 400 V fattore di potenza 0.8 in ritardo 0.7 in ritardo

4 Ingegnere sezione Industriale - I sessione 205 TEMA N. 4 - Ingegneria Elettrica Si consideri lo schema unifilare di un impianto BT in Figura. Un trasformatore T alimenta dalla sbarra BT di una cabina di trasformazione MT/BT un quadro per l alimentazione dei carichi luce (QE-ILL), un quadro per l alimentazione dei carichi prese (QE-EI) e un quadro per l alimentazione di 2 motori asincroni trifase (QE-MOT). MT/BT T LG PG P P2 L L2 QE-ILL QE-EI Circuito di illuminazione Circuito prese P L P4 L4 M Motore asincrono trifase QEG-BT QE-MOT P5 L5 M Motore asincrono trifase 2 Dati: Figura : Schema unifilare dell impianto BT T: trasformatore in resina, U n = 20 kv/400 V; Linea LG : lunghezza 0 m; Linea L : lunghezza 00 m; Quadro QE-ILL: potenza totale apparati illuminanti = 40 kw, cosφ n =; Linea L 2 : lunghezza 50 m; Quadro QE-EI: 2 prese monofase da 6 A, 6 prese trifase da 2 A e prese trifase da 6 A; Linea L : lunghezza 00 m; Linea L 4 e L 5 : lunghezza 5 m; 2 Motori asincroni trifase uguali, ciascuno caratterizzato da: 4 poli, P n =55 kw (stimare tutte le altre grandezze necessarie al calcolo) Nel caso di eventuali dati mancanti, il candidato assuma valori ragionevoli giustificando le scelte effettuate. Si richiede al candidato di: d) Dimensionare tutti i cavi tenendo presente che: - i carichi trifase possono considerarsi equilibrati; - la caduta di tensione a ciascun quadro non deve superare il 2% e la caduta massima deve essere inferiore al 4%; - le linee sono in cavo, posate su passerella metallica ed hanno percorsi separati. - è richiesto l impiego di cavi a bassissima emissione di fumi e gas tossici. e) Dimensionare il trasformatore. f) Determinare le caratteristiche delle protezioni autromatiche contro le sovracorrenti affinchè sia garantità un elevata sicurezza d esercizio e la massima continuità possibile di servizio.

5 Ingegnere sezione Industriale - I sessione 205 TEMA N. 5 - Ingegneria Industriale Junior Il candidato risolva entrambi i quesiti: ) Un compressore alternativo singolo stadio avente alesaggio D = 0 mm, corsa C = 05 mm e volume dello spazio morto V m pari al 4% del valore della cilindrata V, aspira aria alla pressione p = 0. MPa e la comprime fino alla pressione p 2 = 0.55 MPa secondo un processo adiabatico. La velocità di rotazione è di 780 rpm. Determinare: a) cilindrata V, il volume dello spazio morto V m e il rapporto volumetrico di compressione ρ; b) la velocità media v m dello stantuffo; c) la potenza del compressore. 2) Calcolare la potenza assorbita P a da una pompa a stantuffo che elabora una portata d acqua Q = 2 dm /s, fornendo un incremento di pressione p = 6 MPa e un rendimento η = 0.88.

6 Ingegnere sezione Industriale I sessione 205 TEMA N. 6 - Ingegneria Industriale Junior Un meccanismo articolato è destinato a movimentare un carico Q sotto l azione motrice di una forza agente lungo la linea q. Si supponga che l azione del campo gravitazionale sia ininfluente e che le cerniere possano assumersi tutte ideali, in prima approssimazione. Supponendo, inoltre, un attrito coulombiano pari a f = 0. tra il pattino 5 ed il glifo 6, ed impiegando la statica grafica (anche a mano libera) e le formule pratiche per la determinazione dei rendimenti, si determinino i valori approssimati del rendimento nel moto diretto e retrogrado. Q 5 F q A 2 B C 4 D 6 E

7 Ingegnere sezione Industriale I sessione 205 TEMA N. 7 - Ingegneria Meccanica Junior Meccanica Calda Il candidato risolva entrambi i quesiti: ) Un compressore alternativo singolo stadio avente alesaggio D = 0 mm, corsa C = 05 mm e volume dello spazio morto V m pari al 4% del valore della cilindrata V, aspira aria alla pressione p = 0. MPa e la comprime fino alla pressione p 2 = 0.55 MPa secondo un processo adiabatico. La velocità di rotazione è di 780 rpm. Determinare: d) cilindrata V, il volume dello spazio morto V m e il rapporto volumetrico di compressione ρ; e) la velocità media v m dello stantuffo; f) la potenza del compressore. 4) Calcolare la potenza assorbita P a da una pompa a stantuffo che elabora una portata d acqua Q = 2 dm /s, fornendo un incremento di pressione p = 6 MPa e un rendimento η = 0.88.

8 Ingegnere sezione Industriale I sessione 205 TEMA N. 8 - Ingegneria Meccanica Junior Meccanica Fredda Un meccanismo articolato è destinato a movimentare un carico Q sotto l azione motrice di una forza agente lungo la linea q. Si supponga che l azione del campo gravitazionale sia ininfluente e che le cerniere possano assumersi tutte ideali, in prima approssimazione. Supponendo, inoltre, un attrito coulombiano pari a f = 0. tra il pattino 5 ed il glifo 6, ed impiegando la statica grafica (anche a mano libera) e le formule pratiche per la determinazione dei rendimenti, si determinino i valori approssimati del rendimento nel moto diretto e retrogrado. Q 5 F q A 2 B C 4 D 6 E

9 Ingegnere sezione Industriale I sessione 205 TEMA N. 9 - Ingegneria della Sicurezza Junior Si vuole ristrutturare un fabbricato adibito ad uffici in un impianto industriale. La ristrutturazione del fabbricato prevede il rifacimento degli intonaci e della pavimentazione, la sostituzione degli infissi, il rifacimento degli impianti elettrici, sanitari e riscaldamento. La ristrutturazione prevede impresa per la realizzazione di opere edili, per la realizzazione degli impianti e dei lavori elettrici, per la realizzazione degli impianti idricotermo-sanitari. Il candidato sulla base degli elementi forniti: a) Definisca ruoli, figure e organizzazione inerente alla realizzazione in sicurezza della suddetta opera; b) Definisca tutti i documenti tecnico-progettuali necessari; c) Descriva i contenuti minimi del piano di sicurezza e coordinamento secondo gli obblighi normativi vigenti, anche con riferimento allo specifico cantiere.