dubbio guasto franco a terra neutro connesso a terra (BT)

[mentos]

Grazie della precisazione EdmondDantes.
Ho intuito ciò che mi stai dicendo, ma sono ancora in una fase di studio in cui sto "organizzando" i vari pezzi.
Diciamo quella fase in cui hai capito l'immagine che viene fuori dal tuo "puzzle" ma li stai ancora montando (scusa l'esempio).

[mentos]

Perdonatemi e scusatemi anticipatamente se riapro il post.
Dal libro Iliceto, consultando la sezione relativa all'esercizio delle reti di Media Tensione con neutro isolato, viene definito il fatto che quando si verifica un guasto monofase a terra di resistenza nulla (Rg=0), il centro stella del trasformatore assume verso terra una tensione di poco inferiore alla tensione di fase (differisce dalla tensione di fase per la piccola caduta di tensione attraverso le impedenze serie della rete).
Le fasi non affette da guasto si portano quasi alla tensione concatenata, come nel caso della rete esercita con neutro isolato.
(il senso di ciò che riporta il libro è quanto sopra riportato in grassetto).
Ciò mi confonde leggermente perché, anche se l'esercizio della rete MT attraverso resistenza non è come porla direttamente a terra, in ogni caso si associa a queste un valore di resistenza che connetta il centro stella e la terra molto basso (si pensi ai 40 Ohm della Francia per reti a 20 kV ad esempio).
Sulla base di quanto riportato in questo thread, il sistema che esercisce con neutro a terra (direttamente, o comunque con una R molto bassa) non dovrebbe avere le problematiche legate alla possibile sovratensione che può originarsi sulle fasi non sane in presenza di guasto.

[Coulomb]

E' un discorso abbastanza ampio con una bella trattazione matematica come testo di riferimento potresti vedere il gatta.
Arrivando alle conclusioni il vantaggio della gestione delle rete a neutro isolato è la limitata corrente di guasto che non produce effetti termici considerevoli e permette la continuità di esercizio dell'impianto.
Questa soluzione si utilizza su grossi stabilimenti industriali con distribuzionie MT di prorprietà.
Lo svantaggio è la presenza di sovratensioni transitorie elevate con possibili innesci di archi intermittenti che producono anche sovratensioni transitorie di 4-5pu sulle fasi sane, con conseguente degrado dell'isolamento ed evoluzione del guasto ad esempio in guasto monofase doppio.
La messa a terra su resistenza ha lo svantaggio di aumentare la corrente di guasto ma limita le sovratensioni transitore.
La tensione verso terra a transitorio esaurito è uguale con rete esercita a neutro isolato o su resistenza ed è pari alla concatenata perché in ambedue i casi il centro stella si sposta.

[mentos]

E' un discorso abbastanza ampio con una bella trattazione matematica come testo di riferimento potresti vedere il gatta.

Perfetto!! so dove andare a cercare allora.
E' il libro di riferimento più adatto secondo lei in merito a tale argomento?

Arrivando alle conclusioni il vantaggio della gestione delle rete a neutro isolato è la limitata corrente di guasto che non produce effetti termici considerevoli e permette la continuità di esercizio dell'impianto.
Questa soluzione si utilizza su grossi stabilimenti industriali con distribuzionie MT di prorprietà.
Lo svantaggio è la presenza di sovratensioni transitorie elevate con possibili innesci di archi intermittenti che producono anche sovratensioni transitorie di 4-5pu sulle fasi sane, con conseguente degrado dell'isolamento ed evoluzione del guasto ad esempio in guasto monofase doppio.

Sul discorso delle sovratensioni transitorie è chiarissimo; tra le altre cose, nell'ipotesi in cui l'arco si riadescasse, si arriverebbe addirittura a valori più elevati di 5 p.u. (per giustificare tale affermazione andrebbe fatta una trattazione matematica rigorosa con equazioni differenziali, e certamente si uscirebbe "fuori tema").
In generale comunque la trattazione matematica è la medesima che discende dall'inserzione e disinserzione di una lunga linea a vuoto (chiusa parentesi).

La messa a terra su resistenza ha lo svantaggio di aumentare la corrente di guasto ma limita le sovratensioni transitore.
La tensione verso terra a transitorio esaurito è uguale con rete esercita a neutro isolato o su resistenza ed è pari alla concatenata perché in ambedue i casi il centro stella si sposta.

Tutto perfetto, chiarissimo, dunque:
- sistema con neutro isolato: problema legato alla presenza di sovratensioni transitorie (una brevissima giustificazione di ciò l'ho riportata sopra:la trattazione matematica a riguardo è la medesima che discende dall'inserzione e disinserzione di una lunga linea a vuoto) ma corrente di guasto ridotta.
- sistema con neutro a terra tramite resistenza: non vi è la problematica delle sovratensioni transitorie, tuttavia vi è la corrente di guasto che assume valore ben più elevato (a tal riguardo però, tale valore di corrente elevato consente la localizzazione del punto di guasto mediante una protezione wattmetrica).

tuttavia, mi domando:
In merito alle sovratensioni permanenti, ossia quelle che si originano in presenza di guasto monofase a terra, è lecito dire che in un sistema con neutro direttamente a terra tramite resistenza e guasto franco (Rg=0) le fasi sane vanno in sovratensione alla tensione concatenata e la fase guasta va a zero?
Se la risposta a tale domanda è si, allora il diagramma fasoriale che ho riportato l'altro giorno, e che ripropongo qui sotto, è sbagliato?

[EdmondDantes]

Vorrei chiedere solo una cosa.
Hai studiato le reti di sequenza diretta, inversa e omopolare? Ti semplificano molto i ragionamenti e saresti in grado di rispondere da solo ai tuoi dubbi.

