presentazione en 62271-200 - perindps.it · lo standard di riferimento per i quadri mt (1-52 kv)...

Università di GenovaDipartimento Ingegneria Elettrica

MAI LabMeasurement & Automation forIndustry

Convegno

IL QUADRO DI MEDIA TENSIONEALLA LUCE DELLA NUOVANORMA CEI EN 62271-200

Paolo PincetiDipartimento Ingegneria ElettricaUniversità di [email protected]

Pag. 2 apr-07 Power Transmission and DistributionAutore: Paolo Pinceti


MAI LabMeasurement & Automation forIndustry PROGRAMMA

Schemi tipiciGestione degli assetti Automatismi

1 - Configurazione del quadro

Le denominazioni della IEC 60298Le categorie della EN 62271-200 Esempi di quadri in involucro metallicoTipologia di interruttori

2 - Scelta del tipo di quadro

Parametri di funzionamento nominaliCorrenti di cortocircuito Tenuta arco interno

3 - Criteri di dimensionamento

Prove di tipoProve individuali Post commissioning

4 – Verifiche e prove

Sistema di protezioneSupervisione e controlloMisure e Power Quality

5 – Protezione e controllo

Domande e Risposte



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Perchè parlare della EN 62271-200 ?

Lo standard di riferimento per i quadri MT (1-52 kV) passa dalla IEC 60298 alla EN 62271-200 “Apparecchiatura prefabbricata con involucro metallico per tensioni da 1 a 52 kV” che introduce:

- nuove definizione e classificazione delle apparecchiature

- classi di arco interno e relative prove

La 62271-200 va letta insieme alla EN 60694 “Prescrizioni comuni per l’apparecchiatura di manovra e di comando ad alta tensione” (del 1996 con V1 del 2002).

La 62271-200 è in vigore dal febbraio 2007febbraio 2007 !



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry La famiglia della EN 62271

-1 Common Specifications-2 Seismic qualifications for rated voltages 72,5 kV and above-100 HV alternating current circuit breakers-101 Synthetic testing-102 HV AC disconnectors and earthing swithces-103 Switches for rated voltages above 1 kV and less than 52 kV-104 Switches for rated voltages of 52 kV and above-105 AC switch-fuse combination-106 AC contactors and contactor-based motor-starters-107 AC switchgear-fuse combinations-108 Switchgears having combined functions-109 Series capacitors by-pass switches-200 AC metal-enclosed switchgears and controlgears (1-52 kV)-201 Insulation-enclosed switchgear for rated voltages up to 52 kV-202 HV/LV prefabricated substations-203 GIS for rated voltages above 52 kV-204 HV gas insulated transmission lines (72,5 kV and above)



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry I vantaggi della EN 62271-200 ?

- Standard univoco e dettagliato per specificare le caratteristiche dei quadri

- Denominazioni e specifiche non ambigue

- Allineamento automatico delle diverse offerte

- Caratteristiche di sicurezza chiaramente definite e provate

- Garanzia dello stato dell’arte per quanto attiene la sicurezza

- Continuità nel tempo delle forniture



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Schemi tipici per quadri MT

In Italia si hanno circa 26.000.000 di utenti in BT, 100.000 in MT100.000 in MT e 600 in AT (circa). I consumi energetici sono suddivisi in:

- industria 53 %- domestico 22 %- terziario 23 %- agricoltura 2 %

Le perdite di trasmissione sono circa 8 % dell’energia venduta.

Regola n.1: Conoscere l’utenza




categoria caratteristiche alimentazione

ordinari la mancanza di alimentazione non comporta situazioni di pericolo o gravi disagi

unica sorgente

preferenziali l’alimentazione elettrica condiziona la produzione industriale, ma non la sicurezza di persone o impianti

normale + riserva

privilegiati [1] l’alimentazione elettrica condiziona la sicurezza delle persone e degli impianti

normale + sicurezza

[1] le alimentazioni di sicurezza sono considerate dalla CEI 64-8

Regola n.2: Classificare l’utenza




Uno schema complesso nasce come combinazione di schemi elementari e ne mutua vantaggi e difetti

- L’affidabilità di uno schema è direttamente correlata al concetto di ridondanza, a sua volta associato a quello di indipendenza dei circuiti

- La ridondanza può essere di sorgente, di quadro, di linea, di utenza

Esistono diversi tipi di indipendenza:indipendenza descrizione

funzionale due alimentazioni sono separate durante il funzionamento normale (sezionatori, bus-tie,..)

in manutenzione l’accessibilità ad una parte di impianto deve essere garantita in condizioni di sicurezza

sotto guasto nono devono esistere guasti di modo comune, che possano causare il fuori servizio di entrambi i sistemi

per eventi esterni i sistemi devono essere indipendenti in condizioni di incendio, esplosione, allagamenti,...




