1 1. determinare la potenza convenzionale di 10 prese monofasi da 10 A, V=220V determinare la potenza convenzionale di 5 prese trifasi da 16 A, V=400V 2. determinare la potenza convenzionale di 5 motori asincroni trifasi di potenza nominale P n = 4,5 KW 3. disegnare il grafico della densità di corrente per effetto pellicolare che si verifica in un conduttore 4. disegnare lo schema equivalente di una linea di trasmissione in alta tensione, spiegando i relativi parametri 5. scrivere l espressione della portata di un cavo in passerella spiegando i relativi parametri che intervengono. 6. se la portata di un cavo I Z =50 A, verificare che il cavo risulta idoneo per il seguente carico P=20KW cos =0,8 V=400V 7. data una V%=4% Determinare la sezione teorica di un cavo trifase che alimenta due carichi : P1=15KW P2=5KW cos 1=0,8 cos 2=0,8 P.1 L=700m V=400V 9. utilizzando la caduta di tensione unitaria, determinare la sezione commerciale di un cavo tripolare supponendo che la V%=4%, L=600m, P=8KW, cos =0,8, V=400V. 10.calcolare la sezione teorica di un cavo tripolare utilizzando i momenti amperometrici P=5KW, cos =0,8,L=500m,V=400V, V%=5%
11. calcolare il momento amperometrico attivo e reattivo della seguente linea trifase 1=300m 2=200m 3=100m 2 P1=5KW P2=8KW P3=10KW L1 cos 1=0,8 cos 2=0,6 cos 3=0,8 L2 L3 Sezione prima 8. determinare la potenza convenzionale di 10 prese monofasi da 10 A, V=220V e la potenza convenzionale di 5 prese trifasi da 16 A, V=400V 9. determinare la potenza convenzionale di 5 motori asincroni trifasi di potenza nominale Pn= 4,5 KW 10. spiegare a cosa serve la fune di guardia 11. disegnare lo schema equivalente di una linea di trasmissione in alta tensione, spiegando i relativi parametri 12. scrivere l espressione della portata di un cavo in passerella spiegando i relativi parametri che intervengono.
3 Sezione due 13. se la portata di un cavo IZ=50 A, verificare che il cavo risulta idoneo per il seguente carico P=20KW cos =0,8 V=400V 14. data una V%=4% Determinare la sezione teorica di un cavo trifase con conduttori di rame che alimenta due carichi : P1=15KW P2=5KW cos 1=0,8 cos 2=0,8 L=700m V=400V 8. utilizzando la perdita di potenza in linea, determinare la sezione commerciale di un di una linea trifase supponendo che la P%=4%, L=600m, P=8KW, cos =0,8, V=400V.
4 sezione tre 9.calcolare la sezione teorica di un cavo tripolare utilizzando i momenti amperometrici P=5KW, cos =0,8,L=500m,V=400V, V%=5% Esercizio n 1. Una linea in corrente alternata trifase lunga 850m con tensione nominale di 5 KV alimenta un carico che assorbe una potenza di 550KW, con un cos =0,85.La linea è realizzata con un cavo tripolare in rame,isolato in PVC ed è posato in tubazione interrata,senza altri cavi nelle vicinanze, con profondità di posa 0,5m, resistività del terreno 2 Km/W,la temperatura del terreno è 30 C. Determinare: 1. La sezione dei conduttori in modo di avere una V%=4% 2. La portata del cavo 3. La P% 4. Il rendimento della linea 5. Inserendo il parallelo al primo carico, un secondo carico che assorbe una potenza P 2 =225KW con un cos =0,8 supponendo che la tensione rimanga costante, calcolare la nuova portata del cavo supponendo che la V% rimanga la stessa del punto 1 Esercizio n 2 un cavo tripolare in PVC, posato in fascio su passerella perforata, presenta una sezione S=35 mm 2 e funziona alla temperatura di 40 0 C; alimenta un carico che alla tensione di 400V, assorbe una potenza P=42KW con un cos =0,85. Verificare: La portata del cavo Che la V%<=5%
