Alessandro Iubini PM-LVC Relè di interfaccia CEI 0-21 Prodotti e Sistemi di Bassa Tensione ABB SACE Division. ABB Group December 6, 2012 Slide 1

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1 Alessandro Iubini PM-LVC Relè di interfaccia CEI 0-21 Prodotti e Sistemi di Bassa Tensione ABB SACE Division December 6, 2012 Slide 1

2 Introduzione CM-UFS.2 una storia di successo Principali Caratteristiche Monitoraggio trifase o monofase di allacciamenti alle rete elettrica BT In accordo: Guida per le connessioni alle rete elettrica di ENEL distribuzione (Ed. 1 Dic. 2008) Valore delle frequenza di soglia configurabile (0.3 Hz / 1Hz) Autoalimentato dal circuito di misura Principio di misura True RMS 2 contatti in commutazione (SPDT) 3 LED per l indicazione dello stato December 6, 2012 Slide 2

3 Integrazione delle energie rinnovabili un nuovo assetto per la rete Centrali elettriche tradizionali Centrali da fonti rinnovabili Generazione diffusa Utilizzatori December 6, 2012 Slide 3

4 Impianti di produzione Schema di connessione utenti attivi CEI 0-21 December 6, 2012 Slide 4

5 Generazione distribuita Evoluzione della normativa tecnica: CEI 0-21 Principali innovazioni Maggiore stabilità della rete elettrica interconnessa Aumentare la sicurezza della rete a fronte dell aumento della generazione diffusa Nuove funzionalità richieste agli inverter Necessità di relè SPI più evoluti e complessi Aumentato il rendimento complessivo degli impianti December 6, 2012 Slide 5

6 Relè di protezione d interfaccia CEI 0-21 Funzione Il relè di protezione di interfaccia (SPI) è deputato al controllo della tensione e della frequenza di rete. In combinazione con un dispositivo di sgancio (DDI) è impiegato negli impianti di produzione di energia elettrica al fine di separare gli stessi dalla rete elettrica del distributore qualora si presentino anomalie sui parametri controllati o veri e propri guasti. December 6, 2012 Slide 6

7 Relè di protezione d interfaccia CEI 0-21 Funzione Il relè di protezione di interfaccia (SPI) è deputato al controllo della tensione e della frequenza di rete. La funzione di tale relè è fondamentale per evitare che a fronte di una disalimentazione della rete da parte del distributore l utente attivo rimanga connesso aggravando le cause del guasto, causando così potenziali danni alle apparecchiature o peggio mettendo in pericolo gli operatori. December 6, 2012 Slide 7

8 Relè di interfaccia secondo CEI 0-21 Campi di applicazione CM-UFD.M32 In accordo alla norma CEI ed. Giugno 2012 il CM- UFD.M32 potrà essere utilizzato: in tutti gli impianti in collegati in bassa tensione In MEDIA TENSIONE per gli impianti collegati con potenze fino a 30kW Il nuovo relè è necessario in tutti gli impianti di produzione con potenze di impianto > 6kW con numero di generatori superiore a 3 (es. impianti con più di 3 inverter). December 6, 2012 Slide 8

9 Relè di protezione reti secondo CEI 0-21 CM-UFD.M32 Principali Caratteristiche Protezione di massima/minima frequenza doppia soglia Protezione di minima tensione doppia soglia Protezione di massima tensione e massima tensione media Elevata precisione di misura Ingressi dedicati per telescatto e per abilitazione soglie di frequenza Gestione integrata della funzione di rincalzo (per impianti con potenze > 20 kw) December 6, 2012 Slide 9

10 Relè di protezione reti secondo CEI 0-21 CM-UFD.M32 Principali Caratteristiche Relè di uscita aggiuntivo per la gestione della richiusura di interruttori motorizzati e/o per il comando di un secondo DDI Led frontali per un immediata segnalazione degli stati Ampio display frontale per la lettura delle informazioni/allarmi nonché per facilitare gli eventuali settaggi, effettuabili mediante appositi comandi. Protezione della configurazione tramite password Funzione di autodiagnosi. December 6, 2012 Slide 10

11 Relè di protezione reti secondo CEI 0-21 CM-UFD.M32 Principali Caratteristiche Memorizzazione degli ultimi 10 eventi Alimentazione ausiliaria 24 V c.a./c.c. e 230 V c.a. in un unico codice Custodia modulare, larghezza 6 moduli installabile su profilati DIN: dimensioni compatte Ampio range di temperatura di funzionamento Predisposto per comunicare mediante protocollo IEC mediante convertitore esterno Relè certificato presso laboratorio accreditato December 6, 2012 Slide 11