RADIALE SEMPLICE

DO

RSA

LE




RADIALE DOPPIO COMPLETOSeparazione completa, comprese le utenze

coordinamento col processo

RADIALE DOPPIO COMPLETOSeparazione completa, utenze singole commutazione a livello di utenza poco utilizzato




RADIALE DOPPIO TIPICOSono ridondate le sorgenti di alimentazione e le sbarre del quadro di distribuzioneNON sono ridondate le linee di alimentazione verso le utenze

Ga GbGemSCHEMA 1/nMolto usato per alimentazioni di emergenzaRiduce il numero di interruttori rispetto al doppio radiale tipico

Schemi tipici per quadri MT




AD ANELLOSono ridondate le linee, e possono esserlo le sorgenti di alimentazione.Solitamente l’anello è gestito aperto.

L’esercizio è condizionato dall’utilizzo di interruttori o sezionatori.




Ga Gb

Bus A

Bus B

Ga Gb

Bus A

Bus B

Schemi tipici per quadri MT

DOPPIA SBARRACrea due sistemi indipendenti (a meno del congiuntore sbarre)

Doppio Interruttore

Con Sezionatori




Un sistema complesso nasce combinazione di piùsotto-sistemi semplici.

Radiale Semplice

Ad AnelloRadiale Doppio



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Gestione degli assetti

Per impianti articolati devono essere definiti, oltre lo schema, gliASSETTI DI FUNZIONAMENTO in condizioni:- di normale servizio,- di manutenzione,- di guasto.

Ga Gb Ga Gb Ga Gb

2 sorgenti separate 1 sorgente in parallelo

Un semplice schema radiale doppio ha 23= 8 possibili assetti di funzionamento(riconducibili a 3 validi)




La scelta dell’assetto di funzionamento condiziona:- le correnti di cortocircuito (e quindi il dimensionamento dell’interosistema elettrico alimentato),

- il sistema di protezioni,- la qualità dell’alimentazione (disponibilità).

20 kVIcc= 10 kA

400 V

1250 kVAVcc= 6%

28,4 kA 28,4 kA

20 kVIcc= 10 kA

400 V

1250 kVAVcc= 6%

53,7 kA




I>I>

I>I>TR

ASC

INAM

ENTO

SCATTO

OFFON

I>I>

I>I>

SCATTO

SCATTO SCATTO

OFFOFF

Gestione degli assetti

INTERVENTO PROTEZIONIINTERVENTO PROTEZIONI

ASSETTO SEPARATOASSETTO SEPARATO ASSETTO IN PARALLELOASSETTO IN PARALLELO




DISPONIBILITADISPONIBILITA’’ DELLDELL’’ALIMENTAZIONEALIMENTAZIONE

λ = frequenza di guasto (volte/anno) = 1/MTBFρ = durata del guasto (ore/guasto)

CEI EN 61078 “Tecniche di analisi relative alla fidatezza – Diagramma a blocchi”MIL Std. 756B “Reliability modeling and predictions”

λ1, ρ1 λ2, ρ2

λs = λ1 + λ2

ρs = (λ1ρ1+λ2ρ2)/(λ1+λ2)

λsρs = λ1ρ1 + λ2ρ2

λ1, ρ1

λ2, ρ2

λp = λ1λ2 (ρ1+ρ2) / 8760

ρp = ρ1ρ2/(ρ1+ρ2)

λpρp = (λ1ρ1) (λ2ρ2) / 8760

SERIES PARALLEL



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Automatismi

DEFINIZIONE DELLE SEQUENZE per:DEFINIZIONE DELLE SEQUENZE per:- RIPRISTINO ALIMENTAZIONE A SEGUITO DI GUASTO- RITORNO IN CONFIGURAZIONE NORMALE- CAMBIO DI CONFIGURAZIONE

