A. Ferrero Politecnico di Milano Dipartimento di Elettrotecnica CESI 1 Modelli per gli scenari del...

A. FerreroPolitecnico di Milano

Dipartimento di Elettrotecnica CESI1

Modelli per gli scenari del sistema elettrico italiano Walter Grattieri

Il sistema italiano della qualità della tensione sulle reti MT: struttura, funzionalità e qualità della misura

Qualità della tensione nelle reti elettriche in Italia: il sistema italiano di monitoraggio delle reti MT

3 luglio 2006, Milano

A. FERRERO

Politecnico di MilanoDipartimento di Elettrotecnica


Dipartimento di Elettrotecnica

Qualità della misura – Indice presentazione

• Dove e cosa misurare

• I dispositivi di misura

• L’Apparecchiatura di Misura

• I trasduttori

• Incertezza

• I trasduttori: un problema aperto

• Uno sguardo al futuro

• Contratti per la qualità?

• Problematiche aperte



Dove misurare?

• AT

• MT

• BT

• Problematiche sufficientemente note e monitorate

• Altri progetti di monitoraggio in corso

• Problemi di PQ più diffusi e diversificati• Minori problemi di misura• Necessità di monitorare un elevato numero

di nodi per avere risultati significativi

• Molti problemi di PQ si originano in MT• Necessità di monitorare un minor numero di

nodi per avere risultati significativi• Maggiori problemi di misura

• Maggior esperienza



Cosa misurare

• Ampiezza e variazione della tensione di alimentazione

• Flicker

• Buchi di tensione

• Interruzione della tensione di alimentazione

• Squilibrio della tensione

• Armoniche – tensione

• Armoniche – corrente (solo per installazioni presso i clienti finali)



Cosa misurare

• Ampiezza e variazione della tensione di alimentazione

• Flicker

• Buchi di tensione - durata > 100 ms

• Interruzione della tensione di alimentazione


• Armoniche – tensione

• Armoniche – corrente (solo per installazioni presso i clienti finali)



I dispositivi di misura

• Entrambi contribuiscono alla qualità della misura

• Non possono essere trascurati i contributi all’incertezza



L’Apparecchiatura di Misura

• E’ basata sull’elaborazione numerica dei segnali in ingresso

• Se:– i segnali hanno banda di frequenza limitata superiormente;– la frequenza di campionamento soddisfa il teorema del

campionamento;– la frequenza di campionamento è sincrona con la frequenza

di rete,

un sistema di misura basato sull’elaborazione numerica di segnali lavora nelle condizioni teoriche ottimali di errore minimo



L’Apparecchiatura di Misura - Incertezza

• L’AdM impiegata lavora nelle condizioni ottimali prima riportate.

• Non è stato possibile verificare in laboratorio l’incertezza associata alle varie grandezze misurate.

• Sulla base dell’esperienza, è possibile stimare un incertezza estesa tra lo 0.2% e lo 0.5% del fondo scala sulle misure di tensione:– ampiezza– rms– componenti armoniche




• Meno immediata la stima dell’incertezza sulla durata degli eventi.

• Dipende:– dall’accuratezza del clock

• sincronizzazione GPS

– dalle modalità di trigger• valore rms aggiornato ogni semiperiodo• risoluzione di soli 10 ms

• Se necessario può essere migliorata adottando modalità di trigger più evolute.




• Misure di corrente

• Potenzialmente la stessa incertezza stimata per le misure di tensione.