12 CM-UFD.M32 Configurazione Il relè viene pre-configurato secondo le attuali richieste della norma CEI 0-21 tabella 8 La schermata principale mostra le grandezze misurate istante per istante: Premendo il tasto SET si accede al menu Premendo la freccia si scorre tra le funzioni Confermando con il tasto ENTER si accede alla pagina scelta Mediante le frecce è possibile modificare i valori dei parametri Con il tasto ENTER si confermano i valori impostati e si accede alle pagine successive Premendo il tasto SET si ritorna alla schermata precedente, sino alla principale La visualizzazione è sempre possibile, mentre per modificare soglie, tempi di intervento o altri parametri è necessario inserire preventivamente la password. December 6, 2012 Slide 12

13 Relè di protezione reti secondo CEI 0-21 Dimensioni contenute mm December 6, 2012 Slide 13

14 CM-UFD.M32 Schema terminali A1-A2 Alimentazione ausiliaria 230 V c.a. A3-A4 Alimentazione ausiliaria 24 V c.a./c.c. L1,L2,L3,N Ingressi di misura Y10-Y11 Ingresso 1: feedback dal Dispositivo di interfaccia (DDI) Y20-Y21 Ingresso digitale 2: Teledistacco Y30-Y31 Ingresso digitale 3: Segnale esterno 11-12/14 Relè d'uscita 1 (DDI): principio di funzionamento circuito chiuso 21-22/24 Relè d'uscita 2 (2 DDI o chiusura comando motore): principio di funzionamento selezionabile 31-32/34 Relè d uscita 3 (Rincalzo): principio di funzionamento selezionabile. Nota: È ammessa una sola tensione di alimentazione December 6, 2012 Slide 14

15 Relè di protezione reti secondo CEI 0-21 CM-UFD.M32 December 6, 2012 Slide 15

16 CM-UFD.M32 Schema di collegamento 1) Alimentazione per CM-UFD.M32 (SPI) e organo di sgancio (DDI)* 2) Fusibile di protezione per il CM-UFD.M32 3) Interuttore generale DG o DGL 4) Dispositivi di protezione del DDI contro il corto circuito 5) DDI: contattore o interuttore automatico dotato di bobina di minima e di comando motore per il riarmo automatico 6) Generatore e/o sistema di conversione 7) Dispositivo di generatore (DDG) 8) Contatto ausiliario del DDI necessario per realizzare la funzione di rincalzo (P>20kW) 9) Bobina di sgancio necessaria per realizzare la funzione di rincalzo (P>20kW). Tale bobina può comandare il DG/DGL o il DDG December 6, 2012 Slide 16

17 CM-UFD.M32 Schema di collegamento 1) Alimentazione per CM-UFD.M32 (SPI) e organo di sgancio (DDI)* 2) Fusibile di protezione per il CM-UFD.M32 3) Interuttore generale DG o DGL 4) Dispositivi di protezione del DDI contro il corto circuito 5) DDI: contattore o interuttore automatico dotato di bobina dimminima e di comando motore per il riarmo automatico 6) Generatore e/o sistema di conversione 7) o il DDG * In conformità alla norma CEI 0-21 in assenza di alimentazione, è necessario assicurare la funzionalità del CM-UFD.32 e la tenuta in chiusura del DDI e dell eventuale dispositivo di comando per il rincalzo, almeno per i 5 secondi richiesti. Tale funzione deve essere realizzata mediante buffer di carica o UPS esterni. December 6, 2012 Slide 17

18 Etichette sul prodotto Made in UE Riferimento al foglio istruzioni Versione firmware e numero di serie Norme di riferimento L etichetta verrà incisa sul prodotto con tecnologia LASER December 6, 2012 Slide 18

19 Confezione attenti ai dettagli Maggiore rigidezza grazie al cartone corrugato Maggior protezione della parte frontale e dei lati (strati multipli) Maggior protezione contro la polvere o l infiltrazione di sporco Pick & place facilitato Materiale riciclabile Dimensioni contenute December 6, 2012 Slide 19