Relè di protezione e controllo

PLCPLC

SCADASCADAPROTEZIONIPROTEZIONI



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Automatismi

EN 61131EN 61131--3 Programming languages /3 Programming languages /Industrial Control Programming Industrial Control Programming ((PLCopenPLCopen))

LD A

ANDN B

ST C

LD A

ANDN B

ST C

ANDA C

B

ANDA C

B

A B C

-| |--|/|----------------( )

A B C

-| |--|/|----------------( )

C:= A AND NOT BC:= A AND NOT B

Instruction List

Structured Text

Function Block Diagram

Ladder Diagram



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry La scelta del tipo di quadro EN 62271

Per la IEC 60298 tutti i quadri elettrici metallici sono: “METAL ENCLOSEDMETAL ENCLOSED” (in

italiano “QUADRO PROTETTO”).Se vi è una separazione metallica tra il vano sbarre, il vano cavi, ed il vano interruttore, allora prendono il nome di “METAL CLADMETAL CLAD”

(in italiano “QUADRO BLINDATO”.

INTERRUTTORE

BARRE

CAVICon la EN 62271-200 queste denominazioni

SPARISCONO!SPARISCONO!e vengono utilizzate definizioni di tipo

funzionale, legate alle prestazioni del quadro oltre che alle sue caratteristiche costruttive.



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Definizione di ACCESSIBILITA’

I compartimenti che costituiscono un quadro sono suddivisi in 4 categorie:

- ACCESSIBILE CONTROLLATO DA UN DISPOSITIVO DI INTERBLOCCOACCESSIBILE CONTROLLATO DA UN DISPOSITIVO DI INTERBLOCCO: non occorrono attrezzi, gli interblocchi consentono l’accesso solo quando privo di tensione e collegato a terra;

- ACCESSIBILE SECONDO PROCEDURAACCESSIBILE SECONDO PROCEDURA: dispositivi di blocco (ad es. lucchetti) e procedure operative;

- ACCESSIBILE MEDIANTE ATTREZZOACCESSIBILE MEDIANTE ATTREZZO: necessita di attrezzi per essere aperto. Da non aprirsi per normali operazioni manutentive;

- NON ACCESSIBILENON ACCESSIBILE: non è previsto che venga aperto, e l’apertura può compromettere l’integrità del compartimento (ad es. quadri GIS).



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry LOSS OF SERVICE CONTINUITY

Categoria di perdita della continuità d’esercizio „LLoss of SService CContinuity Category“

Definisce la possibilità di mantenere sotto tensione altri compartimenti o unità funzionali quando un compartimento di accesso al quadro è

aperto.............

Per classificare il concetto di continuitàd’esercizio durante gli interventi

di manutenzione e controllo è stata introdotta la categoria

LSC




tutte le altre unità e anche l’arrivo o la partenza dell’unità aperta rimangono sotto tensione (vecchio Blindato)LSC 2B

le altre unità rimangono sotto tensione ma deve essere esclusa dal servizio la linea che fa capo all’unitàdel vano aperto (vecchio Protetto)

LSC 2ALSC 2 continuità di servizio durante la manutenzione

occorre mettere fuori servizio altre unità del quadro: continuità di servizio esclusa durante la manutenzione

LSC 1 Nessuna continuità di servizio durante la manutenzione

Quando un vano di un quadro in involucro metallico viene aperto per eseguire manutenzione o controllo………..

Categoria di perdita della disponibilità d’esercizio( „Loss of Service Continuity Category“ )

tutte le altre unità e anche l’arrivo o la partenza dell’unità aperta rimangono sotto tensione (vecchio Blindato)LSC 2B

le altre unità rimangono sotto tensione ma deve essere esclusa dal servizio la linea che fa capo all’unitàdel vano aperto (vecchio Protetto)

LSC 2ALSC 2 continuità di servizio durante la manutenzione

occorre mettere fuori servizio altre unità del quadro: continuità di servizio esclusa durante la manutenzione

LSC 1 Nessuna continuità di servizio durante la manutenzione

Quando un vano di un quadro in involucro metallico viene aperto per eseguire manutenzione o controllo………..

