CEI 4-3 Guida per l’equipaggiamento elettromeccanico di piccoli impianti idroelettrici – 1°.pdf

Norma Italiana

N O R M A I T A L I A N A C E I

CNR

CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE

AEI

ASSOCIAZIONE ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA ITALIANA

Data Pubblicazione

Edizione

Classificazione Fascicolo

COMITATOELETTROTECNICO

ITALIANO

Titolo

Title

CEI EN 61116

1996-04

Prima

4-3 2735

Guida per lequipaggiamento elettromeccanico di piccoli impianti idroelettrici

Electromechanical equipment guide for small hydroelectric installations

APPARECCHIATURE ELETTRICHE PER SISTEMI DI ENERGIA E PER TRAZIONE

NO

RM

A TE

CNIC

A

CEI - Milano 1996. Riproduzione vietata.

Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte del presente Documento pu essere riprodotta o diffusa con un mezzo qualsiasi senza il consenso scritto del CEI.Le Norme CEI sono revisionate, quando necessario, con la pubblicazione sia di nuove edizioni sia di varianti. importante pertanto che gli utenti delle stesse si accertino di essere in possesso dellultima edizione o variante.

SOMMARIO

La presente guida copre gli impianti idroelettrici che hanno gruppi la cui potenza in genere inferiore a5 MW e turbine che hanno ruote il cui diametro nominale inferiore a 3 m. Sono escluse le opere civilie condizioni amministrative o commerciali. Nel campo suddetto vengono forniti dei suggerimenti tecniciper la stesura dei documenti di richiesta dofferta, per la valutazione delle offerte, per la gestione del con-tratto e per una corretta gestione dellesercizio e della manutenzione. Da notare che la guida fornisce utiliindicazioni sulle norme applicabili a tali contratti.

DESCRITTORI

DESCRIPTORS

Macchina idraulica

Hydraulic machine;

Turbomacchina idraulica

Hydraulic turbomachine;

Turbina

Turbine;

Centrale elettrica

Power station;

Installazione

Setting up;

Condizioni per lo sfruttamento

Conditions for operation;

Specifica dellequipaggiamento

Specification of equipment;

Consegna

Delivery;

Manutenzione

Maintenance.

COLLEGAMENTI/RELAZIONI TRA DOCUMENTI

Nazionali

Europei

(IDT) EN 61116

Internazionali

(IDT) IEC 1116

Legislativi

INFORMAZIONI EDITORIALI

Norma Italiana

CEI EN 61116

Pubblicazione

Norma Tecnica

Carattere Doc.

Stato Edizione

in vigore

Data validit

1995-3-15

Ambito validit

Europeo

Comitato Tecnico

4-Motori primi idraulici

Approvata dal

Presidente del CEI

in Data

1996-4-15

CENELEC

in Data

1994-3-8

Sottoposta a

inchiesta pubblica come Documento originale

Chiusa in data

1993-11-30

Gruppo Abb.

3

Sezioni Abb.

B

ICS

29.160.40

CDU

LEGENDA

(IDT) La Norma in oggetto identica alle Norme indicate dopo il riferimento (IDT)

CENELEC members are bound to comply with theCEN/CENELEC Internal Regulations which stipulatethe conditions for giving this European Standard thestatus of a National Standard without any alteration.Up-to-date lists and bibliographical references con-cerning such National Standards may be obtained onapplication to the Central Secretariat or to anyCENELEC member.This European Standard exists in three official ver-sions (English, French, German).A version in any other language and notified to theCENELEC Central Secretariat has the same status asthe official versions.CENELEC members are the national electrotechnicalcommittees of: Austria, Belgium, Denmark, Finland,France, Germany, Greece, Iceland, Ireland, Italy, Lu-xembourg, Netherlands, Norway, Portugal, Spain,Sweden, Switzerland and United Kingdom.