Esercizio n 1. 5 Una linea in corrente alternata trifase lunga 1km con tensione nominale di 5KV alimenta un carico che assorbe una potenza di 588KW, con un cos =0,85.La linea è realizzata con un cavo tripolare in rame,isolato in EPR ed è posato in tubazione interrata,senza altri cavi nelle vicinanze, con profondità di posa 0,8m, resistività del terreno 2 K m/w,la temperatura del terreno è 30 C. Determinare: 6. La sezione dei conduttori in modo di avere una V%=4% 7. La portata del cavo 8. La P% 9. Il rendimento della linea 10. Inserendo il parallelo al primo carico, un secondo carico che assorbe una potenza P 2 =200KW con un cos =0,85 supponendo che la tensione rimanga costante, calcolare la nuova portata del cavo supponendo che la V% rimanga la stessa del punto 1 1. Dato lo schema di fig1 in cui sono noti i seguenti dati: V n =400V (tensione nominale relativa a tutti i carichi) Carico P 1 =10KW con cos 1 =0,8 Carico P 2 =8KW con cos 2 =0,85 Carico P 3 =4KW con cos 3 =0,7 Carico P 4 =3KW con cos 4 =1 Lunghezza dei tratti L AB =40m ; L AC =100m ;L AD =130m ;L DE =20m ;L DF =30m La linea è realizzata per tutti i tratti, da un cavo tripolare isolato in EPR, con conduttori di rame,posato da solo dentro un tubo in aria con temperatura ambiente di 35 C. Ammettendo una caduta di tensione non superiore al 4%, calcolare: A. La sezione del tratto A-D B. La sezione nei tratti diramati C. La portata del tratto A-D D. La portata nei tratti diramati E. Calcolo della P% nel tratto A-D P 3 E A B C D P 1 P 2 F P 4
6 1. calcolare la potenza idraulica e quella elettrica sviluppata da una centrale idroelettrica che funziona con H=300m, Q V =300m 3 /sec e presenta un rendimento =0,83. 2.calcolare il valore di H che deve avere un impianto idroelettrico dotato di un serbatoio dotato di capacità V=5*10 9 m 3, per sviluppare una energia elettrica pari a W=250MWh. 2. calcolare la potenza sviluppata e il numero di giri caratteristico di una turbina adatta a funzionare con una portata Q V =100m 3 /sec con un H=250 m, accoppiata con un alternatore avente 20 poli, frequenza f=50hz. il rendimento della turbina è pari a =0,86. 3. una turbina con un numero di giri caratteristico n c =40 è accoppiata a un alternatore con un numero di poli 2p=12 e funzionante con una frequenza f=50hz, in un impianto con un salto H=800m. ponendo il rendimento =0,86, determinare la portata volumetrica Q V. 4. che cosa si intende per bacino imbrifero e come si valuta l energia elettrica ottenibile in un anno dal bacino? 6.spiegare il funzionamento di una centrale termoelettrica,disegnando uno schema dell impianto con tutti i dispositivi che costituiscono il ciclo per la produzione dell energia elettrica.
7 Esercizio quadri Determinare la potenza convenzionale e le correnti di impiego del quadro generale, dei sottoquadri e delle linee che si diramano dai vari sotto quadri. I BG QEG I BU I BO I BM QEU QEO QEM I U1 I U2 I U3 1. Ufficio : n 6 apparecchi illuminanti.230v,172 W,f.d.p 0,9 n 5 prese 2P+T 230V, 16A n 2 prese 3P+T 400V 16A 2. Officina : n 10 apparecchi illuminanti 230V,200W, f.d.p 0,9 n 8 motori trifasi da 4,5 KW, numero 4 poli, 400V n 2 motore trifase da da 15 KW, numero poli 6,400V 3. Magazzino: n 4 prese 3P+T, 400V,16A n 10 corpi illuminanti 72W,230V, f.d.p 0,9 n 1 scaldaacqua 1300W, f.d.p 1, 230V
8 Una linea elettrica trifase,di lunghezza L=900m, alimenta al suo arrivo due carichi: 5 motori asincroni trifasi di potenza 2,2 KW, 4 poli Un carico ohmico_induttivo P=4 KW sen =0,6 I conduttori sono disposti ai vertici di un triangolo equilatero di lato D=1m, il diametro dei conduttori di rame è uguale d=20mm. La temperatura di funzionamento della linea è 40 C. La tensione alla partenza della linea V 1 =1KV, la frequenza f=50 Hz. Determinare: 1. La tensione di alimentazione dei carichi V 2, la corrente di impiego della linea 2. La la ΔP% persa sulla linea 3. La sezione S in funzione della ΔP% calcolata precedentemente In un secondo tempo si collega,a una distanza dall inizio della linea pari a, un carico che assorbe una potenza P 2 =3 KW, cos 0,6. Supponendo che la tensione V 2,calcolata precedentemente, rimanga costante determinare : 4. La tensione applicata al nuovo carico 5. La potenza attiva e reattiva all inizio della linea Esercizi sulle centrali 1. Determinare la potenza elettrica prodotta da una centrale idroelettrica che presenta un rendimento η=0,85 una portata Q v =200 una prevalenza H=500 m 2. Disegnare, e spiegare in modo dettagliato,lo schema di una centrale termoelettrica
