Implicazioni della DK5600 sulla Protezione Generale PG dell Utente e relative soluzioni. L esperienza di Schneider Electric.

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1 Implicazioni della DK5600 sulla Protezione Generale PG dell Utente e relative soluzioni. L esperienza di Schneider Electric. Rovereto (TN) 23 Maggio 2006

2 DK 5600: campo di applicazione Per sistema di protezione del cliente si intende l insieme costituito da: Dispositivo generale Protezione generale Riduttori di corrente Riduttori di tensione DG PG TA TV Riduttori che alimentano la protezione PG. DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

3 DK 5600: dispositivo generale Il dispositivo generale DG del cliente, che deve assicurare le funzioni di sezionamento, comando e interruzione, può essere costituito, in alternativa, da: sezionatore + interruttore fisso, DG All Impianto utilizzatore interruttore estraibile. DG All impianto utilizzatore DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

4 DK 5600: dispositivo generale Come dispositivo generale DG non è più ammesso l IMS con fusibili, perché la DK 5600 impone a tutti gli utenti MT la protezione contro i guasti a terra. DG All impianto utilizzatore NON PIU AMMESSO DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

5 Esempio di applicazione 1 SOLUZIONE MONOBLOCCO CON TRASFORMATORI DI CORRENTE LPCT n 1 Trasformatore posizionato nel locale cliente potenza fino a 2000 o 2500 kva a 20 kv potenza fino a 1600 o 2000 kva a 15 kv Protezioni Generale richiesta : protezione di fase protezione omopolare di terra 51N DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

6 Soluzione DG AT7 I> 51 I>> 50 Io> 51N U1=15 kv An=1600 kva U2=0,4 kv 750 mm DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

7 DG AT7 ampliamento gamma SM6 : Caratteristiche Tecniche Uscita Cavi Unità Funzionale rovesciata equipaggiata con: Arrivo dal basso Sezionatore di linea in SF6 Interruttore SF1 Sezionatore di terra TA>>LPCT Toroide Uscita dall alto Sepam S20 Ingresso cavi DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

8 DG AT7 ampliamento gamma SM6 : Low Power Current Transformer LPCT g IEC g Nucleo magnetico e avvolgimento secondario chiuso su shunt di precisione integrato, uscita in tensione mv DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

9 Esempio di applicazione 2 n 3o piùtrasformatori posizionati nel locale cliente con : potenza singolo trasformatore inferiore a 2000 kva a 20 kv potenza singolo trasformatore inferiore a 1600 kva a 15 kv e complessivamente superiore a: 4000 kva a 20 kv o 3200 kva a 15 kv Obbligo del distacco trasformatori in eccedenza tramite relè di minima tensione 27 e successiva inserzione manuale o automatica Protezioni Generale richiesta : protezione di fase 50-51, protezione omopolare di terra 51N minima tensione 27 DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

10 Soluzione DG DM1-K SF1 DM1-K SF1 I> 51 I>> 50 Io> 51N U < DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

11 Soluzione schema UNIFILARE 200/5A 2,5VA/5P30 I> 51 I>> 50 Io> 51N U < 27 I> 51 I>> 50 VIP37P I> 51 I>> 50 Calibro 63A /100:rad 3 30VA-0,5 toroide U1=15 kv An=1600 kva U2=0,4 kv U1=15 kv An=1600 kva U2=0,4 kv U1=15 kv An=800 kva U2=0,4 kv DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

12 Soluzione FRONTE QUADRO DM1-K SF1 DM1-A SFSet DM1-A SFSet QM 3000 DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

13 DK 5600: protezione generale Il cliente deve installare una protezione generale (PG) che, al verificarsi di un guasto MT a valle del dispositivo DG, comandi l apertura del DG stesso evitando, o rendendo minime, le ripercussioni del guasto sull esercizio della rete Enel. A questo fine è necessario che il sistema di protezione costituito dalla protezione PG e dai relativi TA e TV di alimentazione funzioni correttamente in tutto il campo di variabilità delle correnti e delle tensioni che si producono nei guasti che si vuole rilevare (è importante soprattutto il funzionamento alla massima corrente di guasto). DG TA - TV All impianto utilizzatore PG DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

14 DK 5600: protezione generale La protezione PG deve avere le caratteristiche riportate nell allegato PG della DK La conformità a tale documento deve essere attestata da una documentazione di prova emessa da un laboratorio accreditato da un ente facente capo all EA europeo, in Italia il SINAL. Le caratteristiche tecniche salienti dell allegato PG: Campi di regolazione Precisione ed errori Rispondenza alle normative: Sicurezza (es. tenuta dielettrica) ENEL R EMC 01 EMC (es. immunità per amb. Ind.) CEI EN , Climatiche (es. tenuta al caldo umido) ENEL R CLI 01 DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

15 DK 5600: protezione generale Sistema di protezione Nel caso non si utilizzino TA e TV TRADIZIONALI come suggeriti da DK5600, il sistema di protezione deve garantire prestazioni equivalenti a quelle fornite da una protezione alimentata con TA e TV con le caratteristiche precedentemente indicate Il costruttore DEVE certificare che il prodotto o il sistema sia rispondente ai requisiti indicati nella DK5600 Il sistema deve funzionare correttamente per tutti i valori di corrente e tensione che si possono manifestare nelle condizioni di guasto previste DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