Categoria di perdita della disponibilità d’esercizio( „Loss of Service Continuity Category“ )

LOSS OF SERVICE CONTINUITY




( Partitions metallic )( Partitions non-metallic; i = insulating material )

( Partitions metallic )( Partitions non-metallic; i = insulating material )

LSC2A-PI

LSC2B-PILSC1 PI LSC1 PM

LSC2A-PM

LSC2B-PM

PMPI

Tutte le segregazionitra i vani

interni al quadrosono metalliche

Anche solo una dellesegregazioni

tra i vaniinterni al quadro

è in materiale isolante

La nuova CEI EN 62271 prevede prove specifiche per garantire le necessarie caratteristiche di tenuta delle segregazioni isolanti.

In servizio la naturale perdita di rigidità dielettrica dell’isolante, il deposito di pulviscolo e l’effetto dell’umidità, riducono le caratteristiche dielettriche complessive provate in fabbrica.

Le segregazioni metalliche sono quindi più affidabili di quelle isolanti.





LSC

LSC1

LSC2

LSC1 PI

LSC1 PM

LSC2A

LSC2B

LSC2A-PI

LSC2A-PM

LSC2B-PI

LSC2B-PM

MANUTENZIONE:

SERVIZIO INTERROTTO

MANUTENZIONE:

Continuitàd’esercizio





I quadri isolati in GAS non hanno LSC

I quadri isolati in GAS sono

NON ACCESSIBILI ed

ESENTI DA MANUTENZIONE





AIS „Parzialmente segregato“ (vecchio “protetto”)

Accessibilità delle parti segregate• Sbarre: utilizzo di attrezzi• Sezionatore : non accessibile• Int: protetto da blocchi• Cavi: protetto da blocchi

Categoria di perdita della continuitàd’esercizio

•Categoria LSC 2A

•Pareti intermedie e segregazioni• Classe PM (metalliche)

Esempi di classificazione LSC




Accessibilità delle parti segregate• Sbarre: utilizzo di attrezzi• Int: protetto da blocchi• Cavi: protetto da blocchi


• Interruttore LSC 2B (estraibile)

• Cavi LSC 2B

Pareti intermedie e segregazioni• Classe PM (metalliche)


2 A (asportabile)



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Esempi di classificazione LSC

„ Segregato metallicamente“ (vecchio blindato)

Accessibilità delle parti segregate• Sbarre: utilizzo di attrezzi• Sezionatore

e ES: non accessibili•Int: protetto da blocchi, esente da

manutenzione• Cavi: protetto da blocchi


•Categoria LSC 2B

•Pareti intermedie e segregazioni• Classe PM (metalliche)

SF6




GIS „Segregato metallicamente“

Accessibilità delle parti segregate

• Sbarre: utilizzo di attrezzi

• Int.: non accessibile

• Cavi: utilizzo di attrezzi

Categoria di perdita della continuità d’esercizio• nessuna perdita ( accessibilità non necessaria perchéesente da manutenzione)

Pareti intermedie e segregazioni• Classe PM (metalliche)





G I S


LSC2A PI LSC2A PM LSC2B PM NESSUNAPERDITALSC2A PI LSC2A PM LSC2B PM NESSUNAPERDITA



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry La scelta del tipo di interruttore

VuotoVolume d’olio ridotto

SF6




E2

E1

M2

M1

Classe

Durata elettrica

Durata meccanica

Caratteristica

• Le parti d’interruzione del circuito principale non richiedono manutenzione

• Interruttore base diverso da E2

• 10.000 manovre• Manutenzione limitata

• 2.000 manovre, durata normale

Descrizione

E2

E1

M2

M1

Classe

Durata elettrica

Durata meccanica

Caratteristica

• Le parti d’interruzione del circuito principale non richiedono manutenzione

• Interruttore base diverso da E2

• 10.000 manovre• Manutenzione limitata

• 2.000 manovre, durata normale

Descrizione

C2

C1Probabilità di riadescamento durante le interruzioni di correnti capacitive

• Molto bassa• Testata con prove di tipo

• Bassa, testata con prove di tipo

C2

C1Probabilità di riadescamento durante le interruzioni di correnti capacitive

• Molto bassa• Testata con prove di tipo

• Bassa, testata con prove di tipo

Classificazione degli interruttori

EN 62271-100 HV alternating current circuit breakers




Olio ridotto (M1Olio ridotto (M1--EE22))

