Caratteristiche tecniche degli elettrodotti necessarie al calcolo delle fasce di rispetto e disponibilità dei dati

Transcript

1 Caratteristiche tecniche degli elettrodotti necessarie al calcolo delle fasce di rispetto e disponibilità dei dati Paolo Cuccia Davide Ferrero

2 Terna Rete Elettrica Nazionale è il principale proprietario della Rete di Trasmissione Nazionale di energia elettrica ad alta tensione con il 98,3% delle le infrastrutture elettriche nazionali. E E anche responsabile della trasmissione e del dispacciamento dell'energia sull'intero territorio e quindi della gestione in sicurezza, 365 giorni l anno, l 24 ore su 24, dell equilibrio equilibrio tra la domanda e l offerta l di energia elettrica. Fornisce servizi in regime di concessione e ne garantisce la sicurezza, la qualità e l economicità nel tempo. Assicura parità di condizioni di accesso a tutti gli utenti delle reti La Società è inoltre responsabile dell'attività di programmazione e sviluppo della Rete, provvede alla sua manutenzione e al suo sviluppo nel rispetto dell'ambiente e coniuga competenze e tecnologie per migliorarne l'efficienza.

3 Terna e l'ambiente La sensibilità nei confronti dell ambiente è alla base delle scelte strategiche di Terna e del delicato processo di sviluppo delle infrastrutture elettriche. Fondamentale la concertazione con le regioni e gli enti locali anche attraverso lo strumento della VAS (Valutazione ambientale strategica) al fine di individuare le soluzioni migliori per far coincidere le esigenze di sviluppo della rete elettrica con le richieste r di tutela ambientale e culturale del territorio. Terna SpA e 14 Regioni, tra cui il Piemonte, hanno firmato un Protocollo di intesa per l applicazione l sperimentale della VAS. Ove possibile, la parola d ordine d è razionalizzare ovvero abbattere parti obsolete di rete per fare posto a soluzioni innovative ad alta tecnologia e minore impatto ambientale.

4 Gestione delle reti elettriche Reti di Distribuzione Le reti di distribuzione in media tensione (MT 1000 V 30 kv) ed in bassa tensione (BT 50 V 1000 V) sono esercite in assetto radiale. L esercizio in tali condizioni è relativamente semplice, nonostante l estensione delle reti, le correnti di guasto sono contenute e le soluzioni tecnologiche per i sistemi di protezione sono semplici, pur garantendo la selettività richiesta. Per contro, nel caso in cui venga meno l unica fonte di alimentazione, si determina la temporanea disalimentazione di una porzione di rete.

5 Gestione delle reti elettriche Reti di Trasmissione Le reti di trasmissione in alta tensione (AT > 30 kv) sono esercite in assetto magliato. L esercizio in generale risulta più complesso, poiché la potenza può fluire nei collegamenti della rete sia in una direzione che nell altra, al trascorrere del tempo e a seconda della sua configurazione, della distribuzione delle produzioni (dispacciamento) e delle variazioni dei carichi. Per contro, la ridondanza di alimentazione conferisce alle reti di trasmissione livelli di affidabilità decisamente superiori, dovendo esse alimentare le reti a tensione inferiore.

6 Gestione delle reti elettriche P P linee esercite in assetto radiale (flussi dipendenti dai carichi) P P P P porzioni di rete esercite in assetto magliato (flussi dipendenti dai carichi e dalla struttura della rete)

7 Gestione delle reti elettriche RETE A 380/220 KV la rete primaria (380/220 kv) è esercita in assetto interamente magliato, ossia con tutte le linee chiuse in corrispondenza dei nodi (stazioni elettriche) della rete stessa: in questo assetto si ha la massima sicurezza delle condizioni di esercizio. La rete è sempre gestita in sicurezza n-1, cioè in modo tale che il fuori servizio accidentale di un qualsiasi componente non determini funzionamenti anomali della rete stessa.

8 Gestione delle reti elettriche RETE A 150/132 KV la rete di subtrasmissione (150/132 kv) è esercita in assetto magliato ad isole di carico, più o meno estese a seconda delle linee a disposizione, dei punti di iniezione di potenza (centrali o trasformazioni dalla rete primaria) e dei carichi da alimentare. La sicurezza in condizioni n-1 resta il requisito fondamentale.

9 Campo elettromagnetico a frequenza industriale I componenti delle reti elettriche sono fonti di campo elettromagnetico a frequenza industriale sono influenzati dalla disposizione spaziale dei conduttori, nonché dai flussi di corrente che li percorrono Biot-Savart B Idl R = μ 0 3 4πR B = μ 0 2π N k = 1 I d k k u I u r I dl R P B Ai fini del calcolo della fascia di rispetto, si omettono verifiche del campo elettrico in quanto nella pratica questo determinerebbe una fascia (basata sul l Limite di esposizione nonché valore di attenzione pari a 5 kv/m) che è sempre inferiore a quella fornita dal calcolo dell induzione magnetica.

