Albo Veneto degli Installatori Elettrici Qualificati Incontro su: Power Quality: principali normative tecniche, deliberazione AEEGSI 646/2015/R/EEL e principali indicatori Relatore Gastone Guizzo Ronchi dei Legionari (GO),11 febbraio 2016 1
Qualità tecnica del servizio elettrico La qualità tecnica del servizio elettrico (power quality), riferita al punto di connessione (PdC), è determinata da due fattori: 1. Continuità del servizio: legata all adeguatezza del sistema elettrico ad alimentare il carico in qualunque momento interruzioni 2. Qualità della tensione: correlata a guasti temporanei in rete e/o alla presenza di carichi disturbanti forma d onda 2
Qualità tecnica del servizio elettrico 1. Continuità del servizio ( deliberazione AEEGSI n. 646/15 del 22/12/2015) Interruzione: condizione nella quale la tensione nel punto di connessione è inferiore al 5% della tensione di riferimento (dichiarata). interruzione con preavviso: dovuta all esecuzione di interventi e manovre programmati sulla rete di distribuzione, preceduta da preavviso agli utenti (almeno 24 ore in caso di ripristino di situazioni conseguenti a guasti o emergenze, ameno 3 giorni lavorativi in tutti gli altri casi). interruzione senza preavviso: causata da eventi (guasti), principalmente di natura esterna, che interessano i componenti dell impianto elettrico. interruzione transitoria: durata 1 s interruzione breve: durata > 1 s e 3 min interruzione lunga: durata > 3 min 3
Qualità tecnica del servizio elettrico 2. Qualità della tensione (CEI EN 50160) variazioni di frequenza (*) (causa: distacco gruppi di generazione, commutazione grossi carichi; effetto: variazione velocità motori, perdita di riferimento per dispositivi elettronici, ecc.) variazioni (lente) di tensione (+) (causa: inserzione carichi, variazione potenza in immissione; effetto: invecchiamento componenti d impianto, malfunzionamento alcuni apparecchi) variazioni rapide di tensione: - singola variazione della tensione (causa: variazioni di carico negli impianti utilizzatori (ad es. avvio motori, manovre nel sistema, guasti; effetti: intervento intempestivo protezioni, malfunzionamento apparati elettronici) - flicker (causa: saldatrici, forni ad arco; effetti: sfarfallio lampade percepibile dall'occhio umano). (*): si applicano i limiti previsti dal Codice di rete, Norma CEI 0-16, (+): si applica Norma CEI 8-6? segue
Qualità tecnica del servizio elettrico 2. Qualità della tensione (CEI EN 50160) squilibrio della tensione (causa: carichi monofasi, apertura collo morto lungo linea; effetti: surriscaldamento macchine rotanti e raddrizzatori tensioni armoniche (causa: inverter, azionamenti a velocità variabile, carichi non lineari, elettrodomestici, forni ad arco, ecc.; effetti: aumento delle perdite, possibile danneggiamento dei condensatori, malfunzionamento apparati elettronici, ecc.) sovratensioni temporanee alla frequenza industriale e transitorie: guasti a terra, ferrorisonanza, fulminazioni, manovre di interruttori, manovre di dispositivi di commutazione all interno di impianti del cliente. segue
Qualità tecnica del servizio elettrico 2. Qualità della tensione (CEI EN 50160) buco di tensione: riduzione temporanea della tensione al di sotto del 90% della tensione dichiarata per un periodo superiore o uguale a 10 millisecondi e non superiore a 1 minuto. principali cause: guasti di tipo polifase, correnti d inserzione dei trasformatori, dei condensatori, correnti di spunto di grossi motori, carichi fortemente variabili principali effetti: interventi intempestivi dei relais, dei contattori, arresto funzionamento processi industriali, malfunzionamento apparati elettronici. d d: durata p: profondità r: tensione residua p r segue