Dielettrico: Idrogeno presente (70%circa) nel gas ad alta pressione (>100bar) prodotto dalla decomposizione dell’olio in presenza di arco elettrico (circa 10.000°C)

Semplice ed economico

Pericolo di scoppio a causa dell’elevata pressione

Necessita di periodici controlli dell’olio a causa dei depositi carboniosi che si formano durante l’arco

La scelta del tipo di interruttore




SF6 SF6 esafloruroesafloruro di zolfo (Mdi zolfo (M22--E2E2--C2)C2)

Dielettrico: SF6

Gli atomi di fluoro tendono a catturare elettroni e a diventare ioni negativi. Gli elettroni liberi della zona d’arco sono catturati e sostituiti da ioni di fluoro che, possedendo una massa, hanno una velocità 185 volte inferiore.

Ottimo comportamento in M.T. e A.T. tranne che per correnti fortemente asimmetriche

Occorre garantire la tenuta del gas nel tempo

Prescritta manutenzione in fabbrica delle camere d’estinzione dell’arco dopo 10 anni anche in presenza di un limitato numero di manovre




Apertura contatti principali

Periodo d‘arco

Aperto

Chiuso

Interruttore in SF6




Barra colletrice, con contatto inserito

Coltello di sezionamento

Bobina di estinzione

Contatto di terra

Meccanismo di ritorno per leva di comando e alberino interruttore

Sistema con bobine di estinzione: Gas isolante e di estinzione SF6Funzionamento secondo legge di induzione ( I B F v),Estinzione con passaggio dallo zero di corrente

Interruttore in SF6 “ad arco rotante”

(M(M11--E2E2--C1)C1)




Dielettrico: Vuoto, vapori di rame e cromo

Durante l’arco i contatti riscaldano e rilasciano vapori di rame e cromo che permettono la formazione di una colonna conduttrice formata da elettroni e ioni positivi

Vuoto (Vuoto (M2M2--E2E2--C2)C2)

Arco diffuso:

È costituito da molti archi in parallelo che si spostano respingendosi.

Si verifica una bassa emissione di vapori e un elevata emissione di elettroni.

Al passaggio dallo zero cessa l’emissione di elettroni e l’arco si estingue




Interruttore Sotto vuotoInterruttore Sotto vuoto





Contatti in CuCr

Forma dei contatti

Parti principali

Ampolla in ceramicaFlangeProtezionePiastra metallicaContatti

Dati tecnici

Pressione interna 10-6 mbarDistanza dei contatti 6 to 20 mmResistenza di contatto 10 µOhm





VuotoCircuit-B reaker

Bassa tensione d’arco

Breve lunghezza d’arco

Breve tempo d’interruzione

Bassa energia d’arcoSF6

Oil

Vuoto

Breaking C urrent [kA]

Arc energy [kWs]

5040302010

∫ ⋅⋅=T

0

dtiuW ∫ ⋅⋅=T

0

dtiuW

0

200

400

600

800

1000

0




Quo

te d

i mer

cato

Vuoto

S F6

Deioniz. magnetica

Olio ridotto

Olio36

3328 26 24 18 16 14

1315

2020

22 22 22

1937

46 51 56 60 62 647

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1980 1982 1985 1988 1990 1993 1996 2000





Campo dCampo d’’impiego del vuotoimpiego del vuotoCortocircuito franco sul secondario del trasformatore

Tensione di ritorno al passaggio dallo zero con pendenza del fronte d’onda molto superiore a quanto richiesto dalle norme per le prove di interruzione

Apertura di trasformatori a vuoto: correnti induttive <20A

Può avvenire l’interruzione della corrente prima del passaggio dallo zero con conseguenti elevate sovratensioni (chopping)

Manovra su motori e reattanze

In fase d’avviamento o con rotore bloccato si possono creare sovratensioni a causa del ri-addescamento multiplo o dello strappamento di correnti virtuali. L’interruttore può essere equipaggiato con un limitatore di sovratensione





Manovre su batterie di condensatori e linee a vuoto

La corrente d’inserzione delle batterie di condensatori ha un valore e una velocità di salita elevata (corrente transitoria ad alta frequenza) .

Le parti mobili degli interruttori possono essere rallentate durante la chiusura e portare alla formazione di sovratensioni e all’usura dei contatti.

