bobina peterson

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Messa a terra del neutro nelle reti di di t ib i MTdistribuzione MT

Confronto tra i vari sistemi di gestione del neutro

Roberto TurriDipartimento di Ingegneria Elettrica

R.Turri – Esercizio del neutro nelle reti MT, Corso di Progettazione di Sistemi elettrici industriali 1

Università degli Studi di [email protected]

Lo stato del neutro di un sistema elettrico

Lo stato del neutro

• Cosa significa ?

• Perché soluzioni diverse ?

• Cosa succede nei regimi di guasto ?


• . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ?

2

Lo stato del neutro di un sistema elettrico

• non ha nessun rilievo ai fini del trasporto di potenza in condizioni normali di esercizio

Lo stato del neutro

• determina il comportamento del sistema in presenza di cause dissimmetrizzanti che coinvolgono la rete alla sequenza omopolare ( in particolare in presenza di guasto monofase a terra) .

Poiché il guasto monofase a terra è il guasto più frequente (dal 70% ad oltre il 90% dei guasti) ed è spesso “evolutivo”, si comprende perché al


comportamento del sistema in presenza di un guasto monofase a terra (e, quindi, allo stato del neutro) si deve attribuire grande importanza, soprattutto per i riflessi sulla continuità e qualità della potenza fornita.

Lo stato del neutroGuasto monofase a terra

R

LL

LRp


R LRs

3

- Storicamente le aziende elettriche hanno mantenuto le scelte iniziali, introducendo e adattando nel corso degli anni tecniche di esercizio e sistemi di protezione diversificati.

- Scelte ottimali definite nei primi decenni del novecento:AT t ffi t t

Cenni storici …

- AT neutro efficacemente a terra- MT varie soluzioni (isolato, resistenza, induttanza accordata)- Bt neutro a terra

Neutro isolato

Può essere vista come la tecnica “originaria” più logica e conveniente ti MT di d t t i (b ti di t f


per reti MT di modesta estensione (basse correnti di cto monofase, possibilità di funzionamento anche in regime di guasto)

Neutro isolato ⇒ neutro messo a terra “attraverso capacità” (con l’aumento dell’estensione delle reti aumentano i livelli di corrente )

-

Nonostante il conseguente incremento della corrente di guasto monofase a terra, la scelta del neutro isolato mantenne sostanzialmente immutata la sua validità, sotto l’aspetto della continuità del servizio grazie alla introduzione della protezione

Cenni storici …

continuità del servizio, grazie alla introduzione della protezione varmetrica di sequenza omopolare e della tecnica di richiusura automatica.

Neutro a terra tramite induttanzaGià nel 1916, fu proposta dal Petersen la soluzione di esercire le reti MT con collegamento a terra attraverso una reattanza


le reti MT con collegamento a terra attraverso una reattanza induttiva accordata (bobina Petersen) con la capacità complessiva (delle tre fasi) verso terra.

4

Il primo ed il più importante dei vantaggi è rappresentato dal fatto che tutti i guasti a terra determinati da arco elettrico in aria o sulla superficie degli isolatori si estinguono (autoestinguono)

Cenni storici …

(autoestinguono).

Lo stesso Petersen, poi, propose il sistema di protezione da utilizzare per escludere dal servizio la linea o il tronco affetto da guasto (permanente).

La protezione si fondava sulla utilizzazione di relè wattmetrici di sequenza omopolare, resi sensibili al guasto grazie all’espediente


di aumentare artificialmente la componente attiva della corrente di guasto (attraverso la connessione di una resistenza di valore opportuno in parallelo alla bobina).

Cenni storici …

La soluzione proposta dal Petersen, pur immediatamente convincente per la semplicità del pricipio, fu adottata soltanto in alcune Nazioni (Danimarca, ecc.). (Si tentò addirittura, in alcune di quelle Nazioni, di estenderne l’applicazione e trarne i benefici conseguenti anche al campo delle alte tensioni (220 kV)trarne i benefici conseguenti, anche al campo delle alte tensioni (220 kV),recedendo, però, subito dal tentativo, quando ci si rese conto che, essendo nelle linee AT notevolmente maggiore che nelle linee MT la conduttanza di dispersione, risultava nulla l’efficacia della bobina ai fini della “neutralizzazione” dell’arco a terra.)