• Penalizzata dai trasduttori dell’AdM– TA interni di tipo tradizionale– pinze amperometriche

• Può essere migliorata utilizzando trasduttori interni non convenzionali– TA a flusso zero



I trasduttori

• Sono impiegati tradizionali TV e TA per MT– TV in classe 0.5– TA in classe 0.5 + pinze amperometriche in classe 5

• Problema:

la classe di precisione dei trasduttori è garantita alla sola frequenza nominale (50 Hz)

• Ci si deve porre il problema di capire quali misure hanno un’incertezza accettabileaccettabile, e quali no



I trasduttori – Comportamento in frequenza

• La risposta in frequenza di TV e TA non è piatta:– La settima armonica di tensione ha valori inferiori

all’incertezza estesa a frequenza nominale

• Nel caso dei TV possono essere presenti risonanze a frequenze vicine a quelle armoniche di interesse.

• Le risonanze possono essere eccitate da variazioni veloci della tensione primaria (buchi di breve durata, disturbi transitori):– nascono oscillazioni sul secondario;– errori nella classificazione dei disturbi;– errori nella determinazione della durata di un evento.



Quali le misure accettabiliaccettabili?

• Variazioni di tensione

• Flicker

• Interruzioni della tensione di alimentazione





Quali le misure accettabiliaccettabili?

• Variazioni di tensione

• Flicker

• Interruzioni della tensione di alimentazione



I TV tradizionali hanno un altro problema che può pregiudicare la qualità della misura: la saturazione



Il problema della saturazione

• In cabina i TV sono collegati a stella.

• Ai morsetti dell’AdM sono riportate le tensioni di fase.

• Le concatenate sono ricostruite sulla morsettiera dell’AdM.

• L’AdM elabora le concatenate ricostruite in questo modo

• Cosa può succedere in caso di guasto monofase con apertura/richiusura dell’interruttore in cabina primaria?



TV ideali – Nessuna saturazione

• Tensioni di fase• Tensioni concatenate



TV reali – Effetto della saturazione

• Tensioni di fase• Tensioni concatenate

Viene rilevato un buco di tensione inesistente



Le possibili soluzioni

• Utilizzare trasduttori non convenzionali.

• Acquisire le tensioni di fase:– in presenza di dissimmetria tra semionda positiva e

negativa non procedere con le misure;– altrimenti determinare per via numerica le tensioni

concatenate a partire da quelle di fase acquisite

• Richiede solo modifiche di cablaggio e una modifica al software di elaborazione.



Prospettive future

• Queste metodologie ed apparecchiature di misura sono utilizzabili per i contratti per la qualità?

• Non sono in classe A– Serve?– Serve misurare tutti i parametri previsti dalla norma?– E’ utile dare prescrizioni cogenti sull’incertezza di

misura a livello normativo, o è più utile convenire tra le parti un valore di incertezza obiettivoincertezza obiettivo, in funzione del livello di qualità richiesto?

• In linea di principio, strumenti simili a quello analizzato sono utilizzabili per i contratti per la qualità.



I trasduttori

• I trasduttori attualmente impiegati (TV e TA) sono l’anello debole della catena di misura.

• Non hanno caratteristiche metrologiche adeguate per gran parte delle misure di PQ.– In qualche caso sono metrologicamente pericolosipericolosi!

• Esistono soluzioni alternative valide, sicuramente a livello prototipale, ma anche già in commercio.

• Sarebbe opportuno considerare con attenzione le specifiche dei trasduttori, in vista di una sostituzione graduale di quelli attuali con soluzioni alternative.



Da dove arrivano i disturbi?

• Se si misura la PQ, è perché esiste un problema di PQ.

• La rete distribuisce i disturbi a tutti gli utenti.

• Individuare i disturbi è il primo passo.

• Individuare chi ne è responsabile dovrebbe essere il secondo passo.

• Non è semplice– Sono ancora necessarie indagini teoriche e

sperimentali

• Sarebbe utile partire per tempo, per non trovarsi senza strumentistrumenti quando si presenterà il problema

A. Ferrero Politecnico di Milano Dipartimento di Elettrotecnica CESI 1 Modelli per gli scenari del...

Documents

Transcript of A. Ferrero Politecnico di Milano Dipartimento di Elettrotecnica CESI 1 Modelli per gli scenari del...