ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Impianti Elettrici
4A Elettrotecnica
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Determinazione dei carichi
convenzionali
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Per la scelta delle caratteristiche
corrette dei componenti di un
impianto bisogna conoscere la
corrente che transita nei vari circuiti
che lo compongono.
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Se sono noti a priori tutti i carichi
dell’impianto ed i relativi diagrammi
di carico, tali correnti possono
essere determinate in modo preciso.
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Normalmente, invece, non sono noti
i diagrammi di carico né le modalità
di funzionamento contemporaneo di
più carichi.
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
In questi casi si ricorre a coefficienti
statistici calcolando il cosiddetto
carico convenzionale
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Il carico convenzionale può essere
determinato sia in termini di potenza
che di corrente.
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Fattore di utilizzazione
E’ il rapporto tra la potenza mediamente assorbita
da un utilizzatore e la sua potenza nominale:
Pm
Ku 
Pn
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Fattore di utilizzazione
Noto il fattore (o coefficiente) di utilizzazione di un
carico e la sua potenza nominale, è possibile
determinare la potenza mediamente assorbita:
Pm  Ku Pn
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Fattore di utilizzazione
TIPO DI UTILIZZATORE
Lampade
Ku
1
Motori da 0,5 a 2 kW
0,7
Motori da 2 a 10 kW
0,75
Motori oltre i 10 kW
0,8
Forni a resistenza e a induzione
1
Raddrizzatori
1
Saldatrici
Stufe elettriche
Macchine utensili, trasportatori
Ascensori, montacarichi, impianti di sollevamento
Pompe, ventilatori
0,7÷1
1
0,6÷0,8
0,8÷1
1
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Fattore di contemporaneità
Quando si alimentano più utilizzatori si deve tener
presente che difficilmente questi funzioneranno
tutti contemporaneamente.
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Fattore di contemporaneità
La potenza media totale è generalmente inferiore
alla somma delle potenze nominali dei singoli
utilizzatori:
n
Pmtot < P1 + P2 + … + Pn =
P
i 1
i
Prof. Sergio De Nisi
Corso di Impianti Elettrici
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Carichi convenzionali
Fattore di contemporaneità
Si definisce fattore di contemporaneità il rapporto
tra la potenza totale media e la somma delle
potenze nominali:
Kc 
Pmtot
n
P
i 1
1
i
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Fattore di contemporaneità
TIPO DI UTILIZZATORE
NUMERO
Kc
Fino a 2
1
Motori da 0,5 a 2 kW
Fino a 10
Fino a 20
Fino a 50
0,6
0,5
0,4
Motori da 2,5 a 10 kW
Fino a 10
Fino a 50
0,7
0,45
Motori da 10 a 30 kW
Fino a 5
Fino a 10
Fino a 50
0,8
0,65
0,5
Motori oltre i 30 kW
Fino a 2
Fino a 5
Fino a 10
0,9
0,7
0,6
Raddrizzatori
Fino a 10
0,8
Saldatrici elettriche
Fino a 10
0,4
Ascensori e montacarichi in uffici e industrie
Fino a 4
Fino a 10
0,75
0,6
Forni
Illuminazione
0,8
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Potenza convenzionale per gruppi di prese
Quasi mai è noto l’utilizzo che verrà fatto di una presa elettrica.
Pertanto è normalmente impossibile calcolare con esattezza la
potenza o la corrente che verrà assorbita da un gruppo di prese.
Per il calcolo della potenza prelevabile da una presa si considera,
nel caso non lo si conoscesse, un fattore di potenza pari a 0,8 per
utenze trifasi e 0,9 per utenze monofasi.
