Manutenzione e diagnostica dei sistemi elettrici

 

Obiettivi

 

Il corso si propone di fornire agli studenti le metodologie per organizzare le procedure di manutenzione in un ambiente industriale, ponendo in evidenza l'importanza

della manutenzione basata sulle condizioni e, conseguentemente, della diagnostica. Il corso intende, inoltre, fornire allo studente una panoramica sui sistemi

diagnostici utilizzati a livello industriale per valutare lo stato di sistemi isolanti e, più in generale, di sistemi elettrici.

 

Programma

 

Richiami di teoria matematica dell'affidabilità.

 

Definizione di affidabilità, funzione di azzardo, parametri caratteristici di un sistema affidabilistico. Failure Mode and Effect Analysis. Diagramma affidabilistico.

Affidabilità combinatoria. Tecniche di incremento dell'affidabilità di sistemi e componenti. Dimostrazione statistica dell'affidabilità.

 

Manutenzione.

 

Definizione di manutenzione, manutenzione correttiva e manutenzione preventiva. Manutenzione preventiva ad intervalli regolari e basata sulla condizione. Ruolo della

diagnostica, diagnostica in linea e diagnostica fuori linea. Manutenibilità Manutenibilità combinatoria. Tecniche di incremento della manutenibilità. Dimostrazione della

manutenibilità.

 

Generalità sulla diagnostica

 

Identificazione, localizzazione e classe di rischio dei difetti. L'identificazione come processo guidato dai dati: procedure di classificazione. Utilizzo di tecniche

statistiche e di intelligenza artificiale nel riconoscimento dei difetti: estrazione di caratteristiche diagnostiche, classificatori non supervisionati e supervisionati.

Classificatori non supervisionati: algoritmi statistici e loro estensioni mediante logica fuzzy. Classificatori supervisionati: reti neurali, e reti neurofuzzy.

 

Diagnostica dei cavi per il trasporto dell'energia.

 

Analisi del fattore di perdita. Analisi delle scariche parziali per cavi con isolamento termoplastico. Trasduttori e sistemi di misura impiegati per la misura delle scariche

parziali. Tecnica riflettometrica per la localizzazione del guasto. Procedure di decisione.

 

Diagnostica per i sistemi isolanti delle macchine elettriche.

 

Materiali isolanti utilizzati nella realizzazione di macchine elettriche e loro comportamento sotto sollecitazione: materiali bituminosi, resine epossidiche e mica. Prove a

rampa. Misura del fattore di perdita. Misure mediante scariche parziali. Difetti tipici nell’isolamento di una macchina elettrica (scariche in cava, in testata,

delaminazioni), loro caratteristiche ed identificazione.

 

Diagnostica per i guasti meccanici delle macchine elettriche.

 

Analisi delle vibrazioni. Analisi delle correnti in ingresso alla macchina (MCSA): diagnostica delle rotture nelle sbarre e dei corto circuiti di statore.

 

Propedeuticità consigliate e modalità di esame

 

E' consigliabile avere sostenuto il corso di Modellistica ed ingegneria dei materiali elettrici. L'esame è orale.

 

Materiale didattico

 

Sono disponibili appunti scritti dal docente.

 

 

 

Qualità dell'energia elettrica

 

Obiettivi

 

Il corso intende presentare in modo sistematico i disturbi alla qualità dell'energia, di natura transitoria e permanente. Per ogni tipo di disturbo sarà fornita la definzione

operativa, le sorgenti, i problemi che esso arreca ed i modelli di propagazione dello stesso nelle reti di distribuzione, i sistemi di compensazione, cenni alla

strumentazione necessaria per misurarne l'entità e la normativa vigente

 

Programma

 

Aspetti generali legati alla qualità dell'energia

 

Il costo del guasto in generale e per vari settori della produzione industriale. Aspetti economici legati alla qualità dell'energia: livello ottimo di investimenti, accordi fra

distributore ed utente. La qualità dell'energia come servizio del mercato elettrico. Livelli di Immunità ed emissione di un dispositivo elettrico operante in un ambiente

industriale: approccio deterministico ed approccio probabilistico. Disturbi transitori e disturbi permanenti della tensione, classificazione dei disturbi. Aspetti normativi:

le norme EN e CEI, i documenti IEC ed IEEE, l’attività dell’Autorità per l’Energia Elettrica ed il Gas (AEEG).

 

Calcolo del danno economico associato ai guasti elettrici.

 

Manutenzione e manutenibilità: tecniche di incremento della manutenibilità. Analisi di un sistema riparabile mediante catene di Markov. Disponibilità asintotica e

puntuale. Frequenza di guasto di un sistema. Analisi della disponibilità di sistemi serie e parallelo. Analisi di sistemi industriali di distribuzione dell'energia attraverso lo

standard IEEE 492 (Gold book). Analisi economica delle scelte.

 

Fenomeni permanenti: le armoniche nei sistemi elettrici

 

Definizione di armoniche. Problemi legati alle armoniche. La propagazione delle armoniche nei sistemi elettrici: modelli delle reti ed aspetti probabilistici. La

compensazione delle armoniche: filtri passivi e filtri attivi.

 

Fenomeni transitori: sovratensioni e buchi di tensione

 

Origine e sorgenti dei disturbi transitori: Tecniche di rimozione dei cortocircuiti nelle reti elettriche e loro effetto sulla disponibilità e qualità dell’energia elettrica.

Propagazione dei disturbi transitori nelle reti elettriche di distribuzione. Immunità ai distrurbi transitori: la curva CBEMA Analisi probabilistica della immunità di un

dispositivo operante all'interno di una rete. Metodologie di immunizzazione dei componenti elettronici.

 

Flicker

 

Definizione di disturbo flicker. Fastidio fisiologico arrecato dal flicker: la curva di suscettibilità soggettiva. Sorgenti di flicker nelle reti elettriche: forni ad arco,

saldatrici. Compensazione dinamica della potenza reattiva nei forni ad arco come metodo per eliminare il flicker.

 

Propedeuticità consigliate e modalità di esame

 

E' consigliabile avere sostenuto il corso di Impianti Elettrici. L'esame è orale.

 

Materiale didattico

 

Sono disponibili appunti scritti dal docente.