Anche se le scelte di esercizio del neutro nella MT nei diversi Paesi, una volta compiute, non furono più modificate, nella letteratura tecnica successiva agli anni ‘20 appaiono


letteratura tecnica successiva agli anni 20 appaiono periodicamente, fino ai giorni nostri, pressanti ed autorevoli inviti ad un riesame critico della materia.

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Negli ultimi anni, il problema è stato riproposto con una urgenza molto maggiore che nel passato e, fatto ancor più importante, appare anche evidente la disponibilità, da parte delle Aziende Elettriche, a riconsiderare le scelte iniziali, abbandonando l’atteggiamento di rifiuto della discussione e

Cenni storici …

abbandonando l’atteggiamento di rifiuto della discussione e di difesa ad oltranza di scelte ereditate, che, per tanto tempo, ha impedito un sereno dibattito sull’argomento.

La motivazione principale di questo diverso atteggiamento nasce dallo speciale rilievo che, da qualche tempo, viene attribuito agli aspetti di qualità della potenza elettrica (PQ)fornita all’utenza e dalla constatazione che l’esercizio delle


reti MT con neutro messo a terra attraverso bobina Petersen può consentire un notevole miglioramento degli indici della PQ, a fronte di un ragionevole o addirittura modesto impegno economico nella installazione di tale dispositivo.

Stato delle reti di distribuzione MT in alcune nazioni

PAESETENSIONE DI ESERCIZIO

(KV)TIPO DI ESERCIZIO DEL NEUTRO ESPERIENZE SULLA BOBINA DI

ACCORDO

FRANCIA 20 a terra tramite resistenza sperimentazione dal 1990

10 24%isolato-9%resist.-64%comp.

20 1%isolato-2%resist.-97%comp.

30 7%isolato-93%comp.




INGHILTERRA francamente a terra

SVEZIA compensato

GERMANIA

AUSTRIA


SVEZIA compensato

PORTOGALLO a terra tramite resistenza nessuna sperimentazione in corso

SPAGNA a terra tramite resistenza nessuna sperimentazione in corso

GIAPPONE isolato studi sulla messa a terra in corso

IRLANDA isolato studi sulla messa a terra in corso

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Italia

Si deve riconoscere che la riapertura di una discussione sul problema è merito di tecnici della stessa ENEL S.p.A

ENEL DISTRIBUZIONE h ff tt t l 1992 1995

Stato delle reti di distribuzione MT in alcune nazioni

ENEL DISTRIBUZIONE ha effettuato, nel 1992 ÷ 1995, una prima sperimentazione di messa a terra del neutro, sia tramite bobine di Petersen di tipo mobile a nucleo tuffante, sia tramite bobine fisse (anche lungo linea MT) in 3 cabine primarie.

Una seconda sperimentazione, che ha ripreso e messo a punto quanto definito nella prima, è stata condotta nel


1999÷2000.

A partire dal 2000, infine, sulla base dei risultati ottenuti, è stato avviato un esteso programma di installazione di bobine di Petersen (previste 100% delle cabine primarie con rete MT a 15 kV e 20 kV entro il 2007 ÷ 2008).

Strutture industriali alimentate dal distributore pubblico attraverso un collegamento in AT e dotate di una rete in MT (industrie petrolchimiche, farmaceutiche, della carta, ecc.).

Rispetto alla distribuzione pubblica presentano molti elementi di i l ità iti ità (C t i i di i l t i

Stato del neutro nelle reti industriali

maggiore complessità e criticità. (Concentrazioni di carico elevate in aree ristrette, importanti e complessi apparati di trasformazione ed utilizzazione con numerose macchine di elevata potenza a poca distanza reciproca, attrezzature di elevato costo nei quali possono essere presenti aree “ad elevato rischio specifico”, coesistenza con isole di utenze sensibili ai disturbi di varia natura prodotta dai circuiti di potenza, sistemi indipendenti di generazione di emergenza,ecc..)

Livelli più elevati di qualità della potenza e le pressioni per una


Livelli più elevati di qualità della potenza e le pressioni per una maggiore security e safety nell’esercizio.

Le scelte nel campo della distribuzione in MT in ambito industriale, compreso l’esercizio del neutro, hanno seguito percorsi diversi da quelle operate dagli esercenti i sistemi di distribuzione pubblica.

