Il progetto Armandi per la centrale termica comunale
Nell’estate del 1908, a seguito del fallimento della ditta Frotè Westermann e dei contrasti tra Comune e Società Idroelettrica Astigiana, iniziarono le trattative per lo scioglimento del contratto 1 giugno 1907. La Società Idroelettrica a tutela dei propri investimenti già eseguiti per la costruzione della centrale termica sussidiaria, il 10 agosto 1908 inoltrò al Prefetto di Alessandria una propria istanza per ottenere il consenso all'attuazione di un impianto elettrico in Asti e dintorni, in concorrenza con l’impianto comunale, in base a un progetto dell'ing. Armandi della stessa data. L’autorizzazione prefettizia fu concessa un anno più tardi col Decreto 14 agosto 1909 e quindi in base a questo progetto venne costruito nella città di Asti l’impianto per la distribuzione della energia elettrica prodotta dalla centrale termica della Società poi rinominata in Astese di Elettricità. L’impianto idroelettrico non fu mai realizzato.
PROGETTO
ARMANDI - SINTESI
SCOPO DELL’IMPIANTO
L’impianto elettrico progettato dalla Società Idro Elettrica Astigiana è stato studiato nell’intento di distribuire energia elettrica a scopo di illuminazione pubblica e privata e di forza motrice in Asti e dintorni, per un raggio di circa 20 km intorno al centro di produzione.
SISTEMA DI GENERAZIONE, DI TRASMISSIONE E DI DISTRIBUZIONE DELL’ENERGIA
La Società ha divisato di raggiungere lo scopo prefisso per mezzo di due stazioni generatrici, delle quali una idraulica e l’altra termica. A tal fine essa sta espletando le ultime pratiche col R.Governo per l’ottenimento di una concessione di derivazione di acqua dal fiume Tanaro a scopo industriale, onde realizzare una sorgente economica di forza motrice per la produzione dell’energia elettrica. Attendendo la definizione di tali pratiche, ed in seguito all’invito pervenuto alla Società dal Municipio di Asti in data 5 giugno 1907, essa ha intrapreso e pressoché ultimato la costruzione di una centrale termica, secondo gli obblighi asseriti di fronte a detto Municipio con la convenzione 1 giugno stesso anno. Questa stazione termoelettrica è capace di far fronte da sola e per parecchi anni a tutto il fabbisogno di energia previsto. La centrale idro-elettrica utilizzante l’acqua derivata cadrebbe in prossimità della città di Asti, in regione San Carlo. Data la distanza di circa tre chilometri che separa l’azienda centrale dalla futura, e dati gli scopi prefissi, risultò razionale adottare il sistema di generazione a corrente alternata trifase ad alta tensione con distribuzione primaria alla stessa tensione alimentante stazioni di trasformazione opportunamente disposte sui centri di consumo.
RICHIESTA COMPLESSIVA D’ENERGIA
Il fabbisogno massimo complessivo di energia per i due usi di illuminazione e di forza motrice per la piccola industria entro ed in prossimità della cinta daziaria di Asti, si prevede possa raggiungere fra qualche anno 700 HP elettrici circa, dei quali 300 kW (circa 400 HP) per illuminazione pubblica e 300 KVA (300 HP circa) per la piccola forza motrice.
Questi dati furono desunti per la luce da dati d’esperienza raccolti in altre piccole città del Piemonte, dove come in Asti esistono in contemporaneo funzionamento officine elettriche ed a gas; per la forza motrice, da dati analoghi, dalle richieste già pervenute alla Società e dalla probabile entità dello sviluppo industriale suddetto.
Le richieste di forza motrice da parte della grande industria sorpassano fin d’ora i 600 HP elettrici domandati da stabilimenti compresi in un raggio di 5 km dal centro della città ed è prevedibile che aumenteranno essendovi, fra le probabilità, la costruzione di una linea secondaria a trazione elettrica.
Se poi si considera la probabile quantità di energia che potrà essere situata nei molti importanti centri abitati che la Società si propone di alimentare, non è improbabile che la richiesta complessiva di energia da parte della grande industria e dei centri abitati suddetti salga in un prossimo avvenire a 1000 HP elettrici circa.