16 PG Sepam: Protezione Generale Certificata SEPAM serie 20 tipo S20 Funzioni di protezione: 50/51, massima corrente di fase 50N/51N, massima corrente omopolare DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

17 PG Sepam: Protezione Generale Certificata SEPAM serie 40 tipo S41 Funzioni di protezione: 50/51 massima corrente di fase 50N/51N massima corrente omopolare 67N massima corrente direzionale di terra 27 minima tensione DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

18 DK 5600: protezione generale Guasti principali sulla rete MT da prendere in considerazione: Corto circuito Trifase 9000 A simmetrici sovrapposti ad una componente unidirezionale di ampiezza 9000* 2 e costante di tempo di circa 20 ms. Guasto monofase a terra 50 A simmetrici sovrapposti ad una componente unidirezionale generata dalle bobine di estinzione d arco o di Petersen presenti sulla rete ENEL, stimabile in 500* 2 Adi cresta e con costante di tempo pari a 150 ms Doppio guasto monofase a terra 2000 A simmetrici Questi 2000 A nulla hanno a che vedere con la massima corrente di guasto doppio monofase che può interessare il conduttore di terra che è, invece, 0,85 * 12,5 ka (corrente di cc trifase). Le caratteristiche di queste correnti di guasto sono state meglio precisate con l emissione dell allegato TA-TV DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

19 9000 A + unidirezionale di ampiezza 9000* 2 e T=20ms Corrente di corto circuito trifase 20000, ,00 Massimo tempo invio comando scatto: 50ms Corrente (A) 0, ,00 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0, , ,00 tempo (s) Serie1 DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

20 Risposta del sistema + relè TA di fase TA provato al G. Ferraris tempo totale relè di uscita <50ms Inizio guasto Attivazione protezione Invio comando di scatto DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

21 Risposta del sistema + relè TA di fase LPCT provato al G. Ferraris tempo totale relè di uscita <50ms Inizio guasto Attivazione protezione Invio comando di scatto DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

22 Passaggio da NI a NC ENEL può gestire la rete, ove sia stato effettuato il passaggio a neutro compensato NC, sia a neutro compensato che isolato senza avvisare il cliente della modifica. Per cui ha chiesto di realizzare una protezione direzionale di terra con doppio settore di intervento sempre attivo. Nessuna protezione antecedenti alla DK 5600 ed IV. aveva il doppio settore di intervento, e quindi non idonea a funzionare sia a NI che a NC. DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

23 Regolazione protezioni direzionale di terra e massima corrente omopolare di rincalzo Neutro compensato Neutro isolato Doppio guasto monofase a terra Tri=0,23s 67.S1 Teg=0,3s Tri=0,08s 67.S2 Teg=0,15s 51.N Tri =0,05s Teg=0,12s Io=2A Io=2A 60 Vo=3% Vo=5% Io=150A DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

24 Andamento della corrente di guasto a terra su rete di MT in regime di neutro compensato (NC) La modifica della gestione del neutro ha avuto un impatto notevole sulle correnti di guasto a terra, sulla modalità di individuazione dello stesso guasto e quindi sulla continuità di servizio. Andamento della corrente di guasto monofase a terra 50 A simmetrici 500* 2 A di cresta Costante di tempo pari a 150 ms DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

25 Configurazione del circuito di prova toroide relè DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

26 Comportamento per una associazione relè idoneo + toroide NON IDONEO..!!!! Inizio guasto 640 ms Prima attivazione protezione con immediata ricaduta Invio comando di scatto Seconda attivazione e mantenimento DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

27 Comportamento per una associazione relè idoneo + toroide IDONEO..!!!! Inizio guasto 228 ms Invio comando di scatto Attivazione protezione DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

28 Osservazioni sulla forma d onda del guasto a terra monofase su rete MT a NC Quali correnti di guasto a terra possiamo considerare rappresentative di situazioni reali? Su tutti gli impianti avremo 50 A + (500* 2 T = 150ms)? Possiamo considerare guasti a terra con componente sinusoidale di 50A ma con componenti unidirezionali più basse in ampiezza (200/300A x 2) e/o costante di tempo (100ms)? Iu = 500 x 2 A tau=150ms Iu = 300 x 2 A tau=150ms Iu = 300 x 2 A tau=100ms ,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1, ,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1, ,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1, DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

29 Osservazioni sulla forma d onda del guasto a terra monofase su rete MT a NC Schneider ha la soluzione che risponde ai parametri di prova previsti per i TAT (trasformatori toroidali) e che è da utilizzare per la rilevazione dei guasti monofasi a terra con le caratteristiche viste precedentemente Al momento il risultato della campagna di prove è all esame dei TECNICI ENEL. Come si comportano le protezioni esistenti e non aggiornate, al nuovo transitorio??? DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre

30 Conclusione La realizzazione da parte di costruttori primari, quale è Schneider Electric, di Sistemi di Protezione rispondenti alle esigenze di allacciamento ENEL DK5600 quali : Portano innegabilmente verso il miglioramento della + Qualità + del prodotto = Energia Elettrica! Selettività Continuità di servizio Sicurezza nell esercizio Affidabilità AT7 Sepam TLP160 DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre