impianti elettrici -...
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Impianti Meccanici 1
Impianti Impianti elettricielettrici
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Impianti Meccanici 2
Impianti Impianti elettricielettrici
Gli impianti elettrici sono soggetti ad una ampia normativa nazionale.
Tali norme sono in continua evoluzione anche al fine di unificare internazionalmente le regole della buona tecnica e dell’antinfortunistica in campo elettrico.
Citiamo i principali documenti normativi :
NORMATIVA
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Impianti Meccanici 3
Impianti Impianti elettricielettrici
Legge 1° marzo 1968, n. 186
Stabilisce due principi fondamentali:
a) gli apparecchi e gli impianti elettrici ed elettronici vanno eseguiti a regola d’arte;
b) gli apparecchi e gli impianti elettrici ed elettronici eseguiti secondo le norme CEI sono a regola d’arte.
NORMATIVA
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Impianti Meccanici 4
Impianti Impianti elettricielettrici
D.M. 21 marzo 1968 “Norme tecniche per la progettazione, l’esecuzione e l’esercizio delle linee aeree esterne”
Legge 5 marzo 1990, n. 46 “Norme di sicurezza degli impianti” e relativo Regolamento di attuazione ( D.P.R. 6 dicembre 1991, n. 447 ):
la progettazione degli impianti elettrici deve essere eseguita da tecnici iscritti ad albi professionali.
NORMATIVA
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Impianti Meccanici 5
Impianti Impianti elettricielettrici
D.Lgs 19 settembre 1994, n.626
Ribadisce l’obbligo dell’adozione delle misure di di sicurezza sui luoghi di lavoro.
Nel campo tecnico le norme sono emesse in Italia dal CEI che segue le impostazioni del CENELEC ( CEE ).
NORMATIVA
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Impianti Meccanici 6
Impianti elettriciImpianti elettrici
La sorveglianza tecnica degli impianti di terra e di parafulmine realizzati nei luoghi di lavoro èaffidata per legge
all’ISPESL ( prima verifica)
alle ASL (verifiche periodiche)
SORVEGLIANZA
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Impianti Meccanici 7
Impianti elettriciImpianti elettrici
Gli schemi elettrici riportano segni grafici uniformati dal CEI alle norme internazionali.
Simboli grafici normalizzati per indicare graficamente componenti dei sistemi elettrici ( norme CEI 3-18, 3-19)
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Impianti Meccanici 8
Impianti elettriciImpianti elettriciFORNITURA DELL’ENERGIA ELETTRICA
In Italia, la produzione di energia elettrica èregolata dalla legge 6 dicembre 1962 n. 1643,
e dal D.P.R. 18 marzo 1965, n. 342 che demandano all’ENEL la produzione e la distribuzione dell’energia stessa ( fanno eccezione a tale monopolio le Aziende
Municipalizzate già produttrici ).
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Impianti Meccanici 9
Impianti elettriciImpianti elettrici
Le tensioni di fornitura dell’energia da parte dell’ENEL o dell’Azienda Municipalizzata locale sono :
La bassa tensione, BT (380 - 220 V) per piccole utilizzazioni ( fino a circa 100 kW )
Fornitura
La media tensione, MT (30-20-15-10-6-5,3 kV) per medie utilizzazioni ( fino a circa 4 - 5 MW )
L’alta tensione, AT (220,150 o 132 kV) per grandi utilizzazioni
Autofornitura
TrasformatoriTariffa binomia e fattore di potenza
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Impianti Meccanici 10
Impianti elettriciImpianti elettriciFORNITURA DELL’ENERGIA ELETTRICA
Gli stabilimenti alimentati a media od alta tensione devono abbassare la tensione al
valore di utilizzazione mediante trasformatori
Dall’alta alla bassa tensione si scende attraverso due stadi di trasformazione,
mentre dalla media alla bassa tensione se ne attua uno solo.
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Impianti Meccanici 11
Impianti elettriciImpianti elettriciFORNITURA DELL’ENERGIA ELETTRICA
La tariffa “binomia” tiene conto di due fattori:
a) la potenza impiegata (€/kW)
b) l’energia consumata (€/kWh)
Viene inoltre applicata una penale per consumi a fattore di potenza < 0,9
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Impianti Meccanici 12
Impianti Impianti elettricielettrici
I sistemi di autoproduzione sono finalizzati ai seguenti scopi :
Alimentazione dei sistemi essenziali dello stabilimento.