Nelle suddette ipotesi le due centrali dovranno complessivamente disporre di oltre 2000 HP effettivi all’albero motrice.
CENTRALE TERMICA
La stazione generatrice termoelettrica è situata, come risulta dalle allegate planimetrie della città, fra la strada di circonvallazione est ed il binario della Tramvia di scartamento ordinario Asti-Montemagno, al quale si raccorda. Come impianto elettro-meccanico essa comprende:
Num. 3 caldaie della compagnia Babcock e Wilcox della superficie riscaldata di 133 mq ciascuna, costrutte per la pressione di 13 atmosfere effettive munite di surriscaldatori, di economizzatore Green, di depuratore dell’acqua di alimentazione, delle pompe, dei motori ausiliari e degli accessori relativi.
Num. 3 macchine a vapore, sistema Lentz, della Società Svizzera della macchine Lentz, tipo a doppia espansione, con condensazione e miscela, capaci di sviluppare ciascuna la potenza di 350:435 HP effettivi, alla pressione d’ammissione di 12 atmosfere, ed alla velocità di 187 giri al minuto primo, dotate delle pompe e degli accessori relativi, direttamente e rispettivamente accoppiate.
Num 3 alternatori trifasi della Società Alioth, capaci di assorbire cadauno le potenze sovraindicate, fornendo ai morsetti rispettivamente 300 e 375 kVA alla tensione di 8000 V ed alla frequenza di 50 periodi al minuto, munite di eccitatrice coassiale.
Il quadro di distribuzione comprende tutti gli strumenti ed apparecchi di misura, di regolazione, di comando e di sicurezza dei tre alternatori, delle relative eccitatrici e delle linee in partenza.
Il quadro consterà di due distinte parti, una inferiore comprendente tutti gli apparecchi ad alta tensione, ed una superiore, in corrispondenza del palco di manovra, a bassa tensione.
Restano così evitati possibili incidenti ai manovratori dovuti all’alta tensione, e l’elettricista al quadro potrà operare con la dovuta prontezza e senza circospezione.
Il palco di manovra sarà elevato nel piano della sala macchine, per modo che si potranno da esso agevolmente dominare i tre gruppi elettrogeneratori, osservarne l’andamento ed impartire gli ordini opportuni a chi sorveglia il funzionamento delle motrici durante le regolazioni, le messe in parallelo ed i distacchi.
Tutte le tubazioni di vapore e di acqua necessarie al funzionamento delle motrici e dei condensatori saranno confinate in un corridoio sotterraneo, a passaggio d’uomo, disposto longitudinalmente alla sala macchine dal lato delle caldaie. Parimenti tutte le condutture elettriche ad alta e bassa tensione colleganti gli alternatori e le eccitatrici al quadro di distribuzione, saranno contenute in un corridoio sotterraneo longitudinale non comunicante col precedente, disposto dalla parte del quadro e sufficientemente ampio da permettere alle persone, senza rischio di sorta, il passaggio inferiormente alle condutture ad alta tensione.
Tutti i passaggi e ponti di servizio a portata di apparecchi o conduttori ad alta tensione saranno muniti di pavimenti convenientemente isolati. Le carcasse degli alternatori e l’ossatura del quadro di distribuzione saranno messi accuratamente a terra.
L’uscita linea sarà protetta con un doppio tipo di scaricafulmini dei più moderni sistemi, isolabili per mezzo di opportuni coltelli separatori per l’eventualità di riparazioni durante il funzionamento dell’impianto.
RETE PRIMARIA URBANA – CABINE DI TRASFORMAZIONE
La rete ad alta tensione collegante la centrale alle cabine urbane sarà costrutta con filo di rame elettrolitico nudo, normalmente del diametro di 45/10, fatta astrazione dei tratti comuni alle diramazioni dirette a cabine situate a distanza dalla città, costrutte in filo di 50/10 ed a quella collegante le due stazioni generatrici che sarà costrutta con filo di 80/10. Le diramazioni di minor importanza saranno di 40/10. La rete primaria urbana sarà costrutta ad anello chiuso, in modo che in generale ad ogni cabina la corrente possa giungere per due diverse vie. Ciascun lato del poligono avente i vertici nelle cabine sarà isolabile mediante coltelli separatori, che saranno stabiliti nelle cabine stesse, per rendere più sicure e più agevoli le manovre. Con la suddetta disposizione si potrà ristabilire rapidamente la corrente in un centro d’alimentazione dopo un’interruzione in un lato della rete, e questo potrà essere riparato durante e senza pregiudizio del funzionamento dell’impianto.