7

Stato del neutro nelle reti industriali

Quasi universalmente la scelta di esercizio del neutro sulla rete MT nel settore industriale si è attestata sul neutro messo a terra attraverso resistenza.

Atterramento a bassa resistenza (poco superiore a 10 Ω)(quando la pratica di intervento sul guasto monofase è di prevedere il distacco immediato del distributore, o la sconnessione del tronco MT affetto da guasto dopo un piccolo ritardo di tempo (400 ms).Atterramento ad elevata resistenza (dell’ordine di 2000 Ω)(quando la pratica è di continuare il servizio in presenza di guasto monofase a terra. Il guasto, peraltro, attiva un allarme ed avvia la fase di localizzazione del tronco colpito, che viene escluso dal servizio in un momento successivo, compatibile con le esigenze del processo -generalmente, in 8 ÷ 24 ore).


Atterramento con bassa/media resistenza( le protezioni sono coordinate in modo da intervenire immediatamente se il guasto è localizzato sul carico; se, invece, il guasto è localizzato su di un tronco della rete a monte, in serie alla prima resistenza ne viene collegata una seconda, in modo che la resistenza totale di atterramento assuma un valore di circa 700 Ω e si possa continuare il servizio).

Bobina Petersen nelle reti in cavo

L’obiezione principale nei riguardi dell’utilizzo della bobina Petersen nelle reti industriali e nelle reti in cavo parte dalla considerazione che gli effetti benefici (autoestinzione) d ll b bi bb li it ti ll l li tidella bobina sarebbero limitati alle sole linee aeree o reti che hanno una parte del loro sviluppo in linee aeree.

Le reti in cavo interrato sono protette dal colpo di fulmine diretto e le sovratensioni di origine esterna che possono interessarle sono notevolmente ridotte nel loro valore di


interessarle sono notevolmente ridotte nel loro valore di cresta.

8


In secondo luogo, l’isolamento delle linee in cavo è solido e quindi un arco elettrico che superasse la tenuta del cavo deteriora l’isolamento in modo irreversibile.

Si i iò d l ti d ll b biSi viene perciò a perdere la prerogativa della bobina Petersen di “cancellare” tutti i guasti susseguenti ad archi elettrici in aria tra fase e terra (tale prerogativa permaneper tutta la restante parte del sistema (quadri, ecc.), che mantiene un isolamento “autocicatrizzante”)

Sussistono immutati, invece, tutti gli altri vantaggi


, , g ggconnessi all’esercizio con bobina Petersen, in particolare l’annullamento o la drastica riduzione della corrente di guasto monofase a terra (con ridotti effetti termici grazie alla ridotta corrente di ritorno circolante nelle guaine)

È anche opportuno rammentare che, sia in Europa che nel resto del mondo, l’esercizio con bobina Petersen non è stato limitato alle reti con prevalenza di linee aeree, ma, fin dai primi anni, se ne ebbero importanti applicazioni al caso delle reti in


anni, se ne ebbero importanti applicazioni al caso delle reti in cavo, ritenendo che, pur tenuto conto della minor incidenza di guasti transitori, l’esercizio con bobina Petersen mantenesse, anche in questi casi, margini innegabili di preferenza rispetto alle altre tecniche di esercizio del neutro.

(In Europa, un esempio importante di applicazione alle reti in cavo interrato è quello della rete di media tensione di Berlino, che

i b t ’ t i d l ti


raggiunse ben presto un’estensione ragguardevole, con correnti capacitive dell’ordine di 1000 A).

9

Teoria di funzionamento(guasto monofase a terra)

La rete MT può essere gestita nei seguenti modi:

• neutro isolato (atterrato tramite capacità)• neutro a terra tramite induttore accordato (bobina Petersen)• neutro a terra tramite resistore

t di tt t t


• neutro direttamente a terra

• nel caso di guasto a terra circola una bassa corrente capacitiva.

• garantisce una certa semplicità di esercizio (Si utilizzano relé

Comparazione tra i vari sistemi - Neutro isolato

• garantisce una certa semplicità di esercizio. (Si utilizzano relé a sensibilità varmetrica e interruttori a richiusura automatica).

• elevata sollecitazione dell’isolamento

• Fenomeno dell’arco a terra intermittente

• Possibilità di restare in servizio con fase a terra per guasto


fortemente resistivo (pericolo per persone).