Negli interruttori in vuoto il fenomeno è trascurabile perché i contatti sono piatti e la loro distanza è breve (8-14mm).

Negli interruttori in SF6 il fenomeno è importante perché i contatti sono striscianti e più distanti (80mm). È opportuno prevedere l’utilizzo di bobine atte a smorzare il fenomeno.

Campo dCampo d’’impiego del vuotoimpiego del vuoto




Manovre su trasformatori da forno

Si richiede di interrompere anche 100 volte al giorno correnti che variano dalla corrente a vuoto al doppio della nominale

Campo dCampo d’’impiego del vuotoimpiego del vuoto

Manovre su sistemi di trazione

I sistemi monofasi utilizzati per la trazione presentano, rispetto ai normali sistemi trifasi, tempi più lunghi tra i successivi passaggi della corrente dallo zero. L’arco dura di più, l’energia prodotta èmaggiore e di conseguenza l’interruttore invecchia precocemente




++++Manovre su sistemi di trazione

NO+++Manovre su trasformatori da forno

Necessarie bobine di smorzamento per gli int. in gas

Correnti transitorie a frequenza elevata

-++Manovre su batterie di condensatori e linee a vuoto

Possibile equipaggiamento con limitatore di sovratensione per vuoto e gas

Sovratensioni a causa del riaddescamentomultiplo

-+

Manovra su motori e reattanze: in fase d’avviamento o con rotore bloccato

Correnti strappate: sovratensioni

+++++Apertura di trasformatori a vuoto: correnti induttive <20A

Forte pendenza del fronte d'onda+++

Cortocircuito franco sul secondario del trasformatore

AccorgimentiCriticitàGasVuoto





Man

ovre

am

mis

sibi

li

0

2

1 3

Corrente di interruzione

16 kA20

25

10.000

80

5035

10

1

Elevato numero di manovre elettriche

A causa della limitata abrasione dei contatti la corrente nominale può essere interrotta fino a 30.000 volte e la corrente di corto circuito fino a 100 volte, spesso oltre.

Durata dell’arco sempre inferiore a15 ms, tensione d’arco tra 20 e 200 V max.




Interruttore estraibile




Interruttore asportabile




Interruttore fisso isolato in GAS



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Scelta dei valori nominali del quadro

1 Caratteristiche di sistema

• Tensione [kV]

• Frequenza [Hz]

• Numero di fasi

• Messa a terra del neutro




2 Condizioni di servizio (EN 60694)

Scelta dei valori nominali del quadro




3 Caratteristiche costruttive• Classe del diaframma [PM/PI] • Estraibilità [SI/NO]• Categoria LSC [1/2A/2B] – NESSUNA (GIS)• Tensione nominale [3.6/7.2/12/17.5/24/36]• Livello di isolamento (EN 60694)

Scelta dei valori nominali del quadro




4 Correnti• Termica Ir• di Breve Durata Ik

Durata di cortocircuito tk• di Picco Ip

11.25

1.62

2.53.15

46.3

8

x 10n

Correnti di dimensionamento del quadro



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Correnti di dimensionamento del quadro

11.25

1.62

2.53.15

46.3

8

x 10n

0.5123

s

Nota: occorre definire la Ik e la Ip anche per il circuito di terra

Ip = 2.5 Ik @50 Hz




IEC 60909

Correnti di cortocircuito

La componente AC dellacorrente di cortocircuitoè costante nel tempo



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Correnti di cortocircuito

Il transitorio iniziale è regolato dalla costante di tempo subtransitoria (AC) e dalla c.d.t. della componente continua (DC).



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Correnti di cortocircuito

Determinazione della Ik di prova secondo IEC 60694



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Tenuta arco interno (IAC)

IACIACInternal

Arc Classified

La classificazione “IAC” si applica a quadri che devono soddisfare requisiti di sicurezza riguardo la protezione

delle persone in caso d’arco interno.

I requisiti devono essere attestati da adeguate prove.