10 Legislazione in materia Legge Quadro n.36 del 2001 DPCM 8 Luglio 2003 Prevede che l APAT, sentite le ARPA, definisca la metodologia di calcolo per la determinazione delle fasce di rispetto con l approvazione del Ministero dell Ambiente e delle Tutela del Territorio e del Mare E fissa i 3 limiti per il campo magnetico a 50 Hz : Limite di esposizione: 100 μt Valore di attenzione: 10 μt Obiettivo di qualità: 3 μt DM 29 maggio 2008 Ministero dell Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare ha approvato la metodologia di calcolo per la determinazione delle fasce di rispetto degli elettrodotti, come descritta nell allegato APAT

11 Definizioni relative alla fascia di rispetto Legge Quadro n.36 del art.4 all interno delle fasce di rispetto non è consentita alcuna destinazione di edifici ad uso residenziale, scolastico, sanitario, ovvero ad uso o che comporti la permanenza non inferiore a 4 ore. DPCM 8 Luglio art.6 per la determinazione delle fasce di rispetto si dovrà all obiettivo di qualità à. far riferimento DM 29 maggio 2008 Guida APAT Per fascia di rispetto si intende lo spazio circostante un elettrodotto, che comprende tutti i punti al di sopra e al di sotto del livello del l suolo, caratterizzati da una induzione magnetica di intensità maggiore o uguale all obiettivo di qualità

12 Distanza di prima approssimazione Definizione Distanza in pianta sul livello del suolo, dalla proiezione del centro c linea, che garantisce che ogni punto la cui proiezione al suolo disti dalla proiezione del centro linea più di Dpa si trovi all esterno delle fasce di rispetto E stata introdotta al fine di semplificare la gestione territoriale e il calcolo delle fasce di rispetto, il Decreto 29 Maggio 2008 prevede una distanza d di prima approssimazione Tale distanza, secondo quanto previsto dal Decreto, può essere valutata v combinando la configurazione dei conduttori, la fase e la portata a in corrente che fornisca il risultato più cautelativo approssimando sull intera: CAMPATA TRATTA TRONCO anche se tale configurazione non corrispondesse ad alcuna campata a reale

13 Distanza di prima approssimazione confronto con il calcolo della fascia di rispetto Calcolando la Dpa si rientra quindi sicuramente nei limiti imposti dalla fascia di rispetto. 3 μτ Fascia di rispetto Volume R S S T T R Dpa Lunghezza Con la fascia di rispetto, a differenza del calcolo della Dpa,, si trovano a livello del terreno distanze limite inferiori dalla linea e quindi si hanno a disposizione porzioni di terreno in più su cui si rispetta il limite di campo magnetico su cui poter costruire

14 Distanza di prima approssimazione Calcolo Il calcolo della Dpa è più semplice del calcolo della fascia di rispetto consente di applicare la Guida CEI Guida per la determinazione delle fasce di rispetto per gli elettrodotti secondo le disposizioni del DPCM 8 luglio 2003 (Art. 6) - Parte 1: Linee elettriche aeree e in cavo approssimazione non superiore a 1 m basandosi su formule semplici e tabelle contenute nel Decreto, è possibile tenere conto anche di casi particolari ma abbastanza frequenti quali incroci, cambi di direzione o parallelismi con altre a linee.

15 In questi casi si passa da un concetto di distanza di prima approssimazione ad un area di prima approssimazione (Apa( Apa), introducendo degli incrementi percentuali delle semifasce imperturbate. In caso di presenza di edifici all interno dell Apa Apa,, il gestore della rete dovrà eseguire il calcolo reale della fascia di rispetto che nei casi complessi è ricavabile solo attraverso l utilizzo l di modelli di calcolo tridimensionali validati INCROCI Distanza di prima approssimazione Casi complessi

16 Distanza di prima approssimazione Casi complessi PARALLELISMO TRA LINEE ELETTRICHE Le fasce si considerano imperturbate se l incremento l prodotto dalla linea parallela interferente è minore di 1 m criterio di rilevanza Il DM fornisce i valori di incremento percentuale per ogni semifascia da applicarsi al valore delle semifasce calcolate come imperturbate DEVIAZIONI All interno dell angolo tra le due campate dove si verifica il cambio di direzione della linea di verifica un incremento dell estensione estensione della fascia di rispetto

17 Applicazione del metodo APAT Nuovi insediamenti elettrodotti

18 Dati necessari per il calcolo della distanza di prima approssimazione: portata in corrente in servizio normale configurazione geometrica dei conduttori che comporta la maggiore estensione della fascia di rispetto lungo l intero tronco Dati necessari per il calcolo della fascia di rispetto: portata in corrente in servizio normale, o corrente utilizzata nel calcolo e criteri di individuazione della stessa coordinate georeferenziate tipologia dei sostegni disegno della testa dei sostegni posizione relativa delle coordinate dei punti di attacco rispetto ad un punto convenzionalmente scelto come centro-sostegno altezza utile disposizione delle fasi per le doppie terne o le terne singole tipo di conduttore e caratteristiche meccaniche parametro di tesatura della catenaria alla temperatura massima posizione e franco minimo nella campata