Il tratto di linea che collega la centrale all’anello suddetto è tutto in vista e sotto la diretta sorveglianza del personale della Stazione; sue rotture sono d’altra parte meno probabili data la forte sezione del suo filo.
Il filo condutture sarà sostenuto da isolatori a campana multipla collaudati ad una tensione del 25% superiore a quella normale d’esercizio.
La linea primaria sarà portata su strada fuori cinta da scelti e robusti pali in legno di essenza forte iniettati con soluzione preservativa di altezza variabile secondo le speciali esigenze del terreno e degli attraversamenti da compiere e tali da garantire una altezza minima del filo conduttore da terra di metri 6 durante la stagione più calda. Detti pali saranno infissi nel terreno per una profondità di almeno due metri e saranno collocati alla distanza media di metri 30.
Entro cinta la linea sarà portata da paletti in legno squadrato e spalmato di biacca, fissati alle coperture dei tetti o sulla fronte dei fabbricati, di lunghezza tale da assicurare una altezza minima di metri 3 del filo più basso sul tetto; la distanza massima di questi paletti sarà di metri 30.
Tutti i pali ed i paletti indistintamente saranno muniti a conveniente altezza di collare a punte di ferro, e ad un palo o paletto ogni due sarà apposta una piastra metallica con sopra scritta la proibizione assoluta di toccare la conduttura e l’avviso del pericolo mortale in cui incorrono i trasgressori. Saranno fissati ai sostegni posti nei vertici della conduttura robusti ferri opportunamente foggiati nell’intento di impedire che un filo conduttore cada a terra per l’eventuale rottura di un isolatore o di un ferro portaisolatore.
Nell’attraversamento delle strade pubbliche sarà disposta fra i sostegni una robusta rete in filo di ferro zincato concava verso l’alto della lunghezza di metri 1,50 e disposta ad almeno metri 7,50 dal suolo ove la linea è portata da pali, e larga metri 1,20 ove è portata da paletti, ciò allo scopo di impedire possibili accidenti alle persone nel caso della eventuale rottura del filo.
Negli attraversamenti delle strade ferroviarie e tranviarie saranno contemplate le vigenti norme di sicurezza e presi i dovuti accordi con le competenti autorità.
Analogamente dicasi per quanto si riferisce alle linee telegrafiche e telefoniche.
L’ubicazione ed il numero delle cabine di trasformazione è stato fissato in ordine alla considerazione della fisionomia industriale e commerciale della città con riguardo alla ripartizione delle diverse classi della popolazione.
Nel suddetto disegno figurano 7 cabine di trasformazione, delle quali una situata nella centrale stessa e destinata ad alimentare contemporaneamente gli impianti interni dell’officina e le agglomerazioni di abitazioni situate nel circostante rione.
Tre altre cabine saranno impiantate non appena se ne manifesti la necessità e la convenienza, fuori cinta, in corrispondenza delle agglomerazioni situate rispettivamente fuori Porta Torino, fuori Porta Alessandria e fuori Porta Savona.
Così potrà eventualmente essere impiantata entro la cinta daziaria una nuova cabina probabilmente situata in prossimità di piazza Statuto in posizione che potrà essere esattamente definita solo dopo l’esperienza di un primo periodo d’esercizio.
Al consumo d’energia previsto dovranno far fronte le diverse cabine di trasformazione, mentre per le installazioni di forza motrice di ragguardevole entità, prossime od entro cinta e per quelle distanti dalla città si provvederà con cabine di trasformazione proprie.
Le potenze richieste alle singole cabine entro cinta, fra qualche anno e ad impianto completo, potranno variare fra 50 e 150 kVA, perciò è prevista l’installazione immediata di una unità trasformatrice di 50 kVA in ognuna di dette cabine.
Alla prima unità se ne potranno unire una o due altre in parallelo, a seconda che se ne manifesti il bisogno.