10

• La resistenza deve essere tale da limitare la corrente diguasto monofase a terra ad una frazione (5-10%) dellacorrente di cortocircuito trifase.

Comparazione tra i vari sistemi – Resistenza pura

• L’autoestinzione dei guasti è presente solo in reti dilimitate dimensioni.

• La presenza della resistenza impedisce il fenomeno degliarchi a terra intermittenti e smorza le sovratensioni diorigine interna.Solo la linea affetta da guasto è interessata da unacomponente attiva della corrente omopolare dovuta alla


componente attiva della corrente omopolare dovuta allaresistenza di messa a terra. Si utilizzano relé a sensibilitàwattmetrica.

• nel punto di guasto a terra (se la bobina è perfettamente accordata) non circola alcuna corrente.

l b bilità di t ti i d i ti t è l t

Comparazione tra i vari sistemi – Reattanza accordata

• la probabilità di autoestinzione dei guasti a terra è elevata anche con un certo grado di disaccordo della bobina di Petersen rispetto alla rete.

• la bobina di Petersen, estinguendo gli archi a terra, previenedi per sé i guasti intermittenti.

Con questo tipo di messa a terra del neutro è possibileutilizzare solo relé che rilevino la tensione omopolare o la


pcorrente che fluisce nella bobina. Non è possibileindividuare selettivamente la linea guasta con facilità.

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La combinazione delle soluzioni precedenti consente

Comparazione tra i vari sistemi – Res. + Reatt.accordata

La combinazione delle soluzioni precedenti consentedi contenere la corrente di guasto monofase a terra,di utilizzare un sistema di protezione selettivo(wattmetrico) limitando al tempo stesso lesovratensioni di origine interna.


Zd

Zi

EdOid

Og ZZZEII

++==

33

Og RZZZEII

333

+++==

Guasto monofase a terra: Teoria alle sequenze

Zi

3Rg

Id=Ii=Io

semplificazione Zd, Zi << Zo

gOid RZZZ 3+++

( )CZjE ω31+

C3Zn

Zo


( )( )ngn

nOg CZjRZ

CZjEIIω

ω31

313++

+==

C3ZnCj

13 //ωnO ZZ =

12

Ed

( )( )ngn

nOg CZjRZ

CZjEIIω

ω31

313++

+==

Neutro isolato

∞=Z3Rg

Id=Ii=IoC

∞=NZ

gOg CRj

CEjIIω

ω31

33+

==

0≈gR


CEjII Og ω33 ==

Ed

( )( )ngn

nOg CZjRZ

CZjEIIω

ω31

313++

+==

Neutro accordato

LjZ ω=

3Rg

Id=Ii=Io1/jwC

LjZN ω=

CL 23

1ω

=3jwL

( )( )LCRLj

LCEIIg

Og 2

2

31313

ωωω−+

−==


03 == Og II

13

Guasto monofase su rete MT con neutro isolato

IsS

IsT

E( )

( )NgN

NR

ZCjRZZCjEIg

⋅+⋅+⋅+⋅

=ω

ω31

31

La corrente nel punto di guasto è

IgTIgS

Iguasto

I0g

Rg

C( )NgN j

g

R

CRjCEjIgω

ω31

3+

=

Per ZN≈∞ si può semplificare


Rg

RCEjIg ω3=

Per Rg≈0 (guasto franco) diventa

Guasto monofase su rete MT con neutro accordato

IsS

IsT( )( )NgN

NR

ZCjRZZCjEIg

⋅+⋅+⋅+⋅

=ω

ω31

31


IgTIgSL

I0gC

E

( )( )LCRLj

LCEIgg

R2

2

3131

ωωω−⋅+

−⋅=

L 1

Per ZN=jwL diventa

Con accordo perfetto


Iguasto

IL

CL 23ω

=

si ottiene

0=Ig

14

IsS

IsT

Guasto monofase su rete MT con neutro compensato

( )( )NgN

NR

ZCjRZZCjEIg

⋅+⋅+⋅+⋅

=ω

ω31

31


IgTIgS

IRL

I0g


Iguasto

IRIL

Guasto monofase su rete MT con neutro isolato

In seguito alla andata a terra di una fase ( 4 ) si genera un V0 (= 3*E) e


fase ( 4 ) si genera un V0 ( 3 E) e una I0 in ritardo di 90° dovuto alle correnti capacitive di contributo delle linee sane.

