Page 10 - Attualità Elettrotecnica Aprile 2024

reti di distribuzione:
la struttura
Un’analisi sulle reti di distribuzione, dalla definizione di carattere generale a una classificazione
per tensione e per forma
di Daniele Cenni e Luciano Gaia
L’energia, come recita un fondamentale principio, non si crea né si distrugge, bensì si trasforma. Questo principio fon-
damentale sottende alle trasformazioni di energia anche nel campo elettrico. Volendo infatti visualizzare il percorso dell’energia elet- trica dalla sua “origine” al suo “arrivo” presso l’utilizzatore finale si può osservare la schema- tizzazione presentata in Fig. 1.
distanza ad alta tensione, mediante gli elettro- dotti, per essere poi distribuita.
Questa trasformazione si rende necessaria al fine di diminuire le inevitabili perdite legate al trasporto dell’energia. Vi sono poi le sottosta- zioni di trasformazione dall’Alta tensione alla Media tensione e le cabine di trasformazione dalla Media tensione alla Bassa tensione per impiegare energia nelle applicazioni civili. Infi-
caratterizzati ognuno da alcuni valori utilizzati sia per ragioni tecniche che economiche:
• nell’utilizzo dell’energia elettrica civile ed in-
dustriale l’aspetto principale è la sicurezza delle persone: a seconda della potenza e dell’ambiente si hanno i valori 12 V, 24 V, 48 V, 110 V, 230 V, 400 V;
• nelle macchine elettriche per centrali di pro- duzione o per la grande industria l’elemento dominante è legato a problemi di isolamen- to e di affidabilità. Le tensioni adottabili so- no 3, 6, 10 15 e 20 kV;
• nelle grandi linee di trasmissione i limiti sono di tipo tecnologico-ambientale ed i valori adottati sono 220 kV (240), 380 kV, (400 kV). Per lunghissime distanze 750 kV, 1000 kV e 1500 kV;
• per le linee elettriche di distribuzione i livelli di tensione nascono da ottimizzazioni tecni- co-economiche legate alle potenze. Si di- stinguono tre fasce:
• subtrasmissione: 60 kV, 130 kV;
• distribuzione in media tensione: 10 kV, 15 kV,
20 kV, 33 kV;
• distribuzione in bassa tensione: 230/400 V. Dal punto di vista normativo, in relazione alla loro tensione nominale i sistemi elettrici si divi- dono in:
• sistemi di categoria 0, aventi tensione
nominale minore o uguale a 50 V in corrente alternata o a 120 V in corrente continua;
• sistemi di I categoria, aventi tensione nominale da oltre 50 fino a 1000 V compresi se a corrente alternata o da oltre 120 fino a 1500 V compresi se in corrente continua;
• sistemi di II categoria, aventi tensio- ne nominale oltre 1000 V se a corrente alter- nata o oltre 1500 V se in corrente continua;
• sistemi di III categoria, con tensio- ne nominale maggiore di 30.000 V.
Le suddette tensioni, se alternate, sono espresse in valore efficace. Inoltre sono da in- tendere concatenate, a meno che la tensione verso terra sia superiore alla tensione tra le fa-
L’energia elettrica si ottiene (ma ci sono anche altre importanti modalità) dalla trasformazione di energia meccanica (generata dalla caduta dell’acqua, o dal vapore che viene lanciato contro una turbina) mediante l’alternatore (macchina elettrica che trasforma energia meccanica in energia elettrica). Questa ener- gia viene poi trasformata ulteriormente me- diante una variazione dei suoi parametri elet- trici (tensione e corrente) per essere traspor- tata poi a grande distanza. Tale compito è svolto da una macchina denominata trasfor- matore che modifica i parametri tensione e corrente. L’energia viene trasportata a grande
ne l’energia elettrica viene utilizzata per le ap- plicazioni di uso quotidiano e qui viene conver- tita, ad esempio mediante macchinari, elettro- domestici ed apparecchiature, in energia di movimento, di riscaldamento, luminosa ecc..
Definizioni di carattere generale
Le reti di distribuzione sono classificate in categorie, in relazione alla tensione nomina- le. La tensione nominale di un sistema è il va- lore della tensione con il quale il sistema è denominato ed al quale vengono riferite le sue caratteristiche. Le tensioni nominali si suddividono principalmente in quattro gruppi,
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attualità elettrotecnica - aprile 2024 - numero 3
Fig. 1 – Flusso dell’energia elettrica