MIGLIORAMENTO DELLA QUALITÀ DEL SERVIZIO MEDIANTE L USO DELLA BOBINA DI PETERSEN NELLE RETI IN MT

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1 MIGLIORAMENTO DELLA QUALITÀ DEL SERVIZIO MEDIANTE L USO DELLA BOBINA DI PETERSEN NELLE RETI IN MT Delibera n. 202/99 AEEG (e successiv Test Integrat 4/04) Obiettivi: Reglare la qualità del servizi elettric, stabilend per ciascun ambit territriale specifici livelli tendenziali della durata cumulata annua delle interruzini lunghe (ltre 3 min) senza preavvis. Scp: Prtare in Italia la cntinuità del servizi elettric ai livelli dei migliri risultati eurpei, riducend al cntemp gli squilibri tra le diverse aree del territri nazinale.

2 SCOPO DELL INTRODUZIONE DELLA BOBINA DI PETERSEN Perseguire il miglirament della qualità del servizi richiest dall Autrity, senza interessare l ambit della pianificazine ma sltant quell dell rganizzazine e della gestine CONTENENDO I COSTI

3 SITUAZIONE ORIGINARIA RETI IN MEDIA TENSIONE CON NEUTRO ISOLATO DA TERRA AT MT E T T S E S R E R E C C C CARATTERISTICHE: - Esercizi radiale - Elevat grad di islament - Ridtte capacità vers terra, nel cas di linee aeree crte

4 Si tratta di una scelta strica. Quand si sn sviluppate le prime reti in MT, eran cstituite in gran parte da linee aeree di breve estensine. Quest, cme vedrem, rendeva mlt piccla la crrente nel cas di guast mnfase a terra (I g ), rispett ai sistemi cn neutr francamente a terra. Una piccla crrente di guast: va cmunque aperta, perché bastan 100 ma per uccidere un um; è di facile interruzine; ha basse prbabilità di innescare un fenmen di autalimentazine dell arc elettric (fenmen per cui l aria del canale cnduttiv si inizza per effett termic; di cnseguenza, anche all eventuale cessare della causa che ha scatenat il crt circuit, l arc perdura e il guast diventa permanente, in quant l aria ha rmai pers le sue caratteristiche dielettriche). Cn l aumentare dell estensine delle reti MT (sprattutt in cav), la I g è prgressivamente cresciuta e quest vantaggi si è via via ridtt!

5 RETI IN MEDIA TENSIONE CON NEUTRO ISOLATO Guast mnfase a terra AT MT E T T S E S R E R E C C C I g Per l studi del guast mnfase a terra risulta agevle l utilizz della trasfrmazine di variabili ai cmpnenti simmetrici (Frtescue)

6 3R g C E d E i 0 E I d I i I I g / 3 g d g i d C j R E I I I I ω 3 3 g d g R C j E C j I ω ω g d R C j E C ji E ω 3ω 1+ In termini di cmpnenti simmetrici, un circuit equivalente mlt semplificat per l studi del guast mnfase a terra è il seguente: tipic guast resistiv

7 PROTEZIONI I d I i I I g / 3 3R g Appare evidente che in queste reti può essere utile l impieg di relè sensibili alle grandezze mplari (grandezze che subiscn grandi variazini durante i guasti). Le tensini e crrenti di sequenza diretta e inversa restan invece praticamente inalterate. La selezine del trnc guast basata sul cntrll della tensine mplare nn è però pssibile (su gni linea la E 0 è nn nulla). Cme nt, si ricrre a relè varmetrici mplari di tip direzinale ( prtezine direzinale di terra ). C E R E i 0 E I d E I i I g I I g 3 3R g j3ωc Ed 1+ j3ωc R Ed j ωc ji Ed ωc 1+ j3ωc g R g

8 RETI IN MEDIA TENSIONE CON NEUTRO A TERRA TRAMITE REATTANZA ACCORDATA AT MT T E T S E S R E R I I + g L I C I L I C C C C La crrente di guast si richiude in parte attravers le capacità vers terra e in parte attravers la reattanza di accrd. I L è praticamente in cntrfase cn I C (circuiti induttiv e capacitiv). Se sn vicini in mdul, I g può risultare mlt piccla.

9 Circuit equivalente semplificat per l studi del guast 3R g I d I i I I g / 3 G E d E C 3L Facend in md che: Risulta in teria: L 1 2 3ω C 0 Z I g eq 0 Circuit risnante parallel Si ttengn di nuv Ig mlt piccle!

10 CABINA PRIMARIA DI CORVARA Un applicazine reale Rete AT Rete AT V ~ V ~ KV kv Trasf 25 MVA Trasf. 25 MVA 20 KV kv S. Cristina Cl Fsc Plan de Gralba Camplng La Villa Car. S. Crist. Car. C. Fsc Car. P. Gralba Caric Camplng Caric La Villa

11 CIRCUITI EQUIVALENTI DEI COMPONENTI Rete di Alimentazine AT E d Z dat Z iat E i 0 E 0 Z AT d, i Z T Trasfrmatre AT/MT 3Z terra Tratt di linea

12 CIRCUITO EQUIVALENTE PER LO STUDIO DEL GUASTO I d I i I I g /3 Z dat Z T E d E i 0 Z iat ZT E 0 Z AT 3Z terra (bbina)

13 RISULTATI DELLE SIMULAZIONI Crrente di crt circuit franc mnfase a terra DIgSILENT DIgSILENT [s] [s] La Villa: Phase Current A in ka La Villa: Phase Current A in ka Grafic Date: 3/23/2001 Annex: /1 Grafic Date: 3/23/2001 Annex: /1 Neutr Islat I g 202 A Neutr Cmpensat I g 3,3 A