Risparmio energetico e minor costo dell’energia elettrica.
Riduzione delle punte di carico.
AUTOPRODUZIONE
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Impianti Meccanici 13
Impianti Impianti elettricielettrici
In relazione alla loro tensione nominale ( o tensione di progetto ) i sistemi elettrici sono suddivisi in quattro categorie :
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Impianti Meccanici 14
Impianti Impianti elettricielettrici
Le tensioni più frequentemente adottate per la corrente alternata nell’ambito delle quattro categorie sono :
- categoria 0 : 24 e 48 V
- categoria I : 380/220 V
- categoria II : 20 kV
- categoria III : 132/150 kV
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Impianti Meccanici 15
Impianti Impianti elettricielettrici
Se l’energia elettrica viene fornita o prodotta a tensione maggiore di quella di utilizzazione, si deve provvedere alla TRASFORMAZIONE prima di alimentare le utenze: ciò avviene nelle :
CABINE DI TRASFORMAZIONE
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Impianti Meccanici 16
Impianti Impianti elettricielettrici
Cabina di trasformazione MT/BT - Schema unifilare e principali componenti
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Impianti Meccanici 17
Impianti Impianti elettricielettrici
Cabina di trasformazione MT/BT - prospetto della cabina racchiusa in struttura metallica
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Impianti Meccanici 18
Impianti Impianti elettricielettrici
Cabina di trasformazione MT/BT
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Impianti Meccanici 19
Impianti Impianti elettricielettrici
Dopo la trasformazione oppure nei casi in cui la corrente ha già la tensione richiesta alle utenze, si deve alimentare queste ultime mediante appositi :
SISTEMI DI DISTRIBUZIONE
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Impianti Meccanici 20
Schemi di distribuzioneImpianti Impianti elettricielettrici
Schema a blocchi per impianti elettrici industriali
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Impianti Meccanici 21
Impianti Impianti elettricielettrici
Portare l’energia elettrica alle utenze in modo sufficientemente economico ed affidabile.
L’aspetto economico sono i costi connessi agli impianti elettrici , alle manutenzioni ed alle perdite di energia.
L’affidabilità deve essere prevista per tutti i componenti in misura equilibrata.
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Impianti Meccanici 22
Impianti Impianti elettricielettrici
Gli schemi di distribuzione in MT piu’ adottati negli stabilimenti industriali sono :
-Tipo radiale con cavi
-Tipo ad anello con cavi
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Impianti Meccanici 23
Impianti Impianti elettricielettrici
Gli schemi di distribuzione in BT piu’ adottati negli stabilimenti industriali sono :
-Tipo radiale con linee in cavo o “blindate”
-Tipo a maglie con cavi
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Impianti Meccanici 24
Impianti Impianti elettrici
Schemi di distribuzione -MTelettrici
Media Tensione - Distribuzione radiale
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Impianti Meccanici 25
Impianti Impianti elettrici
Schemi di distribuzione -MTelettrici
Schemi di distribuzione
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Impianti Meccanici 26
Schemi di distribuzione -BTImpianti Impianti elettricielettrici
Linee in cavo o “blindate” protette in cabina da interruttore.