I Comitati Nazionali membri del CENELEC sono tenu-ti, in accordo col regolamento interno del CEN/CENE-LEC, ad adottare questa Norma Europea, senza alcunamodifica, come Norma Nazionale.Gli elenchi aggiornati e i relativi riferimenti di tali Nor-me Nazionali possono essere ottenuti rivolgendosi alSegretario Centrale del CENELEC o agli uffici di qual-siasi Comitato Nazionale membro.La presente Norma Europea esiste in tre versioni uffi-ciali (inglese, francese, tedesco).Una traduzione effettuata da un altro Paese membro,sotto la sua responsabilit, nella sua lingua nazionalee notificata al CENELEC, ha la medesima validit.I membri del CENELEC sono i Comitati ElettrotecniciNazionali dei seguenti Paesi: Austria, Belgio, Danima-rca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Irlanda, Is-landa, Italia, Lussemburgo, Norvegia, Olanda, Porto-gallo, Regno Unito, Spagna, Svezia e Svizzera.

CENELEC 1994 Copyright reserved to all CENELEC members. I diritti di riproduzione di questa Norma Europea sono riservati esclu-sivamente ai membri nazionali del CENELEC.

Comitato Europeo di Normalizzazione Elettrotecnica European Committee for Electrotechnical Standardization

Comit Europen de Normalisation ElectrotechniqueEuropisches Komitee fr Elektrotechnische Normung

C E N E L E C

Secrtariat Central: rue de Stassart 35, B - 1050 Bruxelles

E u r o p i s c h e N o r m N o r m e E u r o p e n n e E u r o p e a n S t a n d a r d N o r m a E u r o p e a

EN 61116

Settembre 1994

Guida per lequipaggiamento elettromeccanicodi piccoli impianti idroelettrici

Electromechanical equipment guide for small hydroelectric installations

Guide pour lquipment lectromcanique des petits amnagements hydro-lectri-ques

Anleitung fr die elektromechanische Ausrstung von kleinen Wasserkraftanlagen

NORMA TECNICACEI EN 61116:1996-04

Pagina iv

CONTENTS INDICE

Rif. Topic Argomento Pag

.

GENERALIT

1

Oggetto e scopo

..............................................................................

1

Riferimenti normativi

....................................................................

1

Nomenclatura

...................................................................................

2

Metodologia

.......................................................................................

2

DESCRIZIONE DELLINSTALLAZIONE E CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO DELLA CENTRALE IDROELETTRICA

3

Condizioni generali dimpianto

...............................................

3

Condizioni idrauliche dimpianto e criteri di progettazione dei gruppi

.....................................

4

Condizioni elettriche per il funzionamento dellimpianto

.....................................................................................

5

Tipi di regolazione e modi di funzionamento

.................

6

Automazione, telemisurazioni, telecomandi, allarmi

....

7

SPECIFICHE DELLEQUIPAGGIAMENTO

8

Requisiti tecnici

................................................................................

8

Limiti della fornitura

......................................................................

8

Specifiche degli elementi dimpianto

....................................

9

Garanzie

...........................................................................................

21

Condizioni generali per la richiesta doffertae confronto delle offerte

..........................................................

24

ISPEZIONE, CONSEGNA, FUNZIONAMENTO E MANUTENZIONE

25

Approvazione del progetto e ispezione dei lavori

................................................................

25

Messa in servizio

..........................................................................

27

Funzionamento

.............................................................................

30

Addestramento del personale

................................................

33

Controllo e manutenzione

.......................................................

33

DEFINIZIONI E NOMENCLATURA

36

Unit, simboli, termini e definizioni

...................................

36

Pedici o simboli

............................................................................

36

Termini e definizioni

..................................................................

36

Altre Pubblicazioni Internazionali menzionate nella presente Norma con riferimento alle corrispondenti Pubblicazioni Europee

59

SECTION/SEZIONE

GENERAL

1.1

Scope and object

............................................................................

1.2

Normative references

...................................................................

1.3

Nomenclature

..................................................................................

1.4

Methodology

....................................................................................

SECTION/SEZIONE

2

DESCRIPTION OF INSTALLATION AND OPERATING CONDITIONS OF POWER STATION

2.1

Site conditions

.................................................................................