14 DIgSILENT kv/ p.u./52.63 Neutr Islat Grandezze di sequenza mplare p.u./ DIgSILENT kv/ kv: Zer-Sequence Vltage in kv La Villa: Zer-Sequence Current in p.u. Camplng: Zer-Sequence Current in p.u p.u./tick kv/tick 5.00 Grafic 2 Date: 3/23/ Annex: / p.u./ Neutr Cmpensat 20 kv: Zer-Sequence Vltage in kv La Villa: Zer-Sequence Current in p.u. Camplng: Zer-Sequence Current in p.u p.u./ p.u./tick kv/tick Grafic 2 Date: 3/23/2001 Annex: /2

15 PROTEZIONI Anche se un eventuale pregi delle basse I g ptrebbe essere la pssibilità di esercire il 3R g I d I i I I g / 3 sistema cn una fase a terra, si tratta di un iptesi nn accettabile, piché cstituisce un sicur pericl per le persne: la E d G E C 3L crrente che attraversa l essere uman in cas di cntatt cn un cnduttre di linea è bassa ma sicuramente superire a 100 ma, quindi mrtale (per t ) secnd le curve di periclsità della crrente accettate in sede nrmativa. Si richiede pertant una individuazine selettiva della linea guasta (magari ritardata nella speranza che il guast si sia autestint) ed una apertura della linea stessa in tempi accettabili.

16 PROTEZIONI Pssibili sistemi di prtezine: 1) Relè sensibili alla crrente transitria, speciali, atti a funzinare cn un impuls di crrente e cstsi. Presentan il vantaggi di segnalare tempestivamente anche guasti transitri che vengn estinti dalla bbina senza richiedere l apertura della linea e quindi di segnalare agli peratri eventuali punti debli dell islament, frequenti sedi di guasti. 2) Si può far us, in gni linea, di un relè wattmetric direzinale, alimentat da tensine e crrente mplari e sensibile alle piccle crrenti mplari in fase cn la tensine che nn vengn cmpensate dalla bbina. I relè, viste le piccle crrenti in gic, devn essere mlt sensibili alla crrente attiva alla frequenza di rete, insensibilizzati alle crrenti armniche, alimentati da TA tridali.

17 PROTEZIONI 3) Il sistema a minr cst: Un ulterire sistema di prtezine è legat alla circlazine di una elevata crrente nell impedenza di accrd (I L ): Se la bbina di Petersen è attraversata da una crrente (per un temp superire a qualche secnd), un relè ampermetric cmanda la chiusura di un interruttre uniplare pst in parallel alla bbina stessa; in quest md, il sistema ha neutr francamente a terra, circla una elevata crrente di guast che fa scattare le prtezini di massima crrente della sla linea interessata dal guast. VANTAGGIO: Bass cst. Inltre si utilizzan le prtezini esistenti, cn un relè aggiuntiv sensibile alla crrente nella bbina

18 NEUTRO ISOLATO: PROTEZIONI Relè Varmetrici Direzinali alimentati dalle grandezze mplari ad inizi linea DIgSILENT [s] La Villa: Phase Current A in ka Grafic Date: 3/23/2001 Annex: /1

19 NEUTRO ISOLATO: PROTEZIONI Relè Varmetrici Direzinali alimentati dalle grandezze mplari ad inizi linea. NEUTRO COMPENSATO: Relè Wattmetrici Direzinali alimentati dalle piccle crrenti attive nn cmpensate DIgSILENT [s] La Villa: Phase Current A in ka Grafic Date: 3/23/2001 Annex: /1

20 NEUTRO ISOLATO: PROTEZIONI Relè Varmetrici Direzinali alimentati dalle grandezze mplari ad inizi linea. NEUTRO COMPENSATO: Relè Wattmetrici Direzinali alimentati dalle piccle crrenti attive nn cmpensate. Interruttre uniplare parallel cmandat da un relè ampermetric a temp DIgSILENT [s] La Villa: Phase Current A in ka Grafic Date: 3/23/2001 Annex: /1

21 MIGLIORAMENTO DELLA QUALITA DEL SERVIZIO: Dati Strici - 81,5 % - 87,8 % Guasti Mnfase per 100 km Scatti ttali per 100 km

22 ANALIZZATORE DI NEUTRO Il punt di neutr di una rete trifase assume ptenziale divers da zer quand nel sistema esistn delle dissimmetrie nelle tensini di alimentazine nelle ammettenze vers terra. Per una rete radiale: E E E NE N V Y V Y V Y V Y Nel cas di terna di alimentazine simmetrica: ν α α j d k V Y Y Y Y Y Y Y V V N N N NE k: parametr di dissimmetria d: parametr di smrzament υ: parametr di disaccrd k 0 V NE 0 υ 0 V NE max.

23 Il lug gemetric descritt dell estremità del vettre V NE al variare dei parametri di rete k,d,υ è una circnferenza di diametr k/d passante per l rigine. Cabina Primaria Sbarra MT Linee MT AT V RS (riferiment anglare) Mtre reglazine bbina Bbina variabile V n Analizzatre di neutr Cmand mtre Psizine mtre

24 Bbina di Petersen La bbina mbile Trench è una bbina a nucle tuffante la cui impedenza può essere variata cn cntinuità cambiand la lunghezza del traferr di aria. L spstament del nucle viene effettuat da un meccanism guidat da un mtre psizinat sulla parte alta della bbina, cn indicazine della psizine sia lcale che remta.

25 Sistema di cntrll/accrd Il Cntrllre determina in md autmatic il nuv punt di accrd della bbina al variare delle cndizini di rete e prvvede all spstament del nucle della bbina per raggiungere il nuv valre di induttanza determinat, in tutt in maniera cmpletamente autmatica senza l intervent di Operatri sistemi esterni.