15

I0 Ir

Ib

Ic

Guasto monofase su rete MT con neutro compensato

Ic

In seguito alla andata a terra di una fase ( 4 ) si genera un V0 (= 3*E) e una I0 con uno sfasamento dovuto dal


V0

una I0 con uno sfasamento dovuto dal grado di compensazione della bobina. Nel caso si abbia una perfetta compensazione l’angolo è di poco superiore a 180°

Adeguamento del sistema di protezione


Caratteristica del direzionale di terra a neutro isolato

Caratteristica del direzionale di terra a neutro compensato

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δ

SETTORE DIINTERVENTO

I0g

δmin

δmax


V0

I0s

( ) ( )cIII

cIIItg

gTOTL

R

gL

R

−⋅−−=

−⋅−=

1)1(1 ρδ

IR = corrente resistiva di guasto dovuta alla resistenza di messa a terra del neutro


IL = corrente induttiva di guasto dovuta alla bobina di messa a terra del neutroIgTOT = corrente di guasto totale della semisbarraρ = riduzione di capacità di rete rispetto al valore totale in caso di perdita di parte della retec = contributo della linea guasta rispetta alla rete

Per reti sottocompensate o sovracompensate si avrebbe una corrente rispettivamente in anticipo o in ritardo rispetto alla precedente posizione.


La corrente omopolare nelle linee sane rimane sempre a 90° in anticipo rispetto alla Vo, in qualsiasi condizione.Non si deve raggiungere un grado di sovracompensazione tale da portare la corrente omopolare della linea guasta a circa 90° in anticipo rispetto alla Vo.

Componente resistiva della corrente di guasto sufficientemente alta, compatibilmente con le esigenze di riduzione della corrente di guasto e della probabilità di autoestinzione del guasto stesso


e della probabilità di autoestinzione del guasto stesso

In caso di resistenza di guasto non nulla non cambiano gli sfasamenti relativi

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SOVRATENSIONI: Comparazione tra i vari sistemi

NEUTRO A TERRA

FRANCAMENTE

NEUTRO ISOLATO

NEUTRO A TERRA CON RESISTENZA

NEUTRO A TERRA CON REATTANZA

SOVRATENSIONI SOSTENUTE

0.8 volte la tensione

concatenata

>= tensione concatenata

>= tensione concatenata

tensione concatenata

SOVRATENSIONI TRANSITORIE SU

GUASTO

poco oltre la tensione di fase

>= 2.5 volte la tensione di fase

>= 2.5 volte la tensione di fase

2.5 volte la tensione di fase

TENSIONE DI RIPRISTINO ALL'ESTINZIONE

DELL'ARCO

poco inferiore a 2 volte la tensione

di f

circa 2 volte la tensione di fase

inferiore alla tensione di fase

circa la tensione di fase


DELL'ARCO di fase

SOVRATENSIONI PER ARCHI INTERMITTENTI assenti

fino a 4-6 volte la tensione di fase assenti assenti

20

30

40[kV ]

TENS IONE FAS E “SA NA” DURANTE IL GUA STO

Bobina Petersen: effetti sulle sovratensioni

-30

-20

-10

0

10


0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20t[s]-40

Neutro isolatoCompensazione con solo bobinaCompensazione con bobina + resistenza

non si ha influenza significativa sulle sovratensioni delle fasi sanedurante il guasto; sia quelle transitorie (sovratensioni “veloci”) che

quelle sostenute (sovratensioni alla frequenza industriale)

18

10

20

[kV ]

TENSIONE DI RISTABILIMENTO ALL’ESTINZIONE DEL GUASTO


-30

-20

-10

0


0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50t[s]-40

Neutro isolatoCompensazione con solo bobinaCompensazione con bobina + resistenza

-si diminuisce la tensione di ripristino nei primi istanti successivi all’estinzione del guasto (tensione di riadescamento) riducendo in modo drastico la probabilità di riadescamento e quindi facilitando l’autoestinzione dell’arco stesso

100

150

200TENS IONE DI NEUTRO A LL’ESTINZIONE DEL GUASTO


-150

-100

-50

0

50


0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50t[s]-200

150

Neutro isolatoCompensazione con solo bobina

Compensazione con bobina + resistenza

si riduce la sovratensione all’eliminazione del guasto sia per entità che per durata (costante di tempo)

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Guasto a terra intermittente


Ui = tensione di re-innesco Umax = sovratensione transitoria

La messa a terra del neutro con impedenza accordata riduce notevolmente la possibilità che l’arco si mantenga per tempi prolungati o si riadeschi.