2.2

Hydraulic conditions for plant and design criteria for the units

.............................................

2.3

Electrical conditionsfor plant operation

........................................................................

2.4

Types of regulation and modes of operation

..................

2.5

Automation, telemetry, remote control, alarms

..............

SECTION/SEZIONE

3

EQUIPMENT SPECIFICATIONS

3.1

Technical requirements

...............................................................

3.2

Limits of the supply

......................................................................

3.3

Specifications of the elements of the plant

.......................

3.4

Guarantees

........................................................................................

3.5

General conditions for tender enquiries and comparison of tenders

.......................................................

SECTION/SEZIONE

4

INSPECTION, ACCEPTANCE, OPERATION AND MAINTENANCE

4.1

Approval of the design and inspection of the work

.......................................................................................

4.2

Commissioning

................................................................................

4.3

Operation

...........................................................................................

4.4

Training of personnel

..................................................................

4.5

Checking and maintenance

......................................................

ANNEX/ALLEGATO

A

DEFINITIONS AND NOMENCLATURE

A.1

Units, symbols, terms and definitions

..................................

A.2

Subscripts or symbols

..................................................................

A.3

Terms and definitions

..................................................................

ANNEX/ALLEGATO

ZA

Other International Publications quoted in this Standard with the references of the relevant European Publications


Pagina v

FOREWORD

The CENELEC questionnaire procedure, per-formed for finding out whether or not the Inter-national Standard IEC 1116 (1992) could be ac-cepted without textual changes, has shown thatno common modifications were necessary forthe acceptance as European Standard.

The reference document was submitted tothe CENELEC members for formal vote andwas approved by CENELEC as EN 61116 on1994/03/08.

The following dates were accepted:

n

latest date of publication of an identical na-tional Standard(dop) 1995/03/15

n latest date of withdrawal of conflicting na-tional Standard(dow) 1995/03/15

Annexes designated normative are part of thebody of the Standard.

Annexes designated informative are givenonly for information.

In this Standard, Annex ZA is normative and an-nex A is informative.

ENDORSEMENT NOTICEThe text of International Standard IEC 1116(1992) was approved by CENELEC as a Europe-an Standard without any modification.

PREFAZIONELa procedura del questionario CENELEC, utilizza-ta per stabilire se la Pubblicazione IEC 1116(1992) potesse essere accettata senza modifiche ditesto, ha dimostrato che non erano necessariemodifiche comuni per la sua accettazione comeNorma Europea.

Il documento di riferimento stato sottoposto alvoto formale dei membri CENELEC ed stato ap-provato dal CENELEC come Norma EuropeaEN 61116 l8 marzo 1994.

Sono state fissate le seguenti date:

n data ultima per la pubblicazione di una Nor-ma nazionale identica(dop) 15/03/1995

n data ultima per il ritiro delle Norme nazionalicontrastanti(dow) 15/03/1995

Gli Allegati denominati normativo sono parteintegrante della Norma.

Gli Allegati denominati informativo sono fornitisolo a titolo dinformazione.

Nella presente Norma lAllegato ZA normativo elAllegato A informativo.

AVVISO DI ADOZIONEIl testo della Pubblicazione IEC 1116 (1992) sta-to approvato dal CENELEC come Norma Europeasenza alcuna modifica.

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SECTION/SEZIONE

1 GENERAL

1.1 Scope and objectThis international Standard is used as a guidethat applies to hydroelectric installations withunits having power outputs less than 5 MW andturbines with nominal runner diameters lessthan 3 m. These Figures do not represent abso-lute limits.

This guide deals only with the direct relationsbetween the purchaser or the consulting engi-neer and the supplier. It does not deal with civilworks, administrative conditions or commercialconditions.

This guide is intended to be used by all con-cerned in the installation of electromechanicalequipment for small hydroelectric plants.

