ABB Power Grids HV U. O. ADDA - Roberto Cameroni ... … · Conforme a norma sismica cilena NCH...

Resilienza delle apparecchiature elettriche

Università di Trento 24 Marzo 2017

ABB Power Grids HV U. O. ADDA - Roberto Cameroni

Resilienza- Aspetti fondamentali Apparecchiature elettriche

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Agenda

Progettazione

Monitoraggio

Soluzioni a rapida installazione

Trento 24-03-2017


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Agenda

Progettazione

Monitoraggio


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March 26, 2017 | Slide 4

PASS M0SPASS M00 PASS M0

Fino a 100 kV Fino a 170 kV Fino a 252 kV Fino a 420 kV

50 / 60 Hz 50 / 60 Hz 50 / 60 Hz 50 / 60 Hz

2000 / 3150 A 3150 A 4000 A 5000 A

31,5 / 40 kA 40 / 50 / 63 kA 50 kA 63 kA

Modulo Ibrido PASS – Plug and Switch SystemPortfolio

PASS M0S 420 kV

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PASS M0S SBB 420 kVAnalisi sismica

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Modulo Ibrido PASS M0 DBB 170 kVSSE Massa Finalese

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Modulo Ibrido PASS M0S 245 kVSSE Tocopilla Cile

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Conforme a norma sismica cilena NCH 2369-2003 e Transelec (ETG-A020-21)

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Modulo Ibrido PASS M0 170 kVTerremoto 12 Maggio 2008

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Trasformatori di corrente isolati in gas: TG Test di tenuta sismica

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Apparecchiatura:

Trasformatori di corrente di alta tensione tipo TG 170-245-420 kV

Scopo della prova:

Comportamento in presenza di terremoto

Livello AF5

Normativa:

IEC 62271-207

IEC 60068-2-6 (test metod)

Data 15-07-2009

Laboratorio:

ISMES-CESI

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Trasformatore induttivo di potenza: TIPTest di tenuta sismica

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Apparecchiatura:

Trasformatori induttivo di potenza TIP 245 kV

Rapporto di tensione 230/V3 kV-277 V

Potenza nominale 100 KVA

Scopo della prova:

Comportamento in presenza di terremoto

Livello 0,5g

Normativa:

IEEE 693

Data 12-1-2015

Laboratorio:

National center for research on earthquaqe engineering (Taiwan)

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Quadri Isolati in Aria di Media TensioneTest anti-sismico

Scopo della prova:

Verifica la resistenza al sisma

del quadro elettrico fino ad 1g

di accelerazione (UBC zona 4 -

livello massimo)

Garantisce non solo la solidità

della struttura metallica ma

anche il funzionamento

dell’apparecchiatura durante e

successivamente il sisma

Norma IEEE 693

Laboratorio:

ISMES in Bergamo

Trento 24-03-2017

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Quadri Isolati in Aria di Media TensioneTest di vibrazione - Navale

Scopo della prova:

Verifica la resistenza al a vibrazioni prolungate del quadro elettrico fino ad 1g di accelerazione

Test specifico richiesto dai registri navali

Garantisce non solo la solidità della struttura metallica ma anche il funzionamento dell’apparecchiatura continuamente sottoposta a vibrazioni (generatore Diesel)

Norma IEC 60068-2-6

Referenza usata anche per altri siti con vibrazioni: grattacieli, ponti, etc…

Laboratorio:

ISMES in Bergamo

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Trasformatori di corrente isolati in gas Test di tenuta all‘arco interno

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Dati nominali:

Tensione: 420 kV (BIL 1550 kV, PF 680 kV)

Corrente: 800-1600-3200 A

Corrente di breve durata 63 kA

Scopo della prova:

Tenuta e comportamento in caso di arco interno

63 kA - 510 ms

Normativa:

Spec Terna INGTA00001

IEC 61869-1-2

Data 20-07-2009

Laboratorio:

Cesi

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Modulo Ibrido: PASS M0S 252 kVTest di manovra sotto ghiaccio

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Apparecchiatura:

Modulo ibrido multifunzione tipo PASS M0S 252 kV (BIL 1050 kV,PF 460 kV)

