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dispersioni energetiche da neutro a terra.

Circuiti, campi elettromagnetici e teoria delle linee di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica

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[1] dispersioni energetiche da neutro a terra.

Messaggioda Foto Utente_mark » 26 ago 2007, 17:48

Ciao, stando a quanto leggo qui:
http://www.electroportal.net/vis_resour ... isp&id=588

Quando ho una linea trifase generatori + utenze, comprensiva di neutro, indipendentemente dal livello di assorbimento dei carichi, la tensione del centro stella è nulla

Quando ho una linea trifase generatori + utenze, senza il filo neutro(neutro isolato), a uno scompenso dei carichi, la tensione del centro stella non è + nulla (stella squilibrata)

Detto questo, considernado il secondario di un trasformatore di BT e le utenze civili, da cui partono i 3 fili delle fasi e il neutro, ci dovrremmo trovare nel primo caso, ovvero centro stella perfettamente equilibriato. Quindi la messa a terra del neutro per questioni di sicurezza non comporta un flusso di corrente dal centro stella a terra.
La mia domanda è questa: può capitare che comunque vi siano lo stesso degli scompensi di varia natura che fanno circolare un po' di corrente dal centro stella a terra, di fatto perdendola? grazie ciao.
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[2] Re: dispersioni energetiche da neutro a terra.

Messaggioda Foto Utente_mark » 26 ago 2007, 18:20

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[3] Re: dispersioni energetiche da neutro a terra.

Messaggioda Foto UtenteDanilo Tarquini » 27 ago 2007, 9:33

Provo a fare un po di chiarezza nelle tue (interessanti) riflessioni ponendoti altri spunti per pensare.
Se ala fine della risposta ho contribuito solo ad incrementare la confusione cercherò di replicare con un post "didattico".

Quando ho una linea trifase generatori + utenze, comprensiva di neutro, indipendentemente dal livello di assorbimento dei carichi, la tensione del centro stella è nulla

Nulla rispetto a che cosa???
La tensione di un qualsiasi punto dell'universo non ha alcun valore assoluto ma ha senso solo in termini di differenza rispetto ad un punto preso come riferimento (ed al quale si attribuisce un potenziale di riferimento ARBITRARIO, ad esempio 0V(come si fa di solito per indicare il potenziale di terra))
Quindi quello che affermi è vero solo se nel circuito il centrostella è messo a terra francamente (impedenza trascurabile) in un punto (ad esempio al nodo di generazione).

Quando ho una linea trifase generatori + utenze, senza il filo neutro(neutro isolato), a uno scompenso dei carichi, la tensione del centro stella non è + nulla (stella squilibrata)

Stessa obiezione di sopra. Quello di cui stai parlando è comunemente noto come fenomeno dello spostamento del potenziale di centrostella, spostamento rispetto a quel potenziale per il quale la ddp delle tre fasi ad esso riferito formano una terna simmetrica.
Ma cosa accade in un sistema trifase con neutro NON distribuito che alimenta carichi squilibrati se il centrostella del generatore fosse a terra? Non si può certo dire che il potenziale del centrostella si sposti (rispetto a terra...e quindi dal pot. di rif. di 0V). Eppure in tale caso una misura tra i tre terminali di fase ed il centrostella non fornirà assolutamente un sistema simmetrico.
Ti consiglio, prima di continuare con queste riflessioni, di migliorare le conoscenze basilari sul sistema trifase.

può capitare che comunque vi siano lo stesso degli scompensi di varia natura che fanno circolare un po' di corrente dal centro stella a terra, di fatto perdendola?

"perdendo" che cosa?
Se vogliamo fare i pignoli non esiste sistema trifase cosi fatto che non veda una (seppur piccola) circolazione di corrente tra i punti che indichi.

Ciao

Danilo
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[4] Re: dispersioni energetiche da neutro a terra.