This guide, based essentially on practical infor-mation, aims specifically at supplying the pur-chaser of the equipment with informationwhich will assist him with the following:

n preparation of the call for tenders; n evaluation of the tenders; n contact with the supplier during the design

and manufacture of equipment; n quality control during the manufacture and

shop-testing; n follow-up of site erection; n commissioning; n acceptance tests; n operation and maintenance.The guide comprises the following:

a) general requirements for the electrome-chanical equipment of small hydroelectricinstallations;

b) technical specifications for the electrome-chanical equipment, excluding its dimen-sioning and standardization;

c) requirements for acceptance, operationand maintenance.

Bearing in mind the type of installation consid-ered, the documents shall be as simple as possi-ble but must satisfactorily define the particularoperation conditions. Over-specification isharmful to the economy of the project.

1.2 Normative referencesThe following Standards contain provisionswhich, through reference in this text, constituteprovisions of this International Standard. At thetime of publication, the editions indicated werevalid. All Standards are subject to revision, andparties to agreements based on this Internation-al Standard are encouraged to investigate the

GENERALIT

Oggetto e scopoLa presente Norma viene utilizzata come una gui-da adatta per gli impianti idroelettrici che hannogruppi la cui potenza inferiore a 5 MW e turbineche hanno ruote il cui diametro nominale infe-riore a 3 m. Questi dati non rappresentano limitiassoluti.

La presente Guida tratta solamente i rapporti di-retti tra compratore o consulente e fornitore. Nontratta n le opere civili, n le condizioni ammini-strative o commerciali.

La presente Guida indirizzata a tutte le particoinvolte nellinstallazione dellequipaggiamentoelettromeccanico per piccoli impianti idroelettrici.

La presente Guida, che si basa essenzialmente suinformazioni pratiche, ha lo scopo specifico difornire allacquirente dellapparecchiatura le infor-mazioni che lo aiuteranno nella definizione diquanto segue:

n preparazione dei bandi di gara;n valutazione delle offerte;n contatti con il fornitore durante la progetta-

zione e la costruzione dellequipaggiamento;n controllo della qualit durante la costruzione

e le prove in officina;n assistenza al montaggio in cantiere;n messa in servizio;n prove di collaudo;n funzionamento e manutenzione.La Guida comprende:

a) i requisiti generali dellequipaggiamento elet-tromeccanico di piccoli impianti idroelettrici;

b) le specifiche tecniche dellequipaggiamentoelettromeccanico, ad eccezione del dimensio-namento e della normalizzazione;

c) le prescrizioni relative al collaudo, al funzio-namento e alla manutenzione.

Tenendo presente il tipo di impianto considerato,i documenti devono essere i pi semplici possibilima devono definire in modo soddisfacente lecondizioni particolari di funzionamento. Un ec-cesso di specifiche dannoso per leconomia delprogetto.

Riferimenti normativiLe Norme sotto elencate contengono disposizioniche, tramite riferimento nel presente testo, costi-tuiscono disposizioni per la presente Norma. Almomento della pubblicazione della presente Nor-ma, le edizioni indicate erano in vigore. Tutte leNorme sono soggette a revisione, e gli utilizzatoridella presente Norma sono invitati ad applicare

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68

165.000

NORMA TECNICACEI EN 61116:1996-04Pagina 2 di 62

possibility of applying the most recent editionsof the Standards indicated below(1). Members ofIEC and ISO maintain registers of currently validInternational Standards.

Considering the scope of this guide, it does notcover the initial stage of investigations, that is tosay the preliminary study and feasibility study.Neither does it deal with the economic studyconcerning the supply and demand of energy.

To conclude, the guide does not replace thenecessary engineering studies for the selection,design, manufacture, installation and testing ofthe equipment. It is intended only to make thepurchaser aware of the important points anddata to be furnished, specified and kept in dueconsideration in the construction of small hy-droelectric plants.

Notes/Note: 1 The IEC standards applicable for the preparationof technical documents are given in clause 1.2.In the case of small hydro developments, the nec-essary simplification relevant to the type of instal-lation shall be made.