Ieri

Condizioni di prova da concordare

Oggi

Condizioni di prova stabilite dalla norma

Risultato confrontabile: prova superata o non superata




Quando richiedere la classificazione IAC

Classificazione dell’ambiente




Tipi di guasto interno e provvedimenti per ridurne la probabilità




Tipi di guasto interno e provvedimenti per ridurne la probabilità

Tenuta arco interno (IAC)




Definizione dei lati del quadro

Esempi di classificazione IAC




Quadro da testare completamente equipaggiato

Due unità funzionali

Prova in ogni vano dell’unità che termina il quadro

Durata 1 / 0,5 / 0,1 s

SF6 può essere sostituito con aria

Ricerca del punto d’innesco e direzione dell’arco

Prove per IAC

Regole per l’esecuzione delle prove




60 cm

10 cm

80 cmoppure10 cm

Simulazione del locale

La distanza alla quale porre i rivelatori dipende dall’ambiente(A o B)

Prove per IAC



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Prove per IAC

Indicatori per la valutazione degli effetti termici dei gas

Paul Creton (1640)

BATISTATessuto leggero in puro cotone ad armatura tela. A volte lo si trova in commercio in mischia con piccole percentuali di poliestere o viscosa che gli conferiscono una maggiore lucentezza. trasparente e , nello stesso tempo, sostenuto, è un tessuto molto fresco, ideale per la confezione di camicette ed abiti eleganti, di cui valorizza i tagli particolari



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Prove per IAC

Criteri di accettazione




Criteri di accettazione

Prove per IAC




Passaggio impedito dell’arco in altri vani

Prove per IAC

La non propagazione dell’arco interno tra idiversi vani del quadro NON è richiesta dalla EN 62271-200, ma è garanzia di:- limitazione dei danni,- rapidità di ripristino del servizio.



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Misura delle scariche parziali

TreeingScariche superficiali

Micro-cavità

Le scariche parziali sono micro-scariche che avvengono nei materialiisolanti quando sono sollecitati in tensione.

Le scariche parziali sono le principali cause di invecchiamento dei materiali isolanti organici.




Neutro isolato o a terra Neutro a terra




Ur

1.1 x Ur

1.3 x Ur10 s

ESECUZIONE MISURE



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Prove di tipo

EN 62271-200 (specifica per quadri MT) EN 60694 (generica)



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Prove di tipoPR

OVE

DI T

IPO

OB

BLI

GA

TOR

IE

SEM

PRE

SE A

PPLI

CA

BIL

I



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Prove di tipo

PRO

VE D

I TIP

O F

AC

OLT

ATI

VE



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Prove individuali

6069

462

271-

200



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Prove dopo l’installazione

Applicare 80% dei valori di tensione in tabella a ciascunconduttore di fase con gli altri conduttori di fase messia terra successivamente.

Uprova

N.B. SCOLLEGARE I TV!



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Prove dopo l’installazione

Rea

lizza

te d

al c

ostr

utto

re s

econ

do p

ropr

ia p

roce

dura




Vani ChiusiVani Chiusi: montaggio e manutenzione in cantiere lavorando con il gas

Vani Sigillati:Vani Sigillati: nessun lavoro con il gas in cantiere

1301*10-50,10%Valori secondo lo stato dell’arte

30-403*10-50,30%Valori secondo IEC 60694 Contenitori sigillati

131*10-41,00%Valori secondo IEC 60694 Contenitori chiusi (con guarnizioni)

Tenuta teorica in

anni

Perdita assolutambar*l/s

Perdita relativa

1301*10-50,10%Valori secondo lo stato dell’arte

30-403*10-50,30%Valori secondo IEC 60694 Contenitori sigillati

131*10-41,00%Valori secondo IEC 60694 Contenitori chiusi (con guarnizioni)

Tenuta teorica in

anni

Perdita assolutambar*l/s

Perdita relativa

Prove dopo l’installazione




Gli

Gli

anni

anni

7070SCADA



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry SCADA

Gli

Gli

anni

anni

8080



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry SCADA

Gli

Gli

anni

anni

9090




FunzionalitFunzionalitàà base degli SCADAbase degli SCADA

-- SupervisioneSupervisione-- ControlloControllo-- MisureMisure-- TrendTrend-- Gestione EventiGestione Eventi-- Gestione AllarmiGestione Allarmi

FunzionalitFunzionalitàà personalizzate dello SCADApersonalizzate dello SCADA-- Sequenze e AutomatismiSequenze e Automatismi

SCADA



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Intelligent Electrical Device

Relè convenzionali- 2 contatti di scatto

Relay digitali:- ≈1.200 dati




Nello SCADA un IED diventa unNello SCADA un IED diventa unoggetto VIRTUALEoggetto VIRTUALE

Un IED Un IED èè caratterizzato dallcaratterizzato dall’’insieme delle informazioni che può insieme delle informazioni che può produrre o consumare, chiamati produrre o consumare, chiamati PROFILO.PROFILO.