Messaggioda Foto Utente_mark » 27 ago 2007, 15:38

Hai ragione scusa ma purtroppo essendo io di estrazione meccanica, ho parecchi dubbi, soprattutto per quanto riguarda la "terra"

Prima di mettermi a fare un ripasso dei sistemi trifase volevo sottoporti un problema x chiarire meglio i miei dubbi:

HO un sistema trifase con neutro, non a terra, generatori con tensione concatenata 380 e di fase 220:

Immagine

Puoi vedere che in questo caso, vi è una corrente I_zero (corrente del neutro) che, se i carichi fossero equlibrati, sarebbe nulla.
Ora il mio dubbio è questo:
cosa succede se metto a terra il neutro (per le questioni di sicurezza) ?

Immagine

Questa I_zero va a finire un po' a terra oppure va tutta interamente nelle fasi ? Come la si fa a calcolare? grazie ciao.
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[5] Re: dispersioni energetiche da neutro a terra.

Messaggioda Foto UtenteDanilo Tarquini » 27 ago 2007, 16:24

Non cambia assolutamente nulla se tu metti a terra solo in quel punto (a meno di richiusure "capacitive", che se vuoi si possono approfondire).
L'unica differenza tra i due schemi è che in quello in basso il potenziale del centro-stella sarà vincolato al valore del potenziale di terra (0V).

Come la si fa a calcolare?

Come si calcola che cosa? (la corrente I0 o le eventuali richiusure a terra?).

Ciao

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[6] Re: dispersioni energetiche da neutro a terra.

Messaggioda Foto Utente_mark » 27 ago 2007, 17:21

Grazie mille. Quindi nessuna corrente "sfugge" verso terra.
Ho provato a cercare l'argomento delle richiusure "capacitive" ma non ho trovato nulla. Hai qualche link ?
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[7] Re: dispersioni energetiche da neutro a terra.

Messaggioda Foto UtenteDanilo Tarquini » 28 ago 2007, 11:15

Ciao.
Sul momento non mi viene in mente nessun link diretto all'argomento (ammesso che ce ne siano).
Per comprendere il fenomeno è sufficiente avere presente il modello elettrico equivalente di una linea di alimentazione (a 1 conduttore, 2 conduttori o n conduttori...come preferisci) e quindi per approfondimenti ti consiglio di cercare questo argomento.
Senza pretesa di completezza e precisione provo brevemente a darti una spegazione.
Considerando il caso più semplice di un carico (monofase) alimentato con un solo conduttore e richiusura attraverso il terreno si possono considerare i modelli elettrici che seguono (ordinati per gradi di approssimazione decrescenti e considerando per semplicità il terreno un conduttore perfetto):

1)Consideri la linea di impedenza trascurabile, ottenendo cadute di potenziale lungo il collegamento nulle.
-->modello valido per conduttori di sezione non troppo piccola e lunghezza della tratta trascurabile (ordine massimo del metro)

2)Consideri la linea rappresentabile con la sola resistenza per unità di lunghezza.
-->modello applicabile in casi simili al precedente ma più veritiero, soprattutto per lunghezza del collegamento crescenti (ordine di alcuni metri) e sezione del conduttore "piccole" rispetto a prima.

3)Consideri la linea rappresentabile con una impedenza ohmico-induttiva (resistenza in serie ad una induttanza calcolabile in funzione delle caratteristiche geometriche della linea).
-->modello necessario se la lunghezza inizia a diventare non trascurabile (già alcune decine di metri e necessatriamente per le centiaia di metri) e soprattutto se l'altezza del cavo rispetto a terra è consistente.

4)Consideri la linea rappresentabile con un modello ( a "T" o a "Pi-greco") costituito da una resistenza, una induttanza ed una (o due) capacità.Queste ultime sono necessarie perché punti a d.d.p. diversi in un mezzo dielettrico sono attraversati da corrente (detta di spostamento, ma in questa sede non interessa) cosi come accade per le armature di un condensatore.
-->l'introduzione del parametro "capacità" è necessario se la lungezza della linea è considerevole e tanto più sentito quanto più i due conduttori sono vicini (nel nostro caso quanto più piccola è la distanza del cavo rispetto al terreno). Inoltre si accentua se il mezzo interposto ha costante dielettrica relativa "grande" (è il caso delle linee in cavo). Tutto ciò perché incrementa il parametro capacitivo >(esattamente come accade per il più classico condensatore ad armature piane e parallele: la capacità dipende direttamente dalla superficie "affacciata" delle due armature e dalla costante dielettrica del mezzo ed indirettamente dalla distanza delle armature).