2 Where IEC Standards do not cover all areas of theequipment, ISO Standards concerning specificitems can be consulted, although where there isconflict between the IEC codes and the ISO Stan-dards those of the IEC will prevail.

1.3 NomenclatureSee annex A.

1.4 MethodologyIn the interests of clarity, the sequence of thenecessary steps for the construction of a smallhydroelectric power plant is represented dia-grammatically in Figure 1.

It principally covers the preparation of technicalspecifications, the examination of tenders, themanufacture, and finally the commercial opera-tion and maintenance of equipment.

This sequence also shows the relationship be-tween the different phases and areas of responsi-bility of all the parties concerned (consulting en-gineer, chief resident engineer, and users).

If the purchaser does not have in-house engi-neering capabilities or the services of a consult-ing engineer he may call for, to facilitate rela-tions with contractors, a turn-key supply, orhave at least a leading contractor responsiblefor the supply of all or part of the electrome-chanical equipment (e.g. the turbine/generatorpackage, or a water-to-wire package).

(1) Editors Note: For the list of Publications, see Annex ZA.

le edizioni pi recenti delle Norme sotto elenca-te(1). Presso i membri della IEC e dellISO sonodisponibili gli elenchi aggiornati delle Norme invigore.

Considerando lo scopo della presente Guida, essanon comprende la prima fase di progettazione,cio lo studio preliminare e lo studio di fattibilit.Essa non tratta neanche lo studio economico rela-tivo allofferta e alla domanda di energia.

In conclusione, la Guida non sostituisce gli studidi ingegneria necessari per la scelta, la progetta-zione, la costruzione, linstallazione e la provadellequipaggiamento. Essa ha il solo scopo direndere lacquirente consapevole di tutti i punti edati importanti che devono essere forniti, specifi-cati e tenuti nella giusta considerazione durante lacostruzione di piccoli impianti idroelettrici.

1 Le Pubblicazioni IEC applicabili per la preparazio-ne dei documenti tecnici sono fornite in 1.2. Incaso di piccole installazioni, si dovranno praticarele necessarie semplificazioni.

2 Nei casi in cui le Pubblicazioni IEC non copronotutte le zone dellequipaggiamento, si potrannoconsultare le Norme ISO che riguardano gli ele-menti specifici, anche se in caso di conflitto tra lePubblicazioni IEC e le Norme ISO prevarranno lePubblicazioni IEC.

NomenclaturaVedere lAllegato A.

MetodologiaPer maggior chiarezza, la Fig. 1 mostra in formadi diagramma la sequenza delle operazioni neces-sarie per la costruzione di un piccolo impiantoidroelettrico.

Vi si possono trovare principalmente la prepara-zione delle specifiche tecniche, lesame delle of-ferte, la fabbricazione e infine il funzionamentocommerciale e la manutenzione dellequipaggia-mento.

La sequenza mostra anche la relazione tra le di-verse fasi e aree di responsabilit di tutte le particoinvolte (consulente, capo cantiere e utenti).

Se lacquirente non dispone di un proprio repartodi ingegneria o della collaborazione di un consu-lente, egli pu, allo scopo di facilitare le relazionicon i costruttori, richiedere una fornitura chiavi inmano, o avere almeno un fornitore responsabiledi tutta la fornitura o di parte della fornitura elet-tromeccanica (per esempio pacchetto turbina/al-ternatore, o pacchetto dallacqua ai morsetti).

(1) N.d.R. Per lelenco delle Pubblicazioni, si rimanda allAllegato ZA.


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2 DESCRIPTION OF INSTALLATION AND OPERATING CONDITIONS OF POWER

SECTION/SEZIONE

STATION

The following data is generally required by theequipment supplier and should appear in theenquiry. In some cases, all these data are not al-ways readily available. Nevertheless, it must beemphasized that the more information that isgiven the better will the project be understoodand therefore the better the technical solutionwhich will result.