9 3. Disegnare, e spiegare in modo dettagliato,lo schema di una centrale turbo gas 4. Determinare il numero caratteristico di una turbina sapendo che P=100 MW H=400 m 2p=4 f=50 Hz 5. Scrivere l espressione della potenza dissipata per conduzione, spiegando le grandezze che intervengono, calcolare la conduttanza e la resistenza termica. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ----------------- 6. Scrivere l espressione della potenza dissipata per convezione e irraggiamento spiegando le grandezze che intervengono, calcolare la conduttanza e la resistenza termica. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ---------- 7. Scrivere l espressione della costante di tempo termica, effettuare l analisi dimensionale per la determinazione dell unità di misura della costante di tempo termica. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ----------------------- 8. Determinare (con relativa dimostrazione ) il tempo necessario a raggiungere la temperatura di regime ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ -------------------- 9. Un motore presenta una P=10 KW con un rendimento η=0,85 determinare la potenza dissipata P C
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ --------------------- 10. Un motore presenta una potenza nominale P n =10 KW con un fattore di utilizzazione K u %=85% determinare la potenza utilizzata dal motore 10 1. Un motore asincrono presenta una potenza nominale P n =40KW con un ciclo di funzionamento di 10 ore di cui: a. 4 ore con un K U %=80% e rendimento η=80% b. 4 ore con un K U %=70% e rendimento η=85% c. 2 ore con un K U %=50% e rendimento η=90% d. 2 ore con un K U %=110% e rendimento η=70% Determinare: Il diagramma della potenza effettiva in funzione del tempo Il diagramma della potenza dissipata in funzione del tempo L andamento qualitativo della temperatura in funzione del tempo 2. Un motore presenta una temperatura di regime θ r =100 C con una costante di tempo τ=3600 s Determinare il tempo che impiega a raggiungere la temperatura di 75 C 3. Descrivere sia in forma teorica che analitica le cause che determinano il riscaldamento di una macchina elettrica 4. Spiegare il significato di classe di isolamento e scriverne alcune con le relative temperature 5. Esprimere,sia in forma analitica che grafica, il tempo di durata di un apparecchio in funzione della temperatura. 6. Definire il coefficiente di utilizzazione K U di una macchina elettrica specificando il valore nel caso di: Sovra carico Condizioni nominali Sottocarico 7. Un more asincrono presenta 4 poli frequenza 50 Hz determinare il numero dei giri 8. Spiegare il diagramma di carico di una centrale elettrica 9. Spiegare il diagramma di Rankine per il funzionamento di una centrale termoelettrica
11 1. Spiegare,in modo dettagliato, un sistema elettrico di potenza dalla produzione all utilizzazione, mettendo in evidenza le varie trasformazioni delle tensioni. 2. classificare i sistemi elettrici in funzione della tensione nominale 3. effettuare uno schema a blocchi delle fonti primarie di energia e le varie trasformazioni che subiscono per ottenere energia elettrica 4. spiegare la struttura di una tariffa binomia 5. essendo la potenza elettrica di una centrale P e =335,5 MW =0,85 Q V =50 m 3 /sec determinare : la potenza idraulica la prevalenza H la portata ponderale 6. Essendo D 1 =100 cm D 2 =20 cm V 2 =1,56 m/sec P 1 = 10 10 6 N/m determinare la P 2 P 1 P 2 V 1 V 2 7.calolare la pressione P 2 di un condotta forzata sapendo che Z 1 =400m, Z 2 = 50 m, P 1 =1 10 6 N/m 2 8. dato lo schema a blocchi, relativo alla produzione dell energia elettrica, sapendo che H=500 m determinare: la potenza idraulica P i la portata Q V la portata Q P P i Condotta forzata turbina alternatore P e =800MW c =0,86 t =0,86 A =0,86
12 Compiti estivi di Impianti Elettrici Classe 4ATI Anno scolastico 2010_2011-06-10 Insegnante : Asciolla Osvaldo 1. Risolvere gli esercizi allegati 2. Studiare il problema termico 3. le linee elettriche 4. il dimensionamento dei cavi