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Potenza convenzionale per gruppi di prese
Se si considera un gruppo di N prese, ciascuna di potenza PM
(calcolata con la classica formula della potenza attiva a partire da
tensione, corrente e fattore di potenza), se ne può calcolare la
potenza convenzionale può essere calcolata come segue:
Pc = N Kc Ku PM
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Potenza convenzionale per gruppi di prese
Il prodotto tra Kc e Ku prende il nome di fattore complessivo di
utilizzazione e contemporaneità e può essere pari a:
• 0,05 – 0,2 per prese monofasi in impianti ad uso civile;
• 0,15 – 0,4 per prese monofasi o trifasi per impianti ad uso
industriale o terziario
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Potenza convenzionale per gruppi di prese
NOTA BENE: NON ESISTONO REGOLE ESATTE, L’UNICA REGOLA
UNIVERSALE E’ IL BUON SENSO.
Una regola dettata dal buon senso è quella di garantire una presa a
pieno carico per ciascun gruppo di prese non troppo numeroso
(sempre che non si conosca esattamente l’utilizzo che verrà fatto
delle prese).
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Potenza convenzionale per gruppi di prese
Per esempio se abbiamo 5 prese da 16 A ne garantiamo una a
pieno regime (quindi a 16 A). La potenza prevedibilmente assorbita
sarà:
P = V I cosj = 230 16 0,9 = 3312 W
Prof. Sergio De Nisi
Corso di Impianti Elettrici
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Carichi convenzionali
Carico convenzionale per utenze industriali
L’utilizzatore più diffuso è il motore asincrono trifase (m.a.t.).
La potenza nominale Pn di un m.a.t. è di tipo meccanico.
Per risalire alla potenza elettrica assorbita Pa bisogna conoscere il
rendimento h del m.a.t.
Pa 
Pn
h
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Carico convenzionale per utenze industriali
Per calcolare la corrente bisogna ricorrere alla formula della potenza
in un sistema trifase equilibrato:
In 
Pa
Pn

3Vn cos jn
3Vn cos jnh
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Carico convenzionale per utenze industriali
Se il motore non funziona in condizioni nominali, ma ha un fattore
di utilizzazione Ku:
Pa K u
Pn K u
I

3Vn cos j
3Vn cos jnh
Prof. Sergio De Nisi
Corso di Impianti Elettrici
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Carichi convenzionali
Tabella m.a.t.
Rendimento nominale
Fattore di potenza nominale
Corrente nominale
hn(%)
cosjn
In (A)
Pn (kW)
p= 1
p=2
p=3
p= 1
p=2
p=3
p= 1
p=2
p=3
0,55
70
71
70
0,80
0,80
0,73
1,45
1,47
1,63
1,1
77
74
74
0,85
0,81
0,75
2,55
2,8
3
2,2
82
78
78
0,85
0,83
0,74
4,8
5,2
5,8
4
85
83
83
0,88
0,83
0,76
8,1
8,8
9,5
5,5
85
84
84
0,88
0,85
0,76
11,2
11,7
13
7,5
87
86
84
0,88
0,85
0,75
14,9
15,6
18
11
87
88
88
0,88
0,86
0,78
22,5
22
24,3
15
89
89
89
0,88
0,88
0,82
30
29
31,5
18,5
90
91
91
0,88
0,83
0,84
36
38
37,5
30
90
91
91
0,88
0,83
0,84
57
60
59
45
92
93
92
0,89
0,85
0,85
83
87
87
90
92
94
94
0,89
0,86
0,85
166
168
172
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Carico convenzionale per utenze industriali
Per prese monofasi e/o trifasi per le quali non è noto l’utilizzatore,
si utilizzano i criteri già visti per le prese in generale
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Carico convenzionale per utenze industriali
Si può effettuare una valutazione di massima della potenza da
installare facendo ricorso alla potenza specifica (per unità di
superficie) espressa in VA/m2.
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Carico convenzionale per utenze industriali
Potenza specifica per utenze industriali
Tipo di attività
Potenza specifica (VA/m2)
Cartiera
120
Industria tessile
100
Industria elettronica
90
Officina meccanica
80
Falegnameria
70
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Carico convenzionale per utenze industriali
La tabella è da utilizzare solo in una fase preliminare, per effettuare
un calcolo di massima.
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Carico convenzionale per utenze civili
Faremo riferimento alle potenze contrattuali per utenze monofasi
(220 V) e trifasi (380 V).
