Sez 3a FUNZIONAMENTO. 25 febbraio 2016 dalle ore alle ore c/o Sala Consiglio del Dipartimento di Energia Politecnico di Milano

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1 Sez 3a FUNZIONAMENTO 25 febbraio 2016 dalle ore alle ore c/o Sala Consiglio del Dipartimento di Energia Politecnico di Milano

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3 Solo 4 componenti principali «sistema semplice» MPB Quadro di potenza Rete Carico UCP Quadro di controllo ACCESSORI DEL MOTORE DIESEL Sistema di alimentazione del gasolio Radiatore PGM Modulo di potenza Sistema gas di scarico Induttanza URP Componenti principali PGM modulo di potenza UCP quadro di controllo URP quadro induttanza MPB quadro di potenza

4 Fasi di funzionamento del sistema FASE 1: funzionamento normale (alimentazione da rete) FASE 2: funzionamento in emergenza: transitorio di caduta rete - passaggio da funzionamento normale a funzionamento con motore diesel FASE 3: funzionamento in emergenza: con motore diesel FASE 4: ritorno al funzionamento normale

5 Fase 1: funzionamento normale (da rete) 1500 rpm (50 Hz) Il carico è alimentato dalla rete tramite l induttanza Motore diesel in standby Unità cinetica carica La macchina sincrona funziona come motore a vuoto e fornisce la potenza reattiva Motore diesel Unità cinetica Macchina sincrona

6 Fase 2: transitorio di caduta rete PASSAGGIO DA FUNZIONAMENTO NORMALE A FUNZIONAMENTO IN EMERGENZA (Motore diesel) carico parziale 1500 rpm (50 Hz) a pieno carico Si aprono gli interruttori Il PLC comanda l avviamento del diesel La macchina sincrona funziona da alternatore trascinata dall unità cinetica. I tiristori alimentano lo statore dell unità cinetica. L energia accumulata nel rotore sostiene il generatore a 50 Hz. Motore diesel Unità cinetica Macchina sincrona

7 Fase 3: funzionamento di emergenza FUNZIONAMENTO CON MOTORE DIESEL 1500 rpm (50 Hz) L interruttore del giunto si richiude: il volano recupera l energia cinetica persa durante la fase precedente e contribuisce alla regolazione di frequenza del gruppo La ruota libera si ingaggia. Il diesel fornisce la coppia necessaria alla macchina sincrona La macchina sincrona funziona da alternatore azionato dal diesel I tiristori intervengono solo per correggere la frequenza in presenza di gradini di carico Motore diesel Unità cinetica Macchina sincrona

8 Fase 4: ritorno al funzionamento normale 1500 rpm (50 Hz) Il D-UPS si sincronizza con la rete e chiude l interruttore Q1 Il diesel si porta a 1450 g/min provocando il disinnesto della ruota libera. Terminato il ciclo di raffreddamento torna in standby dopo circa 10 min. La macchina sincrona riprende a funzionare da motore. Motore diesel Unità cinetica Macchina sincrona

9 Funzionamento dopo la caduta rete D-UPS da 1000 kva Istante della Caduta rete Tensione di rete Tensione di rete Regime del motore diesel Tensione al carico 1500 giri/min 50.5 Hz 50 Hz 49.5 Hz Ingaggio della ruota libera linea dei 50 Hz Frequenza al carico [Hz] 1 s Partenza del Diesel

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11 Motore diesel sovralimentato con intercooler aria/acqua Prelubrifica con comando sincronizzato; Volano alleggerito; Parte a vuoto con un tempo di avviamento 2-3 s; Scheda DSR (diesel start reduction); Raffreddamento con: elettro radiatori verticali interni alla sala; elettro radiatori a tavola da installare all esterno; scambiatori di calore acqua/acqua; Tempo di raffreddamento : 3 min. Alimentazione gasolio conforme alle EN 590 da serbatoio giornaliero (separato con battente positivo)

12 PGM: innesto a ruota libera Senza lubrificazione esterna. Ridotta manutenzione. Meno componenti. Sistema collaudato. Non crea vibrazioni al momento dell innesto.

13 PGM: innesto a ruota libera Anello esterno collegato al motore diesel Anello interno collegato alla parte dell unità cinetica solidale con il rotore dell alternatore

14 PGM: macchina elettrica sincrona Funzionamento normale: la macchina sincrona funziona da motore elettrico e da compensatore sincrono velocità di rotazione 1500 giri/min Funzionamento diesel: la macchina sincrona funziona da generatore tensione: 400 V frequenza: 50 Hz velocità di rotazione: 1500 giri/min classe d isolamento: H classe di protezione: IP 21

15 PGM: unità cinetica L unità cinetica è sostanzialmente composta da: un motore asincrono, che integrato nel volano o installato separatamente (varia nelle diverse versioni) mette in rotazione il volano mantiene in rotazione il volano un volano, che costituisce il serbatoio di energia cinetica, che viene accumulata e mantenuta immediatamente disponibile un dispositivo di trasferimento energia cinetica dal volano all asse macchina sincrona (alternatore)

16 PGM: 3 tipi di unità cinetica - 3 gamme di potenza + 17% + 4% kva kva kva 16

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18 Quadro reattore (in BT o in MT) Il reattore è costituito da un unico avvolgimento trifase, con una presa intermedia, quindi elettricamente si configura come due induttori magneticamente accoppiati connessi in serie. Due possibilità di inserimento elettrico nell impianto: H1 o H2 Permette di assolvere a diverse funzioni: consente la regolazione di tensione a valle della macchina; costituisce parte del sistema di filtraggio delle armoniche; elimina piccoli disturbi di rete in modo autonomo; migliora le caratteristiche elettriche del sistema in caso di cortocircuito a monte

19 MPB: quadro di potenza Con interruttori tripolari del tipo estraibile completi dei contatti ausiliari: Q1 e Q3: interruttori non automatici Q2: interruttore automatico. Il quadro MPB si interfaccia con quadro di controllo del gruppo via Modbus.

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21 Caratteristiche costruttive Prelubrifica automatica del diesel (la pompa viene utilizzata anche per scaricare la coppa dell olio) (*) Sistema di black start (*) PGM con elevate caratteristiche antisismiche (*) - massima sollecitazione laterale 2 G - massima sollecitazione verticale 4 G Rischio di incendio molto ridotto (come un GE). Vita attesa oltre 25 anni. (*) Dati specifici di una marca

22 Caratteristiche elettriche Qualità della tensione di alimentazione del carico: eliminazione dei picchi e delle micro interruzioni;. stabilizzazione (condizioni stazionarie) di V ±1% armoniche: attenuazione bidirezionale >95% (*) Elevata robustezza elettrica in condizioni di: Cortocircuito a valle Cortocircuito a monte Miglioramento del cos ϕ: fino a 0,99 Elevati rendimenti anche con carichi ridotti Impianti in BT o in MT (*) Dati specifici di una marca

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24 Normal operation D3 DM D1 D2 DG D4

25 Caduta rete D3 D2 DM D1 DG D4

26 Funzionamento diesel D3 DM D2 D1 DG D4

27 Funzionamento diesel D3 DM D2 D1 DG D4

28 Ritorno rete D3 DM D1 D2 DG D4

29 Normal operation D3 DM D1 D2 DG D4

30 Grafico delle velocità

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