RIADESCAMENTO DEL GUASTOGuasto a terra intermittente

L’estinzione degli archi elettrici in aria dipende dalla •corrente d’arco•tensione di ristabilimento che si stabilisce sull’arco stesso

La probabilità di auto-estinzione dell’arco è molto elevata anche in condizioni di compensazione non esatta.


Si può assumere che per correnti d’arco inferiori a 50 A la probabilità di autoestinzione con neutro compensato tramite bobina + resistenza sia sempre maggiore del 95%.

20

Bobina Petersen: Bobina fissa

•La bobina deve essere accordata facendo riferimento a una data condizione di rete

•Deve essere previsto il campo di variazione della Iguasto e verificata la compatibilità con il sistema delle protezioni

•In occasione di significative modifiche all’assetto di rete, intervento sull’impianto per modificare, a vuoto, il valore della reattanza della bobina


(Dal punto di vista costruttivo, il reattore è una semplice bobina, senza colonna magnetica interna, ma con cornice magnetica esterna per la richiusura del flusso. Cambiando il numero delle spire inserite, cambia il valore della reattanza)

Bobina Petersen: Bobina mobile

•La variazione di reattanza è continua ed ottenuta tramite un sistema di controllo denominato “analizzatore di neutro” (DAN)

•E’ comunque possibile avere condizioni transitorie di rete non accordata (durante i guasti, con la perdita di linee si ha la perdita dell’accordo)

(Dal punto di vista costruttivo, il reattore è formato da una bobina al cui interno si trova una colonna di materiale ferromagnetico spezzata in due


interno si trova una colonna di materiale ferromagnetico, spezzata in due semicolonne distanziate a formare un consistente traferro. Un azionamento motorizzato consente di agire sulle semicolonne diminuendo o aumentando il traferro e quindi la reattanza della bobina)

21

Bobina Petersen: Schema costruttivo bobina


Bobina Petersen: regolatore


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La funzione del dispositivo analizzatore di neutro (DAN) èla regolazione automatica del grado di accordo tra la reattanza di una bobina mobile di messa a terra del neutro

DAN - Dispositivo Analizzatore di Neutro

e la capacità omopolare della rete MT alla quale è collegata.

L’analizzatore di neutro deve funzionare anche in reti caratterizzate da un piccolo grado di dissimmetria.

L’ li t di t ò i i tt t l


L’analizzatore di neutro può iniettare una corrente sul circuito omopolare e successivamente rilevare la tensione omopolare corrispondente.

L’iniezione di corrente non deve provocare interventi intempestivi del sistema di protezione.


Solo la protezione di massima tensione omopolare può essere influenzata, ma è sufficiente limitare l’iniezione di corrente a valori tali che il prodotto Rp·I sia inferiore ad esempio a 2 V.

Le protezioni direzionali di terra wattmetriche non sono


influenzate poiché la corrente omopolare in tutte le linee risulta essere sempre a 90° in anticipo rispetto alla tensione omopolare

23


1 4

1.6

1.8

2Rete 400 A - Corrente inie tta ta I=0.4 A

Rp =1000 Ohm Rp =1000 Ohm

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

Vom

op

p

Rp =500 Ohm

Rp =200 Ohm

p


Curve di tensione omopolare rilevabili a seguito della iniezione di corrente

-0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 10

0.2

Errore nella com pensazione [p.u.]

il dispositivo analizzatore di neutro è un automatismo che misura lo stato di compensazione della rete MT.

DAN - DV927 + DV929


p

In funzione del valore di V0 letto sa se deve aumentare o diminuire il livello di compensazione della bobina di accordo variandone tramite un servomotore la distanza del traferro

24

ASSN - DV943

L’automatismo di selezione dello stato del neutro coordina lo stato del sistema “b bi di d ”


“bobina di accordo”.

Comanda gli IMS durante le fasi di chiusura del congiuntore sbarra MT.