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Impianti Meccanici 27
Impianti Impianti elettrici Schemi di distribuzione -BTelettrici
Linee formanti maglie chiuse, protette nei nodi con valvole fusibili od interruttori
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Impianti Meccanici 28
Impianti Impianti elettricielettrici
Schema di impianto di distribuzione AT MT BT
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Impianti Meccanici 29
Impianti Impianti elettricielettrici
Schema di distribuzione con
riserva ad intervento immediato
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Impianti Meccanici 30
Impianti Impianti elettricielettrici
L’impiego delle linee aeree è ormai limitato alle alimentazioni ad alta tensione che pertanto non sono più previste all’interno degli stabilimenti
Come indirizzo generale, in campo industriale vengono impiegati i cavi (per qualsiasi tensione) ed i condotti sbarre(generalmente solo in bassa tensione)
Distribuzione dell’energia elettrica
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Impianti Meccanici 31
Impianti Impianti elettrici La scelta dell’una o
dell’altra soluzione viene fatta prendendo in considerazione i seguenti aspetti :
elettrici
• A favore dei cavi :
- facilità di posa e costo abbastanza contenuto
- resistenze elettriche modeste (a parità di sezione) nei cavi multipolari
• A favore dei condotti sbarre :
- facilità di posa e di reimpiego
- possibilità di effettuare derivazioni senza modifiche della linea
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Impianti Meccanici 32
Impianti Impianti elettrici Struttura dei cavi elettrici
I cavi elettrici sono costituiti da :
Uno o più conduttori in rame od in alluminio
Un isolamento dei conduttori mediante specifici materiali
Uno schermo, a fili o nastri di rame, su ogni conduttore nei cavi tripolari per alta e media tensione.
Una guaina esterna protettiva, generalmente in PVC, con eventuale sottostante armatura a piattine, nastri o fili di acciaio quando i cavi sono esposti ad urti o danneggiamenti
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Impianti Meccanici 33
a) cavo tripolare in rame per media tensione ad anime cordate, isolante G7, schermatura con nastri di rame,guaina in PVC
Impianti Impianti elettricielettrici
b) cavo tripolare in rame per bassa tensione, ad anime cordate, isolante G7, armatura in piattine di acciaio, guaina in PVC.
Linee di trasporto : cavi
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Impianti Meccanici 34
Impianti Impianti elettricielettrici Suddivisione dei cavi in funzione dell’impiego
Si possono distinguere i cavi in base all’impiego a cui sono destinati :
- cavi per alta tensione nei quali i conduttori sono isolati in gomma sintetica fino a 150 kVed in olio fluido per tensioni superiori
- cavi per media tensione nei quali i conduttori sono isolati in gomma sintetica, schermati e protetti da guaina in PVC per tensioni di esercizio fino a 45 kV
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Impianti Meccanici 35
Suddivisione dei cavi in funzione dell’impiego
Impianti Impianti elettricielettrici
segue : impiego dei cavi
- cavi per bassa tensione : i più diffusi hanno l’isolamento in resina e guaina in PVC oppure in gomme sintetiche ( G7,G9 o G10 )
Nota : a seconda delle esigenze sono di tipo unipolare o multipolare; questi ultimi possono avere fino a 5 conduttori sotto una unica guaina, nel qual caso le anime sono colorate in nero o marrone per le fasi , in blu chiaro per il neutro, a strisce gialle e verdi per il conduttore di protezione;
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Impianti Meccanici 36
Suddivisione dei cavi in funzione dell’impiego Impianti Impianti
elettricielettricisegue : impiego dei cavi
- cavi di trasporto segnali ( telefonici, trasmissione dati, a fibre ottiche ).
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Impianti Meccanici 37
Impianti Impianti elettricielettrici
Caratteristiche dei cavi tripolari
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Impianti Meccanici 38
Impianti Impianti elettricielettrici Caratteristiche dei cavi unipolari
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Impianti Meccanici 39
Impianti Impianti elettrici
Coefficienti di correzione delle portate di correnteelettrici
Le portate di corrente devono essere
moltiplicate per coefficienti correttivi al
fine di tenere conto delle condizioni
ambientali ( in particolare delle
temperatura ), delle modalità di posa e
della vicinanza di altri cavi.