Tensione nominale 252 kV

Corrente nominale 4000 A

Scopo della prova:

Comportamento a basse temperature su sezionatore

20 mm di ghiacco

Normativa:

IEC 62271-102

GOST R 52726

Data 19-07-2013

Laboratorio:

Cella climatica ABB Lodi

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Isolatori in compositoAtti vandalici

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Componente testato:

Interruttori di alta tensione (involucro in

porcellana vs. involucro in materiale

composito)

Scopo della prova:

Confronto tra involucri in porcellana ed in

materiale composito (i componenti sono

pressurizzati per simulare l’onda d’urto in

caso di arco interno o un atto vandalico, lo

sparo crea la lesione attraverso la quale

inizia la frattura dell’involucro)

Normativa:

Procedura proprietaria ABB

Laboratorio:

Poligono dei Vigili del Fuoco di Ludvika

(Svezia)

Involucro in

porcellana

Involucro in

materiale

composito

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Agenda

Progettazione

Monitoraggio


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Resilienza - MonitoraggioMotordrive - MD1.4

Motor Drive 1.4

A motor drive is a digitally controlled servomotor

able to directly drive the circuit breaker contacts

in a digitally accurate way.

The input\output and interlocking are managed

by electronic boards, and the energy is stored

into capacitors.

I-LCC

MD1.4 is integrated with an Intelligent LCC

(Local Control Cabinet)

It allows self-monitoring and diagnostics, such as

system temperature, position of the breaking

contacts, and operation counter. It can be

operated locally and remotely.

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CIGRE WG A3.06 “Reliability of High Voltage

Equipment, Final Result – Circuit Breaker” stated that:

~70% of major and minor failures occur during

normal service of the CB, and when an operation

is demanded

~50% of these failures are due to mechanical

issues (for stress, ageing, corrosion)

~50% of major failures of High Voltage Circuit

Breaker are due to issues on operating

mechanism


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How to solve the mechanical reliability issue

Less moving components

Travel curve profile adjustable reducing

contacts ageing

Exceed M2 requirements as per IEC 62271-

100: tested for 30.000 operations

Type test for extreme environmental conditions

(-60°C up to +70°C, humidity), EMC and

shock/vibrations as per IEC 62271-1

How to solve the availability issue

Continuous self-diagnostic

Periodical verification of capability to operate the CB (micromotion)

Redundancy of critical components (powersupply and logic)

Remote monitoring and live maintenance service operations

Auto failure detection that allows service to rapidly identify the problem

© ABB GroupTrento 24-03-2017 | Slide 19

Motor Drive 1.4 Diagnostic and user interface for control

Contrarily to electromechanical

relays, malfunctioning is detected in

real time.

The system continuously monitors:

Charger functionality

Correct functioning of all the I/O

boards

Verification of internal supplies

Check of integrity of system

control logic

Verification of inverter (that allow

to operate motor) functionality

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Motor Drive 1.4 – IEC 61850 communication protocol The gateway to digital S/S

Digital PASS M0 pros:

Only an optical fiber connection is needed

No need of hardwired point to point connections between primary and secondary equipment

IEC 61850 is the standard of digital substation communication, vendor independent

ABB can provide a direct way of connection of CB, DS drive, ITs to protection relays and substation equipment: digital to digital

S/S control room can directly monitors/controls MD1.4 (and so CB, DS, etc.) and all diagnostic functions

Standard

s/s

Digital

s/s

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Modulo Ibrido PASS M0 170 kVSottostazioni compatte per installazione rapida - SCRI

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Modulo Ibrido PASS M0S 420 kV Installazione rapida: sottostazioni mobili

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Sottostazione mobile da 420 kV

Tempo di installazione 3 giorni

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Modulo ibrido compatto da 420 kV

Soluzione ingegnerizzata ad hoc in base alle

necessità del cliente

Rapida Installazione

PASS montato su struttura rialzata di 10 m dal

suolo per evitare fuori servizio in caso di

inondazioni di acqua salata : caso di uragano

Sandy – blackout 2012

Modulo Ibrido PASS M0S 420 kVConED New York – USA

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