Qualità tecnica del servizio elettrico 2. Qualità della tensione (CEI EN 50160) Esempio di origine di un buco di tensione Utente 1 Interr.t 1 s SSE AT AdM MT Buco Utente 2 Ripartizione buchi di tensione in relazione all origine: AT: 28% MT: 72% Estratto memoria: V. Biscaglia, D. Cappellieri, G. Gambelli, G,. Guizzo, F. Panin, G. Rocchi: Campagna di misura sulla rete elettrica: metodologia e risultati-convegno Verona 1993
Conseguenze causate da microinterruzioni (buchi di tensione e interruzioni transitorie) Costo diretto medio per ogni microinterruzione Settore Costo ( /kw) Auto e automotive 2,9 Plastica 2,2 Tessile 3,2 Carta 1,0 Raffinerie 13,3 Metallurgia 3,3 Minerali non metalliferi 0,9 Alimentare 5,9 Chimica 0,5 Macchine elettriche 10,6 Tutti i settori 2,8 N.B.: i valori sono riferiti a moneta dell anno 2006 fonte:qualità del servizio elettrico-regole attuali e prospettive, M. Delfanti, R. Vailati, F. 8 Villa, TuttoNormel luglio 2011
Conseguenze causate da microinterruzioni (buchi di tensione e interruzioni transitorie) Costo annuo stimato dovuto alle microinteruzioni: settori osservati: utenti senza protezione contro le microinterruzioni, mediana dei costi: 267,8 M /anno (minimo 252,1 M /anno, massimo 296,3 M /anno) settori potenzialmente sensibili (ma non osservati): 315,8 M /anno costi indiretti totali annui (costo UPS, ecc.): 196,8 M /anno 449 M /anno (nell ipotesi che i settori sensibili non osservati abbiano costi nulli) 809 M /anno N.B.: i valori sono riferiti a moneta dell anno 2006 fonte:qualità del servizio elettrico-regole attuali e prospettive, M. Delfanti, R. Vailati, F. 9 Villa, TuttoNormel luglio 2011
Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI Norma CEI 0-16 e CEI 0-21 Regole tecniche di riferimento per la connessione degli Utenti attivi e passivi MT e BT alle reti delle imprese distributrici di energia elettrica Compatibilità elettromagnetica L Utente è tenuto ad installare apparecchiature conformi alle normative sulla compatibilità elettromagnetica in materia di limiti di emissione ed immunità ai disturbi elettromagnetici, utilizzando le norme armonizzate CENELEC applicabili. In particolare le apparecchiature dell Utente non devono provocare disturbi nel campo 3 khz-95 khz ad uso esclusivo dei Distributori (Del. AEEG 292/06). 10
Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI Norma CEI EN 61000-2-4 Compatibilità elettromagnetica (EMC) Parte 2-4: Ambiente-Livelli di disturbi condotti in bassa frequenza negli impianti industriali Classi di ambienti elettromagnetici Classe 1: si applica ad alimentazioni protette; apparecchiature molto suscettibili ai disturbi (strumentazione di laboratorio, apparecchiature di automazione e protezione, alcuni computer, ecc.) Classe 2: si applica alle apparecchiature installate nei punti di connessione e all interno di impianti industriali; 11
Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI Norma CEI EN 61000-2-4 Compatibilità elettromagnetica (EMC) Parte 2-4: Ambiente-Livelli di disturbi condotti in bassa frequenza negli impianti industriali Classe 3: si applica all interno di impianti industriali e ha livelli di compatibilità più alti di quelli della classe 2. Per esempio questa classe dovrebbe essere considerata quando: la maggior parte del carico è alimentata tramite convertitori sono presenti saldatrici motori di grossa potenza vengono avviati frequentemente i carichi variano rapidamente 12
Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI Immunità ai buchi di tensione secondo norme CEI EN 61000 residual voltage (% of Un) 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.4 0.2 0 0.01 0.02 0.1 0.2 0.5 duration (s) 1 5 Classe 2 10 Curve di immunità di riferimento definite in base ai livelli prova classe 2 e 3 secondo: - CEI EN 61000-4-11 (apparecchiature con correnti di fase inferiori a 16 A) - CEI EN 61000-4-34 (apparecchiature con correnti di fase superiori a 16 A) residual voltage (% of Un) 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.4 0.2 0 0.01 0.02 0.1 0.2 0.5 duration (s) 1 5 Classe 3 10 13
Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI Norma CEI EN 50160, Caratteristiche della tensione fornita dalle reti pubbliche di distribuzione pubblica, 2011-05 e A1 del 2015-09 Classificazione dei buchi di tensione Tensione residua u (%) Durata t (ms) 10 t 200 200<t 500 500<t 1000 1000<t 5000 5000<t 60000 90 >u 80 CELLA A1 CELLA A2 CELLA A3 CELLA A4 CELLA A5 80 >u 70 CELLA B1 CELLA B2 CELLA B3 CELLA B4 CELLA B5 70 >u 40 CELLA C1 CELLA C2 CELLA C3 CELLA C4 CELLA C5 40 >u 5 CELLA D1 CELLA D2 CELLA D3 CELLA D4 CELLA D5 5>u CELLA X1 CELLA X2 CELLA X3 CELLA X4 CELLA X5 : immunità ai buchi di tensione per apparecchiature di classe 2 + : immunità ai buchi di tensione per apparecchiature di classe 3 14
Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI Deliberazione AEEGSI n. 646/15 del 22/12/2015, Testo integrato regolazione output-based dei servizi di distribuzione e misura dell energia elettrica. Periodo di regolazione 2016-2023 CONTINUITA DEL SERVIZIO indicatori considerati: numero di interruzioni per utente bt, per le interruzioni con preavviso e per le interruzioni senza preavviso lunghe, brevi e transitorie; durata complessiva di interruzione per utente bt, solo per le interruzioni con preavviso e per le interruzioni senza preavviso lunghe indicatori per la regolazione incentivante: numero complessivo annuo delle interruzioni senza preavviso lunghe BT; durata complessiva annua delle interruzioni senza preavviso lunghe per utente BT 15
Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI Deliberazione AEEGSI n. 646/15 del 22/12/2015, Testo integrato regolazione output-based dei servizi di distribuzione e misura dell energia elettrica. Periodo di regolazione 2016-2023 CONTINUITA DEL SERVIZIO livelli obiettivo: durata complessiva annua (interruzioni senza preavviso lunghe per utente BT) Alta concentrazione: 25 minuti/utente Media concentrazione: 40 minuti/utente Bassa concentrazione: 60 minuti/utente numero complessivo annuo (interruzioni senza preavviso lunghe e brevi per utente BT) Alta concentrazione: 1 interruzione/utente Media concentrazione: 2 interruzioni/utente Bassa concentrazione: 4 interruzioni/utente 16
Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI Deliberazione AEEGSI n. 646/15 del 22/12/2015, Testo integrato regolazione output-based dei servizi di distribuzione e misura dell energia elettrica. Periodo di regolazione 2016-2023 CONTINUITA DEL SERVIZIO indicatore incentivante per singolo utente MT: numero complessivo annuo delle interruzioni senza preavviso lunghe e brevi livelli specifici: Alta concentrazione: 6 interruzioni Media concentrazione: 9 interruzioni Bassa concentrazione: 10 interruzioni 17
Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI Deliberazione AEEGSI n. 646/15 del 22/12/2015, Testo integrato regolazione output-based dei servizi di distribuzione e misura dell energia elettrica. Periodo di regolazione 2016-2023 QUALITA DELLA TENSIONE Per le caratteristiche di qualità della tensione sulle reti di distribuzione MT e BT, ad esclusione delle interruzioni, delle variazioni di frequenza (Codice di rete) e delle variazioni di tensione sulle reti BT, si applica la Norma CEI EN 50160. Registrazione per ciascuna semisbarra dei buchi di tensione. La tabella di sintesi, separatamente per origine dei buchi di tensione dovrà riportare:. nel formato descritto dalla norma CEI EN 50160 con evidenza anche cromatica, delle soglie di immunità classe 2 e classe 3.. numero totale dei buchi di tensione più severi rispetto alla soglia di immunità classe 2 suddetta numero totale dei buchi di tensione più severi rispetto alla soglia di immunità classe 3.
Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI Deliberazione AEEGSI n. 646/15 del 22/12/2015, Testo integrato regolazione output-based dei servizi di distribuzione e misura dell energia elettrica. Periodo di regolazione 2016-2023 QUALITA DELLA TENSIONE Art. 66 Livelli specifici di qualità della tensione e indennizzi automatici a favore degli utenti MT 66.1 Con successivo provvedimento l Autorità determina, per gli utenti MT: a) i livelli specifici di qualità della tensione, in relazione alle interruzioni transitorie e ai buchi di tensione; b) i criteri di inclusione ed esclusione delle interruzioni transitorie e dei buchi di tensione; c) eventuali criteri di differenziazione dei livelli specifici in funzione di variabili da identificare (es.: grado di concentrazione, caratteristiche elettriche della rete MT, etc.); d) La valorizzazione economica degli indennizzi automatici; e) Le condizioni per gli utenti MT per ricevere gli indennizzi automatici; f) Obblighi informativi per le imprese distributrici nei confronti degli utenti MT per l entrata in vigore della regolazione.
Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI Deliberazione AEEGSI n. 646/15 del 22/12/2015, Testo integrato regolazione output-based dei servizi di distribuzione e misura dell energia elettrica. Periodo di regolazione 2016-2023 CONTRATTI PER LA QUALITA Le imprese distributrici possono stipulare contratti per la qualità con gli utenti, anche tramite il venditore, e le imprese distributrici interconnesse, nel rispetto dei criteri fissati dall Autorità. 20
Continuità e qualità del servizio elettrico Durata media annuale delle interruzioni lunghe per utente BT 2000-2014: -71% fonte: AEEGSI-Relazione annuale sullo stato dei servizi e dell attività svolta- 31 marzo 2015 21
Continuità e qualità del servizio elettrico Durata media annuale delle interruzioni lunghe per utente BT in un anno di responsabilità dei distributori, per area geografica fonte: AEEGSI-Relazione annuale sullo stato dei servizi e dell attività svolta- 31 marzo 2015 22
Continuità e qualità del servizio elettrico Numero medio annuale di interruzioni senza preavviso lunghe e brevi per utente BT di responsabilità dei distributori Numero fonte: AEEGSI-Relazione annuale sullo stato dei servizi e dell attività svolta- 31 marzo 2015 23
Continuità e qualità del servizio elettrico Buchi di tensione fonte: 8,1% no immunità 24
Mitigazione dei disturbi negli impianti industriali Impianti nuovi: principali passi da considerare a) Corretta scelta del sito; b) Informare il distributore circa le esigenze in merito alla continuità del servizio e qualità della tensione; c) Criteri di scelta delle apparecchiature relativamente ai livelli di immunità (classe 2, classe 3); d) Particolare attenzione alla progettazione degli impianti: - struttura della rete interna MT e BT di stabilimento - classificazione degli utilizzatori (carichi per i quali la mancanza di alimentazione non ha un impatto rilevante da quelli con impatto rilevante ai fini della sicurezza del personale e del prodotto finito - Protezioni e loro coordinamento; e) Definire delle specifiche al costruttore.
Mitigazione dei disturbi negli impianti industriali Impianti esistenti: principali passi da considerare a) Attenta analisi delle caratteristiche di tutte le apparecchiature; b) Studio dello schema elettrico c) Rilievo della tensione di alimentazione nel punto di connessione e nei punti critici dell impianto; d) Valutare attentamente le esigenze di ogni applicazione nell ambito del processo produttivo, sia per decidere i provvedimenti da attuare, garantendo sia la corretta esecuzione dei processi che la sicurezza del personale Aspetto importante da rispettare: la manutenzione 26