![Page 40: Impianti elettrici - corsiadistanza.polito.itcorsiadistanza.polito.it/corsi/pdf/02BGHDN/Lezione_Impianti... · progettazione, l’esecuzione e l’esercizio delle ... - K = coefficiente](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021809/5c66111f09d3f2e4308bac6e/html5/thumbnails/40.jpg)
Impianti Meccanici 40
Impianti Impianti elettricielettrici
Coefficienti di correzione delle portate di corrente
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Impianti Meccanici 41
Impianti Impianti elettrici
Coefficienti di correzione delle portate di correnteelettrici
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Impianti Meccanici 42
Impianti Impianti elettricielettrici
Nei cavi BT si deve anche verificare la caduta di tensione, la quale, di solito, non dovrebbe superare :
- 2,5% nelle linee di illuminazione
- 4% nelle linee della forza motrice
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Impianti Meccanici 43
Impianti Impianti elettrici
Calcolo della caduta di tensione elettrici
La caduta di tensione si può calcolare mediante la formula :
- dove
- K = coefficiente funzione della sezione dei cavi e del fattore di potenza ( Vedi Tabella)
LIKV ∗∗=∆
- I = corrente effettiva che percorre il cavo (ampere)
- L = lunghezza della linea ( in m )- ∆V = caduta di tensione nei conduttori (volt)
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Impianti Meccanici 44
Calcolo della caduta di tensioneImpianti Impianti elettricielettrici
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Impianti Meccanici 45
Impianti Impianti elettricielettrici
Terminali per a) interno ; b) esterno
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Impianti Meccanici 46
Impianti Impianti elettricielettrici
Giunzione per cavi ( es. MT)
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Impianti Meccanici 47
Impianti Impianti elettricielettrici
Tipi di posa delle condutture
Tabella 52C della
norma CEI 64 - 8/5
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Impianti Meccanici 48
Impianti Impianti elettricielettrici
Linee di trasporto : condotti barre a) per trasporto ; b) per distribuzione
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Impianti Meccanici 49
Impianti Impianti elettricielettrici
Linee di trasporto a catalogo : condotti barre per trasporto e per distribuzione
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Impianti Meccanici 50
Impianti Impianti elettricielettrici
Distribuzione dell’energia elettrica mediante condotti sbarre
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Impianti Meccanici 51
Impianti Impianti elettricielettrici
Impianti di distribuzione dell’energia elettrica mediante cavi e mediante condotti barre
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Impianti Meccanici 52
Impianti Impianti elettricielettrici
Impianti di distribuzione dell’energia elettrica mediante cavi e mediante condotti barre
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Impianti Meccanici 53
Impianti Impianti elettricielettrici
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Impianti Meccanici 54
Impianti Impianti elettricielettrici
Caratteristiche dei condotti barre
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Impianti Meccanici 55
Impianti elettriciImpianti elettrici
Montaggio delle linee sbarre
Linea blindata da 630 A sostenuta da uno staffaggio
sospeso alla capriata
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Impianti Meccanici 56
Impianti Impianti elettrici
Condotto sbarre da 1500 A sospeso alla capriataelettrici
Montaggio delle linee sbarre
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Impianti Meccanici 57
Impianti Impianti elettricielettrici
Modalità di giunzione delle linee sbarre
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Impianti Meccanici 58
Impianti Impianti elettricielettrici
Montaggio delle linee sbarre
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Impianti Meccanici 59
Impianti Impianti elettricielettrici
Montaggio delle linee sbarre
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Impianti Meccanici 60
TRASFORMATORI DI POTENZAImpianti Impianti
elettricielettrici
Il trasformatore è una macchina elettrica, statica, ad induzione che riceve energia elettrica ad una data tensione e la eroga ad una tensione diversa, con frequenza invariata e modesta riduzione di potenza.
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Impianti Meccanici 61
TRASFORMATORI DI POTENZAImpianti Impianti
elettricielettrici
I trasformatori attualmente più diffusi in ambito industriale sono :
- trasformatori isolati in carta immersa in olio minerale ( impiego all’aperto e per grandi potenze );
- trasformatori isolati in resine epossidiche ( impiego ambienti interni, per tensioni fino a 24 kV ( MT -> BT )e potenze fino a 3150 kVA );
- trasformatori speciali : isolati a secco, in oliisiliconici.