Pilota la mappatura delle protezioni DV 901/A2 NC

Disciplina lo stato delle R in parallelo alle bobine

Bobina di Accordo - Sistemi di potenza

Interruttore shunt:Interruttore shunt: rete MT con Irete MT con IEE< 80A e numero guasti < 80A e numero guasti t it i f i i b MT 20t it i f i i b MT 20

Criteri di scelta per l’installazione della bobina

transitori monofasi per semisbarra MT > 20transitori monofasi per semisbarra MT > 20

Bobina mobile:Bobina mobile: rete MT con Irete MT con IEE > 80A e numero guasti > 80A e numero guasti transitori monofasi per semisbarra MT > 20transitori monofasi per semisbarra MT > 20

Bobina fissa:Bobina fissa: rete MT con Irete MT con IEE > 300A e necessità di limitare il valore e la > 300A e necessità di limitare il valore e la durata delle sovratensioni successive al guasto in durata delle sovratensioni successive al guasto in relazione alle caratteristiche dei componenti della reterelazione alle caratteristiche dei componenti della rete

R.Turri – Esercizio del neutro nelle reti MT, Corso di Progettazione di Sistemi elettrici industriali

relazione alle caratteristiche dei componenti della rete relazione alle caratteristiche dei componenti della rete

25

Bobina Petersen: schemi unifilari di inserzione


Collegamento al centro stella deltrasformatore AT/MT

Collegamento con reattoreformatore di neutro

a zig - zag

Collegamento al centro stella del trasformatore


R0 CRETE

3 Xbobina

LμX0

• Soluzione da realizzare per reti con IE < 300A


• Accordo difficoltoso della bobina (Ro e Xo non sono costanti)

• Possibili scatti intempestivi della protezione VoMAX alla messa in servizio del TR

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SCHEMA COMPLESSO MESSA A TERRA

Trasformatore formatore di neutro



Collegamento tramite “Formatore di neutro”


R0 X0 Lμ

Z0 Zig-Zag

3·Zbobina

CRETE

• Soluzione da realizzare per reti con IE > 300A


• Reattanza alta alle sequenze diretta e inversa e piccola e costante alla omopolare

• Nessuno scatto intempestivo alla messa in servizio del Trasformatore

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Modalità di compensazione

La reattanza omopolare in serie alla bobina è costante perché pari


La reattanza omopolare in serie alla bobina è costante perché pari

alla reattanza di corto circuito del trasformatore zig-zag

X bobina = 1/3 * ( X C rete - X 0 zig-zag )


( C rete 0 zig zag )

• esistono due tipologie diverse

Bobina di accordo


p g– fissa, con 7 prese di regolazione (escursione ± 30%),

manovrabili in assenza di tensione,– mobile, regolabile continuamente sotto-carico

(attraverso un traferro variabile mediante un servo-motore)

• taglie da 150 A a 300 A


• taglie da 150 A a 300 A

• inserita tra il reattore formatore di neutro e l’impianto di terra della Cabina Primaria

28

Resistenza parallelo

• inserita in parallelo alla bobina di accordo di tipo fisso, tramite sezionatore motorizzato (immerso in olio e azionato da


sezionatore motorizzato (immerso in olio e azionato da automatismi di controllo)

• inserita su un circuito ausiliario alimentato a 500 V tramite accoppiamento induttivo con la bobina di accordo di tipo mobile.

aumenta la componente attiva della corrente nella linea MT


• aumenta la componente attiva della corrente nella linea MT affetta da guasto (garantendo il sicuro intervento delle protezioni direzionali di terra)

• favorisce l’auto-estinzione degli archi a terra

Resistenza serie


• inserita in serie tra la bobina di accordo e l’impianto di terra della Cabina Primaria

• limita la durata della componente uni-direzionale nella corrente omopolare di guasto e quindi anche la saturazione dei TA toroidali che alimentano la protezione direzionale di terra


29

Caratteristiche tecniche bobina mobile



Il TR AT/MT unificato rende disponibile il centro stella d ll’ l i t MT

Bobina Petersen

dell’avvolgimento MT.

A tale passante viene collegato il cavo che tramite IMS si connette alla bobina.


30

Bobina Petersen

IMS e quadro di comando esterno.


Serve al collegamento della bobina con il neutro del trasformatore AT/MT

Bobina di accordoComplesso costituito da una reattanza a traferro variabile, resistenze di potenza e automazioni varie, tra le quali un motore atto alla variazione

Bobina Petersen

un motore atto alla variazione del traferro


bobina peterson

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