Dati del Costruttore

Tarature

Funzioni

Registrazione eventi

OscilloperturbografiaLogiche

Diagnostica

Misure

Intelligent Electrical Device




un sistema di automazione moderno un sistema di automazione moderno èè una rete informativa sulla quale insistono nodi specializzatiuna rete informativa sulla quale insistono nodi specializzati

Architettura SCADA



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Protocolli di comunicazione

Standard Industriali:MODBUS (1979)

7 Application

6 Presentation

5 Session

4 Transport

3 Network

2 Data Link

1 Physical

Protocol Modbus/Jbus- Read/Write variables (bits, words, Inp/Out)- Diagnostic- Traffic historical archiving

Router (to drive the address to the physical device)

Master/Slave accessFrame control with CRCTwisted pair, max 19.200 baudsi RS232/RS485/Current Loop

7 Application

6 Presentation

5 Session

4 Transport

3 Network

2 Data Link

1 Physical

Services of Modbus Plus:- all the Modbus services- global database- peer cop

Token Passing bus – IEEE 802.4

RS485/Current Loop

7 Application

6 Presentation

5 Session

4 Transport

3 Network

2 Data Link

1 Physical

Modbus services:- Read/Write variables (bits, words, Inp/Out)- Diagnostic- Traffic historical archiving

TCP

Ethernet II or LLC IEEE 802.2MAC IEEE 802.3

CSMA-CDISO 8802.3

IP

Program uploading/downloading-




Standard Industriali:DNP3 (Harris, ‘80)

Max. payload: 250 bytes

Protocolli di comunicazione




La IEC 60870 La IEC 60870 èè suddivisa in sei suddivisa in sei parti che definiscono tutti gliparti che definiscono tutti gliaspetti di un sistema di aspetti di un sistema di automazione.automazione.

Attualmente la norma si aggiraAttualmente la norma si aggiraSu 35 fascicoli.Su 35 fascicoli.

La IEC 60870 prevede lLa IEC 60870 prevede l’’utilizzo utilizzo di RTU per ldi RTU per l’’interfaccia con ilinterfaccia con ilCampo.Campo.


Protocolli di telecontrollo6

Protocolli di trasmissione5

Requisiti di prestazione4

Interfacce3

Condizioni di funzionamento

2

Considerazioni generali1

Parte

Protocolli di telecontrollo6

Protocolli di trasmissione5

Requisiti di prestazione4

Interfacce3

Condizioni di funzionamento

2

Considerazioni generali1

Parte




IED#1

IED#2

IED#3

IED#n

SUPERVISIONCOMPUTER





Un IED è una COLLEZIONEdi Nodi Logici, resi disponibilicon un modello di comunicazioneClient/Server

LN1 LN5

LN6

LN7

LN8

LN4

LN3

LN2



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Misure e Power Quality



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Misure e Power Quality

TRANSITORI ANALISI GUASTI

ANALISI DEI DISTURBI ANALISI

FASORIALE



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Riepilogo

Il tema della serata sono stati i quadri elettrici in Media Tensione alla luce della nuova EN 62271EN 62271--200200.

- Definizione del tipo di accessibilità degli scomparti- Definizione della Loss of Service Continuity (LSC)

- Definizione del tipo di partizioni interne

- Definizione della Classificazione per Arco Interno (IAC)- Definizione del tipo di interruttore

Le novità per i progettisti sono:




Abbiamo parlato anche di:

- Mezzi di interruzione- Quadri isolati in gas (GIS)

- Protezioni intelligenti

- SCADA- Protocolli di comunicazione

- Scelta dello schema del quadro

Riepilogo



MAI LabMeasurement & Automation forIndustry Un’ultima norma per finire….

ANSI K100ANSI K100.1.1 (1974)(1974)

Buona serata a tutti !

presentazione en 62271-200 - perindps.it · lo standard di riferimento per i quadri mt (1-52 kv)...

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