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Impianti Meccanici 62
Impianti Impianti elettricielettrici
Trasformatori di potenza
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Impianti Meccanici 63
Impianti Impianti elettrici Trasformatori di potenzaelettrici
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Impianti Meccanici 64
Trasformatori di potenzaImpianti Impianti elettricielettrici
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Impianti Meccanici 65
Impianti Impianti elettricielettrici
Cabine elettriche per trasformatori di potenza
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Impianti Meccanici 66
Impianti Impianti elettricielettrici
Cabine elettriche per trasformatori di potenza
![Page 67: Impianti elettrici - corsiadistanza.polito.itcorsiadistanza.polito.it/corsi/pdf/02BGHDN/Lezione_Impianti... · progettazione, l’esecuzione e l’esercizio delle ... - K = coefficiente](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021809/5c66111f09d3f2e4308bac6e/html5/thumbnails/67.jpg)
Impianti Meccanici 67
Impianti Impianti elettricielettrici
Cabine elettriche per trasformatori di potenza
![Page 68: Impianti elettrici - corsiadistanza.polito.itcorsiadistanza.polito.it/corsi/pdf/02BGHDN/Lezione_Impianti... · progettazione, l’esecuzione e l’esercizio delle ... - K = coefficiente](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021809/5c66111f09d3f2e4308bac6e/html5/thumbnails/68.jpg)
Impianti Meccanici 68
Impianti Impianti elettricielettrici
Cabine elettriche per trasformatori di potenza
![Page 69: Impianti elettrici - corsiadistanza.polito.itcorsiadistanza.polito.it/corsi/pdf/02BGHDN/Lezione_Impianti... · progettazione, l’esecuzione e l’esercizio delle ... - K = coefficiente](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021809/5c66111f09d3f2e4308bac6e/html5/thumbnails/69.jpg)
Impianti Meccanici 69
Impianti Impianti elettricielettrici
Cabina di trasformazione su soppalco
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Impianti Meccanici 70
Impostazioni del progetto degli impianti elettriciImpianti Impianti elettricielettrici
In sede di progetto di un impianto elettrico occorre definire :
- la tensione di alimentazione;- la tensione di distribuzione;- il tipo di rete da adottare e la posizione delle cabine;- le potenze installate in ogni reparto, suddivise per tipo e natura del carico;- la grandezza dei singoli carichi;- la distanza dei reparti da alimentare;
![Page 71: Impianti elettrici - corsiadistanza.polito.itcorsiadistanza.polito.it/corsi/pdf/02BGHDN/Lezione_Impianti... · progettazione, l’esecuzione e l’esercizio delle ... - K = coefficiente](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022021809/5c66111f09d3f2e4308bac6e/html5/thumbnails/71.jpg)
Impianti Meccanici 71
Impianti Impianti elettrici Impostazioni del progetto degli impianti elettricielettrici
Tipo e natura del carico :
- macchinari per lavorazioni a freddo dei materiali
- saldatrici elettriche
- forni elettrici ad arco, a resistenza,ecc.
- pompe, compressori,ventilatori
- illuminazione generale e particolare
- piccole utenze di forza motrice per uffici o comunque non attinenti alla produzione
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Impianti Meccanici 72
Intensità di carico in vari tipi di industrieImpianti Impianti elettricielettrici Valutazione di massima :
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Impianti Meccanici 73
Impianti Impianti elettricielettrici
Consumi di energia per unità di produzione
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Impianti Meccanici 74
Impianti Impianti elettricielettrici
Valori correnti del coefficiente k e del cosω
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Impianti Meccanici 75
Impianti Impianti elettrici
Potenza di targaelettrici
La potenza installata in un reparto g g comprende prevalentemente macchine
simili ( per esempio presse ).
Potenze installate
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Impianti Meccanici 76
Impianti Impianti elettrici
Potenza di targaelettrici
La potenza èdata dalla
somma delle potenze di targa Pi di ciascuna macchina del
reparto.
Potenze installate
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Impianti Meccanici 77
Impianti Impianti elettrici
Potenza di targaelettrici
La potenza installata Pjdell’intero
stabilimento èdata dalla
somma delle potenze
installate nei vari reparti.
Potenze installate
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Impianti Meccanici 78
Impianti Impianti elettricielettrici
Potenza elettrica assorbita PWg
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Impianti Meccanici 79
Impianti Impianti elettrici In pratica si ricorre a formule
semplificate del tipo :elettrici
Formule semplificate
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Impianti Meccanici 80
Impianti Impianti elettricielettrici
- a
- a
- a
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Impianti Meccanici 81
Impianti Impianti elettricielettrici
Fattori di contemporaneità
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Impianti Meccanici 82
Impianti Impianti elettricielettrici
- a
- a
- a
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Impianti Meccanici 83
Impianti Impianti elettricielettrici
Commento
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Impianti Meccanici 84
Impianti Impianti elettricielettrici
Commento