19 Dati necessari per il calcolo Correnti per le linee aeree con tensione superiore a 100 kv la portata di corrente in servizio normale viene calcolata ai sensi della norma CEI 11-60; per le linee in cavo la corrente da utilizzare nel calcolo è la portata in regime permanente così come definita nella norma CEI Sia per il calcolo della Dpa che della fascia di rispetto

20 Dati necessari per il calcolo puntuale della fascia di rispetto Configurazione spaziale dei conduttori in termini di posizione reciprocar configurazione di attacco dei conduttori ai due sostegni estremi di ogni campata disegno delle teste di ogni singolo sostegno orientamento dei due sostegni che delimitano la campata

21 Dati necessari per il calcolo puntuale della fascia di rispetto Altezza dei conduttori da terra Altezza dei sostegni che delimitano una data campata Andamento del conduttore lungo la campata Y=H*cosh(x/H)

22 Dati necessari per il calcolo puntuale della fascia di rispetto Profilo Longitudinale

23 Tipi di sostegni i livelli di tensione nominale disponibili sulla rete TERNA sono 132kV / 150 kv 220 kv 380 kv ogni livello di tensione contempla distanze in aria tra le fasi e strutture dei sostegni che possono essere assai diverse; ogni linea poi può essere concepita in singola terna o in doppia terna per un dato livello di tensione esistono più tipologie di sostegni, scelti in base alle prestazioni meccaniche dovute a tiri, angoli, dislivelli, campate o esigenze varie, che a loro volta emergono dal progetto dell intera linea; I sostegni possono avere altezze comprese solitamente tra i 12 m ed i m

24 Tipi di sostegni 132 kv 380 kv tubolare 380 kv Traliccio a delta

25 Esempi di fasce di rispetto calcolate 40 y(m) Isocampo a 3 ut - I = 675 A Ra = (S*I) = 17,6m (formula approssimata). Coordinate del baricentro dei conduttori 'C': Cx = 1,07m Cy = 20,00m 50 y(m) Isocampo a 3 ut - I = 710 A 40 Ra = (S*I) = 21,5m (formula approssimata). Coordinate del baricentro dei conduttori 'C': Cx = 1,60m Cy = 21,00m C Ra 20 C Ra x(m) x(m) 132 kv ST 220 kv ST

26 Esempi di fasce di rispetto calcolate 60 y(m) Isocampo a 3 ut ; I1 = 675A ; I2 = 675A ; Fasi Aff kv DT Fasi affacciate 40 y(m) Isocampo a 3 ut ; I1 = 675A ; I2 = 675A ; Fasi Trasp. 132 kv DT Fasi trasposte T S S T T R S T R S T T S R R R 10 S R x(m) 0 x(m) m 18 m A pari corrente la linea in ST aveva una fascia di 18 m

27 Esempi di fasce di rispetto calcolate Isocampo a 3 ut - I = 2310 A 80 y(m) Ra = 0.34 (S*I) = 46,1m (formula approssimata). 70 Coordinate del baricentro dei conduttori 'C': Cx = 0,00m 60 Cy = 18,33m C Ra x(m) Linea 380 kv ST conduttori a fascio trinato 31.5 mm All-Acc sostegno con testa a DELTA Linea 380 kv ST conduttori a fascio trinato 31.5 mm All-Acc sostegno a basso impatto

28 Esempi di fasce di rispetto calcolate Parallelismo di due linee ed influenza degli angoli delle correnti Metodologia di calcolo basata sull'algoritmo bidimensionale normalizzato (CEI 211-4) Programma di simulazione EMF Tools 4.0T ver sviluppato per T.E.R.NA. dal CESI 220 kv DT I1=550 e I2=550 A fasi opposte 132 kv ST I1=375 A 220 kv DT I1=550 e I2=550 A stessa fase 132 kv ST I1=375 A stessa fase

29 Esempi di fasce di rispetto calcolate Configurazione spaziale dei conduttori: In piano a contatto; in piano distanziati; a trifoglio Profondità dei conduttori Razionalizzazione della rete 220 kv di Torino Cavo sez mm2 Al I = 1000 A Dpa < 3 m

30 Disponibilità delle informazioni I dati archiviati nel sistema di controllo della rete di Terna, opportunamente elaborati, consentono, in condizioni di normale funzionamento dell intero sistema, di calcolare i valori delle correnti con campionamento di 15 minuti. La precisione dei dati telemisurati è quella necessaria per l attività di dispacciamento corrente media mediana [A] [A] corrente media mediana quarti d'ora quarti d'ora

31

32