Manuale di affidabilità di componenti di reti elettriche di distribuzione - Progetto di Ricerca di Interesse Nazionale 2002 “Gestione del Rischio e qualità dell’energia”

Il presente “Manuale di affidabilità per componenti di reti elettriche di distribuzione soggetti ad invecchiamento” è stato sviluppato e redatto nel quadro del Progetto di Ricerca di Interesse Nazionale 2002 dal titolo “Gestione del rischio e della qualità nel mercato dell’energia elettrica” dall’Unità di Bologna, nell’ambito della Tematica di ricerca specifica dell’Unità, ovvero “Invecchiamento dei componenti delle reti di distribuzione”. Il Manuale ha lo scopo di fornire i modelli da utilizzarsi per l'analisi affidabilistica di un sistema i cui componenti siano soggetti ad invecchiamento, con particolare attenzione per i modelli da applicarsi a componenti soggetti a forme d'onda di tensione e di corrente non sinusoidali. Pertanto, tra i vari componenti dei sistemi elettrici per l’energia, l’attenzione sarà concentrata in particolar modo sui componenti invecchianti che presentano isolamenti non autoripristinanti, mentre fra i vari sistemi l’analisi è appunto focalizzata in particolar modo sulle reti di distribuzione dell’energia elettrica, intese in senso esteso, ovvero sia come reti di distribuzione primaria in AT, sia come reti di distribuzione secondaria in MT, sia infine come reti di distribuzione finale agli utenti in BT. In sintesi, il contenuto del Manuale è il seguente: - al Cap. 1 si analizza brevemente e con semplici esempi illustrativi la relazione che intercorre fra qualità dell’energia elettrica e affidabilità dei componenti e sistemi; - al Cap. 2 si introducono brevemente i fondamenti della teoria dell’Affidabilità di componenti e sistemi, analizzando in particolare le problematiche connesse con la determinazione delle funzioni affidabilità, probabilità di guasto e azzardo, nonchè dei principali parametri affidabilistici (tasso di guasto medio, tempo medio al guasto); - al Cap. 3 si illustrano i concetti in base ai quali effettuare l’analisi di affidabilità delle reti di distribuzione; - al Cap. 4 si prendono in esame alcuni modelli di vita comunemente utilizzati per i componenti elettrici invecchianti sottoposti a temperatura e forme d'onda di tensione sinusoidali e non sinusoidali, analizzando in particolare le problematiche connesse con la determinazione delle funzioni affidabilità, probabilità di guasto e azzardo, nonchè dei principali parametri affidabilistici, affrontate secondo l’approccio dei modelli di vita probabilistici, basati su opportune ipotesi statistiche relativa alla funzione probabilità di guasto. Si trattano anche gli effetti prodotti da cicli di carico di tipo deterministico (in regime sinusoidale) e di tipo stocastico (in regime distorto), e dalla variazione delle dimensioni degli isolamenti fra provini di laboratorio e isolamenti di potenza ai fini dell’estrapolazione dei modelli di vita e affidabilistici da prototipi di isolamento a isolamenti completi.al Cap. 5, si mostrano esempi applicativi che impiegano i modelli di vita illustrati al Cap. 4 per determinare i percentili più significativi del tempo al guasto, le funzioni affidabilità, probabilità di guasto e azzardo, nonchè i parametri affidabilistici tasso di guasto medio e tempo medio al guasto, per componenti invecchianti, quali cavi AT, MT, BT, condensatori MT e BT, trasformatori MT/BT e motori ad induzione. Si considerando sia casi in regime sinusoidale, sia casi in regime distorto, in presenza di tasso di guasto sia costante, sia crescente nel tempo.