Ci sono molti testi validi di impianti.
Iliceto, Cataliotti e il Gatta.

[mentos]

Vorrei chiedere solo una cosa.
Hai studiato le reti di sequenza diretta, inversa e omopolare?

Sisi, l'Iliceto utilizza proprio la teoria della sequenza diretta, inversa e omopolare per calcolare le note relazioni della corrente di guasto, invece il Faletti ricorre a un metodo più "elettrotecnico".
Nonostante abbia consultato più e più volte entrambi, ho comunque il dubbio sopra riportato, solamente sulla parte che riporto in grassetto.

[Coulomb]

https://www.electroyou.it/forum/viewtopic.php?f=3&t=70837
Prova a vedere qua

[EdmondDantes]

Disegna in fidocadj la rete con il neutro a terra tramite resistenza. Metti a terra una fase. Che cosa devi considerare adesso? C'è una c.d.t. Dove?

[EdmondDantes]

Si, Coulomb, ma secondo me è giunto il momento di vedere come ragiona il nostro amico. Fino ad ora ha riportato stralci di paragrafi, ma non ci fa capire come "girano" nella sua testa.
mentos fai un disegno e vediamo come ragioni tu, a prescindere dai libri.
È evidente che dobbiamo correggere qualcosa.

[mentos]

Allora, provo a rispondere a entrambi.
Innanzitutto grazie mille a coulomb, perché mi ha indirizzato in un thread che mi ha perfettamente chiarito i concetti.
Consideriamo un sistema elettrico trifase (per semplicità considero una sola linea) con neutro connesso francamente a terra.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Si tenga presente che, in virtù del fatto che le impedenze associate alle capacità omopolari delle fasi della linea sono molto maggiori rispetto alle impedenze serie di queste, nel modello sotto riportato trascuro le impedenze serie (ai fini qualitativi di ciò che vogliamo studiare e discutere risulta lecito).
Ipotizzando che la terna di alimentazione sopra riportata sia simmetrica diretta di alimentazione, qualora andassi a misurare la tensione tra fase-terra di ogni singolo conduttore avrei una situazione del tipo riportata a sinistra dell'immagine di sotto (condizione ideale e assenza di guasto).
In altre parole, essendo:

Le tensioni tra fase e terra di ogni singolo conduttore formano una terna simmetrica diretta.
Affinché valga la relazione sopra riportata, sto ipotizzando ovviamente una serie di semplificazioni, quali ad esempio aver trascurato le impedenze serie di ogni conduttore della line, etc….

Supponiamo di avere un guasto franco a terra e, pertanto, la situazione riportata nella figura di sotto.
Sotto tale ipotesi si ha la situazione riportata in Figura qui sotto.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Supponendo che (guasto franco), la tensione tra fase e terra poiché viene in tal caso “cortocircuitata” (scusate la “brutalità” con cui giustifico certe cose, è giusto per andare al dunque ed essere rapido).
Il centro stella però, a differenza del caso di un sistema a neutro isolato (caso esaminato all’inizio del thread), è vincolato a terra perché la resistenza , e dunque il potenziale di terra assume lo stesso valore del centro stella, in condizioni di guasto e in condizioni normali di esercizio (in altre parole, la c.d.t. tra la terra e il centro stella è nulla).
Di conseguenza:
- La fase ;
- Il potenziale del centro stella e la terra assumono lo stesso valore.
Inoltre, ipotizzando che la corrente di guasto transiti prevalentemente nella resistenza (percorso a minima impedenza), si ha che anche in condizioni di guasto è lecito assumere che e , dunque:
- Le tensioni sulle fasi “sane” assumono il potenziale di tensione stellata.
Inoltre, in considerazione del fatto che si ha che la tensione omopolare .
Se quanto ho appena riportato è corretto, abbiamo analizzato due situazioni:
sistema con neutro isolato con guasto franco: in caso di guasto la tensione omopolare assume il valore della tensione di fase, la fase guasta va a zero e le tensioni sane vanno in sovratensione al valore della tensione concatenata;
sistema con neutro connesso direttamente a terra e guasto franco: in caso di guasto la tensione omopolare è nulla (perché Rt=0), la fase guasta va a zero (perché Rg=0) e le tensioni sane rimangono al valore assunto dalla tensione di fase.
Nel caso in cui Rt è diverso da zero, ho tutte le situazioni intermedie tra i due casi sopra citati (neutro isolato e neutro connesso direttamente a terra).
Ci sarà dunque una certa c.d.t. su Rt e, conseguentemente, la tensione omopolare è diversa da zero (spostamento del centro stella) e le tensioni sane andranno in sovratensione.
I due casi “estremi” sono il neutro direttamente a terra e il neutro isolato.
Come mai mi sono confuso?
In realtà mi ha confuso il libro che riporta la seguente affermazione, e generalmente io parto sempre dal presupposto che i libri sono “sacri” e se non capisco qualcosa sono io il problema e non loro.
Il libro in questione riporta la seguente affermazione (nell’argomento della messa a terra con resistenza Rt).
<<Quando si verifica un guasto monofase a terra di resistenza nulla, il centro stella del trasformatore assume verso terra una tensione di poco inferiore alla tensione di fase (differisce dala tensione di fase per la piccola c.d.t. attraverso le impedenze-serie della rete).
Le fasi non affette da guasto si portano quasi alla tensione concatenata, come nel caso della rete esercita con neutro isolato.>>
Siamo d’accordo che è una cosa errata? Io mi sono confuso per quello.
Spero di essere stato chiaro in questo risposta.
Grazie mille