20 Relè di protezione di interfaccia (SPI) Una gamma completa CM-UFS.2 Relè di interfaccia conforme a regole di connessione ENEL (utilizzabile come ricambio) CM-UFS.1 Relè di interfaccia conforme DIN V VDE V : ed.feb.2006 CM-UFD.M21 conforme a VDE AR-N 4105 CM-UFD.M32 conforme a CEI 0-21 ed giugno 2012 December 6, 2012 Slide 20

21 Impianti di produzione Schema di connessione utenti attivi Pannelli Fotovoltaici Rete di distribuzione Inverter DC AC Impianto di distribuzione BT SPI DDI Dispositivo di interfaccia December 6, 2012 Slide 21

22 Quadro di interfaccia CEI 0-21(DDI) Un ulteriore opportunità La norma CEI 0-21 include anche prescrizioni che coinvolgono altri componenti necessari alla realizzazione del quadro di interfaccia, che ABB è in grado di offrire. December 6, 2012 Slide 22

23 Quadro di interfaccia CEI 0-21(DDI) I componenti I principali componenti del quadro sono: 1) Interruttore generale ABB serie S200 o portafusibili sezionabili E 90. Sezionatori con portafusibili OS 2) Relè di protezione di interfaccia ABB CM-UFD.M32 3) Contattore onnipolare di categoria AC-3 ABB (solo serie AF o EK) coordinato con idonea protezione contro il corto circuito o interuttore ABB serie Tmax dotato di bobina di minima tensione e di motore per il riarmo 4) Sistema di UPS esterno per relè CM-UFD.32 e per contattore o interruttore ABB: alimentatore ABB serie CP-E 24 e modulo buffer ABB serie CP-B 5) Quadro gemini 6) Morsetti e portafusibili ABB serie SNK 7) Portafusibili ABB E 90. Per impianti di potenza maggiore a 20 kw bobina di minima tensione o a lancio di corrente per gestione del rincalzo su interuttore esterno December 6, 2012 Slide 23

24 Quadro di interfaccia CEI 0-21(DDI) I componenti principali Relè di interfaccia CM-UFD.M32 (6 moduli DIN) Contattore di interfaccia quadripolari a 24Vcc: 1) AF ) AF ) EK 110 -EK150 4) EK175 Alimentatore e buffer: 1) CP-E 24/2,5 + CP-B 24/3 2) CP-E 24/5.0 + CP-B 24/3 3) CP-E-24/10 + CP-B 24/10 4) CP-E24/20 + CP-B24/20 Interruttore generale coordinato per la protezione del contattore Altri fusibili per protezioni varie, morsetti e quadri Due possibili versioni: con Buffer integrato: componenti a 24VDC Con ingresso per alimentazione ausiliare da UPS esterno, componenti a 230V December 6, 2012 Slide 24

25 CP-E 24/2.5 e CP-B 24/3.0 Esempio di applicazione December 6, 2012 Slide 25

26 Tecnologie per la riserva di carica comparazione Condensatori elettrolitici Ultracondensatori Vita Utile Possibilità di carica in breve tempo Batterie Applicazione con corrente pulsante / Gestione di elevati picchi di corrente Minor impatto ambientale Evitare la scarica completa Numero di cicli di ricarica Manutenzione non necessaria Tempo di riserva Densità di energia Ampio range di temperatura Impiego a basse temperature December 6, 2012 Slide 26

27 Buffer 5 secondi La soluzione ABB CP-B 24/3.0 per sistemi a 24 V DC corrente erogata 3 A, massima 6 A CP-B 24/10.0 per sistemi a 24 V DC corrente erogata 10 A, massima 20 A CP-B 24/20.0 per sistemi a 24 V DC corrente erogata 20 A, massima 40 A CP-B EXT.2 modulo di espansione (utilizzabile solo con CP-B 24/3.0 e CP- B 24/20.0) aumenta il tempo di riserva December 6, 2012 Slide 27