[in prima lettura puoi saltare da QUI....]
Tutto questo è vero se la lunghezza "elettrica" della linea (lunghezza fisica rapportata alla lunghezza d'onda di interesse) è piccola ed in questo caso i vari modelli sono detti "a parametri concentrati". [In questi l'onda di tensione (idem per la corrente) assume, nell'unità di tempo, lo stesso valore lungo la linea] .

Quando la lunghezza elettrica diviene considerevole occorre rigettare i modello precedenti per ricorrere a modelli più accurati (detti a "parametri distribuiti").
La lunghezza elettrica può diventare non trascurabile per due ragioni:
a)Al crescere della lunghezza fisica della linea: nel caso di linee per trasporto dell'energia l'ordine è delle decine o centinaia di chilometri (in funzione del grado di approssimazione richiesto).
b)Al crescere della frequenza: questo perché diminuisce proporzionalmente la lunghezza d'onda.
[..a QUI]

A questo punto appare ovvio che ci sarà una circolazione di corrente "NON PREVISTA" spiegabile proprio attraverso la capacità equivalente (o il modello a parametri distribuiti) di cui sopra.
Tutto ciò nel caso di BT che proponi è trascurabile ma non lo è più se il livello di tensione passa da BT a MT con linee in cavo o ancor peggio se si vogliono rappresentare modelli in alta frequenza.

Spero di essere stato comprensibile (almeno in parte) e ti consiglio di approfondire l'argomento su testi specializzati e/o in rete qualora le cose dette non fossero state già di tuo dominio (nel qual caso mi scuso per le ripetizioni).


Saluti

Danilo
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[8] Re: dispersioni energetiche da neutro a terra.

Messaggioda Foto Utente_mark » 31 ago 2007, 1:36

Grazie sei stato chiarissimo.
Un 'ultima domanda sui sistemi trifase senza neutro con utilizatori squilibrati.
Il fenomeno dello spostamento del potenziale di centrostella del quale parlavi:

Immagine

con carichi equlibrati la d.d.p. U00' è pari a zero, mentre in caso di carichi squiilibrati:

Immagine

è un vettore rotante.

Se io metto a terra il nodo dei generatori O , nulla cambia vero ?
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[9] Re: dispersioni energetiche da neutro a terra.

Messaggioda Foto UtenteDanilo Tarquini » 31 ago 2007, 9:02

Ciao.
Se metti a terra 0 non cambia nulla in rifrimento alle considerazioni qui svolte, ma comprendi da te che avere o meno quel punto a terra comporta differenze di "altra natura".
perché dici che la d.d.p. 0-0' è un vettore rotante?
Ti do un consiglio per un corretto approfondimento dell'argomento:
se non ti è noto dovresti studiare una piccola (ma indispensabile) teoria nota come "algebra delle sequenze", atrificio mediante il quale potrai con estrema facilità scomporre tutti i problemi di "squilibrio" in tre problemi più semplici (rispettivamente "sequenza diretta", "inversa" ed "omopolare").
Per una prima lettura guarda questo:
http://www.serviziolettori.it/all/doc/upl//200707/17/0803_binpage62.63.64.pdf
poi questo:
http://www.electroportal.net/vis_resource.php?section=Lezio&id=115
e questo:
http://www.etec.polimi.it/IND33/It/sistemi/distrib/pagine%20richiamate/materia_file/2005/1%20-%20Sequenze.pdf
Per approfondire ti consiglio un testo di Impianti Elettrici (per questi argomenti io ho usato : F. Iliceto "Impianti ELettrici" vol. I, ed. Pàtron, Bologna.)

Saluti

Danili
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[10] Re: dispersioni energetiche da neutro a terra.

Messaggioda Foto Utente_mark » 31 ago 2007, 9:18

Danilo Tarquini ha scritto:Ciao.
perché dici che la d.d.p. 0-0' è un vettore rotante?

Come perché ? stiamo parlando di grandezze sinusoidali.. è un vettore rotante (fasore) nel tempo con velocità angolare data dalla frequenza di rete. Lo vedi anche nel primo capoverso del primo link che mi hai dato. O forse ho capito male la domanda?
grazie ciao.
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