Potenze in kW:
1,5 – 3 – 6 – 10
3 – 6 – 10 – 15
per Vn = 220V
– 20 per Vn = 380V
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Carico convenzionale per utenze civili
Considerando un fattore di potenza pari ad 1 per utenze monofasi e
0,9 per utenze trifasi, in termini di corrente (A) si ha:
Correnti in A:
7 – 14 – 28
– 46
5 – 10
– 17
per Vn = 220V
– 26
–34
per Vn = 380V
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Carico convenzionale per utenze civili
Per il calcolo del carico convenzionale si procede come segue:
•Per prese a spina come già detto;
•Per illuminazione Ku = 1 e Kc = 0,8
•Per utilizzatori fissi si tiene conto della potenza nominale
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Carico convenzionale per utenze civili
Come per le utenze industriali è possibile effettuare un calcolo
preliminare di massima:
Potenza specifica per utenze civili
Tipo di utilizzazione
Potenza specifica (VA/m2)
Uffici
70
Scuole
50
Ospedali
60
Alberghi
80
Abitazioni
40
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Carico convenzionale per utenze civili
Metodo alternativo proposto da IEC: potenza convenzionale come
prodotto tra potenza complessiva (somma potenze utilizzatori) e
coefficiente di riduzione globale.
Coefficienti di riduzione globale
Tipo di utilizzazione
Alberghi, collegi
Ospedali
Coefficiente
0,6 ÷ 0,8
0,5 ÷ 0,75
Grandi magazzini
0,7 ÷ 0,9
Scuole
0,6 ÷ 0,7
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Considerazioni
Non ci sono calcoli “esatti”, ma metodi approssimativi.
Partendo dalla medesima situazione si possono ottenere risultati
diversi (ma non troppo).
Importante utilizzare il buon senso per non affidarsi troppo a calcoli
piuttosto aleatori: necessaria esperienza.
E’ bene analizzare accuratamente i casi particolari (per esempio 6
asciugacapelli in uno spogliatoio di calcio, come effettuereste il
calcolo?).
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Corrente d’impiego
La corrente d’impiego Ib di un circuito è la corrente che circola nel
circuito stesso ed è utilizzata per la scelta della sezione dei cavi e
delle apparecchiature.
Può essere una corrente effettiva se la si conosce con esattezza, o
convenzionale se calcolata con i metodi visti.
Se si lavora in corrente continua essa è il valore effettivo della
corrente, mentre in alternata va considerato il valore efficace.
Prof. Sergio De Nisi
Corso di Impianti Elettrici
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Carichi convenzionali
Corrente d’impiego
Se il sistema non è in regime permanente la corrente d’impiego va
calcolata come segue:
T
1 2
Ib 
i (t )dt

T 0
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Corrente d’impiego
Se l’andamento della corrente può essere scomposto in n intervalli
di durata ti:
1 n 2
Ib 
I i ti

T i 1
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Corrente d’impiego
Tutto chiaro?
Come no?
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Corrente d’impiego
Diciamo, allora, che come corrente d’impiego va considerato quel
valore di corrente che, attraversando il circuito con forma d’onda
continua, produce le stesse perdite Joule.
Il problema non si pone quasi mai (noi lavoriamo in regime
sinusoidale).
In alcuni casi, soprattutto in presenza di motori, la corrente
all’avvio non è subito quella nominale, ma è superiore ad essa
(transitorio in fase di avviamento).
Prof. Sergio De Nisi
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“G.B. Pentasuglia”
Via E. Mattei - tel. 0835/264114; e-mail: [email protected]
75100 MATERA
Corso di Impianti Elettrici
Carichi convenzionali
Corrente d’impiego
In questi casi si ricorre comunque a coefficienti approssimativi.
Per esempio in caso di motori per ascensori si ha che:
Ib = 1,8 In per ascensori elettrici
Ib = 1,2 In per ascensori oleodinamici
Prof. Sergio De Nisi