E’ stato scelto un tipo unico di trasformatore onde permettere e facilitare l’eventuale scambio e le riparazioni e la messa in parallelo delle diverse unità.
In funzionamento normale il lato IV-V del poligono ad alta tensione di cui sopra, sarà aperto, per cui ciascuna delle branche diramate nella città potrà portare al massimo circa 400 kVA.
In questa ipotesi il filo di 45/10 indicato nel disegno sarà percorso da una corrente dell’intensità massima di circa 29 ampère; corrispondentemente su di esso la caduta di tensione raggiungerà l,6 % e la relativa densità di corrente sarà prossima inferiore a 2 amp/mmq.
Col filo 80/10 collegante le due centrali sarà possibile lo scambio fra esse di 1000 kVA per una caduta di tensione dell’1,7 % circa e con una densità di corrente nel filo di 1,45 amp/mmq.
Infine col filo di 50/10 sarà possibile alimentare una cabina posta alla estremità di una linea lunga 20 km ed assorbente 150 kVA o più cabine di equal potenza complessiva, con una caduta di tensione del 5% circa.
I trasformatori installati su ciascuna cabina, avranno avvolgimento primario a triangolo ed avvolgimento secondario a stella con 4° morsetto per attacco al punto di potenziale zero.
La tensione secondaria sarà di circa 250 volt fra fili di fase e di 150 volt tra ciascuno dei fili di fase e il neutro.
Come si è detto più innanzi, a ciascuna cabina arriveranno 2 derivazioni distinte della linea ad alta tensione, ciascuna munita di coltelli separatori, dopo i quali le derivazioni stesse si uniranno in tronco unico munito dei necessari scaricafulmini ad alta tensione per suddividersi poi nelle derivazioni dirette ai singoli trasformatori e munite dei rispettivi apparecchi di sicurezza e di comando. Analogamente gli avvolgimenti secondari dei trasformatori di ciascuna cabina faranno capo ad un quadro a bassa tensione comprendente gli apparecchi di comando e di sicurezza delle linee dirette alle reti a bassa tensione rispettivamente destinate a servizi d’illuminazione pubblica e privata e di forza motrice. Ognuna di queste linee sarà dotata dei necessari scaricafulmini all’uscita.
I suddetti quadri saranno muniti di opportuni morsetti e predisposti per l’attacco degli strumenti necessari a misure periodiche di controllo. Saranno seguite per tutte le cabine di trasformazione norme di sicurezza e precauzioni analoghe a quelle indicate per la centrale, ciascun trasformatore sarà inoltre dotato di apparecchio automatico di messa a terra, onde evitare disgrazie agli utenti nel caso che, per un fortuito contatto fra i due avvolgimenti, le reti secondarie venissero ad essere soggette alla alta tensione.
L’entrata delle linee ad alta tensione in ciascuna cabina, sarà fatta a mezzo di torretta di conveniente altezza. Le cabine saranno ben areate, preservate da infiltrazioni d’acqua, e le loro aperture saranno protette con rete metallica atta a impedire l’ingresso di rosicchianti nel loro interno.
RETI A BASSA TENSIONE
In merito all’impianto delle reti per illuminazione pubblica e privata ed all’esercizio di questi servizi, pendono attualmente delle trattative fra l’onor. Municipio di Asti e la Società Idro Elettrica Astigiana, e di base a tali trattative servono i progetti illustrati dai suddetti disegni.
L’illuminazione privata sarà in generale fatta con lampadine ad incandescenza installate a 150 volt, mentre i motori trifasi saranno alimentati a 260 volt.
Così mentre che nelle diverse strade si potranno avere distribuzioni per illuminazione privata, con una, due o tre fasi, e quindi con due, tre, o quattro fili, le linee per forza motrice saranno costantemente costrutte con tre fili.
Le due reti saranno in generale sostenute dalle stesse mensole, costituite da un ferro sagomato ripiegato in due branche orizzontali, portanti rispettivamente gli isolatori dell’una e dell’altra rete.
Nelle strade ove la distribuzione è incompleta e minore il numero dei fili, le mensole saranno semplicemente costituite da un ferro sagomato diritto. Di questa forma saranno le mensoline dei fili delle serie di archi, i quali saranno impiantati a parte.
Data la limitata durata degli involucri isolanti normali esposti agli agenti atmosferici, tutte le condutture a bassa tensione saranno in rame elettrolitico nudo e saranno costrutte in modo che i fili conduttori non possano essere toccati senza l’aiuto di mezzi speciali.
Ciascuna cabina alimenterà una parte limitata della città, della quale è centro, per mezzo di linee irradianti da essa. Restano così solo limitate ad una di dette parti le interruzioni di servizio cagionate da eventuali cortocircuiti su d’una linea a bassa tensione.
Le diramazioni principali di dette linee situate in corso Alfieri, via Isnardi, via Sella, via Roero, via Brofferio, via Cavour, piazza S. Secondo, via al Teatro, via C. Leone Grandi, piazza Alfieri, via Ospedale, piazza S. Maria Nuova. Potranno però venire alle loro estremità a due a due congiunte con appositi coltelli separatori in modo da poter alimentare una frazione della città anche quando il relativo trasformatore è escluso dal circuito. I diametri ed il numero dei fili a bassa tensione, indicati nel disegno n. 1-3 si riferiscono più particolarmente alla rete dell’illuminazione privata, per la quale è possibile con più approssimazione prevedere la ripartizione dei carichi. Il calcolo delle linee di detta rete è stato fatto in base a presunte erogazioni di corrente fissate a norma della ripartizione del carico complessivo accennato più sopra fra le diverse cabine, e nell’intento di ottenere una caduta massima del 5% nella tensione di funzionamento degli apparecchi ricevitori.
La densità delle correnti circolanti nei vari conduttori sono risultate in base alle suddette ipotesi e alle sezioni trovate quasi costantemente eguali a due ampere per millimetro quadro, densità conveniente nella tripla considerazione della economia d’impianto, d’esercizio e di sicurezza.
Le sezioni dei fili componenti la rete per distribuzione di forza motrice saranno calcolate colle stesse norme.
Come è chiaramente indicato nel disegno n. 2 e 3, le lampade ad arco sarebbero divise in due gruppi di serie da sei a sette lampade per serie, sotto la tensione di 260 volt a norma dello sviluppo della conduttura relativa.
Il primo gruppo comprendente 9 serie si manterrebbe acceso tutta la notte ed il secondo comprendente 6 serie sarebbe spento a mezzanotte. Per semplificare ed abbreviare le manovre di accensione e spegnimento di dette lampade, si propone di comandare le diverse serie dalle 3 cabine più centrali.
Le nove serie delle lampade accese tutta la notte, sono equamente distribuite a tre a tre rispettivamente sulle tre fasi di ogni cabina in modo da presentare un sistema equilibrato, mentre le 6 serie delle lampade a spegnersi a mezzanotte sarebbero ripartite a due a due per ogni cabina su due fasi distinte, ed il loro carico sarebbe equilibrato con installazioni di lampade ad incandescenza spente verso mezzanotte.
Gli archi situati nelle vie di piccola e media larghezza avranno sospensione a fune; quelli collocati su larghi di vie saranno sospesi a bracci ornati, fissati ai fabbricati. Infine quelli distribuiti sulle piazze saranno portati da candelabri ornati, sormontati da pastorale o da lira. Il tipo dei predetti sostegni ornati, l’intensità ed il tipo dei fuochi verranno definiti nelle trattative in corso con l’On. Municipio.
I fili di serie indicati nel disegno 2-3 permettono l’impianto di lampade ad arco di 15 ampere.
Per chiarezza detti fili vennero indicati distinti, ma potranno nel montaggio essere raggruppati prima del loro ritorno in cabina a norma della loro polarità.
Per la fornitura di macchinari ed apparecchi delle cabine di trasformazione, delle lampade, dei sostegni, ecc. saranno scelte le migliori case specialiste, e tutte le parti dell’impianto verranno eseguite a perfetta regola d’arte, secondo i dettami della moderna elettrotecnica da una delle migliori imprese specialiste sotto il controllo dell’ufficio tecnico della Società.
Asti, 10 agosto 1908 - Il Direttore Tecnico della Società Idroelettrica Astigiana - firmato Armandi