28 CP-B alcuni dati December 6, 2012 Slide 28

29 Quadro di interfaccia CEI 0-21(DDI) I componenti principali Corrente massima AC-3 Potenza indicativa impianto Relè di interfaccia CM-UFD Contattore AF o EK Alimentatore CP-E Buffer CP-B 18 A 7,5 kw CM-UFD.M32 CMUFDM32 AF AF CP-E 24/2,5 ET CP-B24/3.0 CPB A 11 kw CM-UFD.M32 CMUFDM32 AF AF CP-E 24/2,5 ET CP-B24/3.0 CPB A 18,5 kw CM-UFD.M32 CMUFDM32 AF EN CP-E24/5,0 ET6666 CP-B24/3.0 CPB A 22 kw CM-UFD.M32 CMUFDM32 AF EN CP-E24/5,0 ET6666 CP-B24/3.0 CPB A 37 kw CM-UFD.M32 CMUFDM32 AF EN CP-E 24/5,0 ET6666 CP-B24/3.0 CPB A 55 kw CM-UFD.M32 CMUFDM32 EK EM CP-E 24/10,0 ET CP-B24/10.0 CPB A 75 kw CM-UFD.M32 CMUFDM32 EK EM CP-E 24/10,0 ET CP-B24/10.0 CPB A 110 kw CM-UFD.M32 CMUFDM32 EK EM CP-E 24/20,0 ET CP-B24/20.0 CPB2420 December 6, 2012 Slide 29

30 Generazione distribuita Contesto economico: un nuovo inizio Principali novità Entrata in vigore il 27 agosto 2012 Drastica riduzione degli incentivi economici. Esclusione degli impianti a terra Forte spinta verso gli impianti domestici Max kw Di fatto si darà il via al mercato senza incentivi December 6, 2012 Slide 30

31 Generazione distribuita Contesto economico: un nuovo inizio Non solo incentivi Nuova edilizia e ristrutturazioni obbligheranno ed incentivano impianti di produzione. (leggi regionali e PGT) Grandi impianti al sud in grid parity. Impianti di medie utenze industriali per fissare il prezzo dell energia Spinta verso autonomia energetica domestica: Autoconsumo Storage Combinazione di più tecnologie: fotovoltaico e solare termico per produzione combinata di elettricità ed acqua calda (riduzione costi elettricità e gas metano) December 6, 2012 Slide 31

32 Applicazioni Fotovoltaico È la forma di energia più diffusa e facilmente sfruttabile. Fino ad oggi sono stati realizzati impianti di potenze medio grandi ma la tendenza futura sarà costruire piccoli e medi impianti su tetti di edifici residenziali e coperture industriali. In particolare la nascente tecnologia a micro inverter richiede l integrazione di un relè di protezione di interfaccia esterno per qualsiasi taglia di impianto. December 6, 2012 Slide 32

33 Applicazioni Mini eolico Al contrario dei grandi parchi gli impianti di generazione da mini eolico presentano un ridotto impatto ambientale ed una più facile collocazione. Contestualmente con lo sviluppo di tecnologie più sofisticate per la rilevazione e previsione del vento e di generatori sempre più affidabili ed economici si vedrà una diffusione della generazione eolica di piccola taglia. December 6, 2012 Slide 33

34 Applicazioni Micro idroelettrico Ad oggi poco diffusa, presenta un ottimo potenziale di crescita, considerando anche la varietà dei possibili utenti: utenze isolate, nuclei familiari, aziende agricole, artigianali e industriali. Le applicazioni di piccola-media taglia sono economiche, poco ingombranti e a bassissimo impatto ambientale, spesso integrabili in sistemi idrici già esistenti. December 6, 2012 Slide 34

35 Applicazioni Cogenerazione e Biomasse La cogenerazione permette di combinare la produzione di energia elettrica e lo sfruttamento dell'energia termica residua prodotta mediante combustibili tradizionali o attraverso le recenti tecnologie a biogas e biomasse. Anche se ancora poco sfruttata è una tecnologia affidabile e consolidata. In campo industriale e per il tele riscaldamento se ne conoscono molte applicazioni ma è nel campo residenziale e delle strutture per il tempo libero con grande consumo di acqua calda (piscine, SPA, centri sportivi) dove potrà avvenire il vero sviluppo futuro. December 6, 2012 Slide 35

36 CM-UFD.M32 Documentazione La documentazione e i certificati relativi a tutti i nostri prodotti sono disponibili on-line sul sito: nella sezione automazione industriale. Il portale CADenas offre la possibilità di accedere a contenuti come disegni 2D, 3D ed animazioni dei nostri prodotti in modo semplice e veloce. Con questo strumento si ha la possibilità di scaricare i contenuti o di inviarli direttamente via mail in più di 10 diversi formati CAD disponibili. Per usufruire del servizio, è sufficiente registrarsi al portale accedendo tramite il seguente link: Portal/abb-control-products La registrazione è aperta anche ai clienti. December 6, 2012 Slide 36

37 December 6, 2012 Slide 37