2.1 Site conditions

2.1.1 Supply a topographic survey (plan and profile)giving the altitude of the points indicated andthe position desired for the main works (seeFigure 4), water intake, reservoir, channel,surge tank or head pond, penstock, powerplant, headwater, tailwater and their main char-acteristics (sections, lengths, materials of thechannels and penstocks, etc.). Indicate thefoundation conditions (sand, rock, soft ground,etc.).

2.1.2 Attach numbered pictures with cross-referencesto the topographic survey described in 2.1.1,showing the setting and location of the mainworks.

2.1.3 Supply the chemical analysis of the water withextremes of temperature and, if necessary, theamount and size of sediments carried by thewater in the area around the water intake ordownstream of the sand trap, if any.

Indicate the presence of any living organisms orfloating debris, etc.

2.1.4 Specify the local conditions; extremes of airtemperature, humidity, occurrence of strongwinds, earthquakes, etc.

2.1.5 Indicate any transport or access limitations.

2.1.6 Certain information mentioned in 4.1.5.1 and4.1.5.3 (erection) may also be shown in the ten-der enquiry if this reflects a particular feature ofthe purchasers own country.

2.1.7 State if it is run-of-river (see Figure 3) or ascheme with a reservoir.

Indicate if there exist any particular operationalconstraints: e.g. multi-purpose scheme, environ-mental, fisheries, etc.

State and describe (with drawings) those ele-ments of the plant which are part of an existinginstallation which it is foreseen will eventuallybe put back into use.

DESCRIZIONE DELLINSTALLAZIONE E CONDIZIONI DI FUNZIONAMENTO DELLA CENTRALE IDROELETTRICA

Le seguenti informazioni sono generalmente ri-chieste dal fornitore dellequipaggiamento e de-vono essere contenute nella richiesta dofferta. Inalcuni casi tutti questi dati non sono sempre di-sponibili immediatamente. Tuttavia, bisogna sot-tolineare che pi informazioni verranno fornite,meglio verr capito il progetto e quindi miglioresar la soluzione tecnica che verr prospettata.

Condizioni generali dimpianto

Fornire una carta topografica (in pianta e di profi-lo) contenente la quota dei punti indicati e la po-sizione in cui si desidera vengano realizzate leprincipali opere (Fig. 4), opera di presa, serbato-io, canale, pozzo piezometrico o bacino di carico,condotta forzata, impianto, bacino di monte, baci-no di valle e loro caratteristiche principali (sezio-ni, lunghezze, materiali dei canali e delle condot-te forzate ecc.). Indicare le condizioni del terreno difondazione (sabbia, roccia, terreno mobile ecc.).

Unire fotografie numerate e con riferimenti incro-ciati con la carta topografica descritta in 2.1.1 chemostrino la sistemazione e il posizionamento del-le opere principali.

Fornire lanalisi chimica dellacqua indicando lepunte estreme dei valori di temperatura e, se ne-cessario, la quantit e la granulometria dei sedi-menti portati dallacqua nella zona dellopera dipresa o a valle delleventuale dissabbiatore.

Segnalare la presenza di eventuali batteri, mate-riali galleggianti, ecc.

Specificare le condizioni ambientali: temperatureestreme dellaria, umidit, esistenza di forti venti,possibilit di terremoti ecc.

Indicare gli eventuali limiti di trasporto o accesso.

Alcune informazioni contenute in 4.1.5.1 e 4.1.5.3(montaggio) possono essere indicate anche nellarichiesta dofferta in caso esse riflettano una particola-re caratteristica propria del paese dellacquirente.

Dichiarare se si tratta di un impianto ad acqua flu-ente (Fig. 3) o con un bacino.

Indicare se esistono particolari vincoli operativi:per esempio impianto multi uso, problemi am-bientali, pesca ecc.

Dichiarare e descrivere (con disegni) tutti queglielementi che fanno parte di un impianto esistentee che si prevede possano essere eventualmenteriutilizzati.


2.1.8 State if the plant will be manned or unmanned.

2.2 Hydraulic conditions for plant and design criteria for the units

2.2.1 Specify the maximum allowable up or downsurges in the channels.

2.2.2 Provide a flow duration curve (see Figure 2)with an indication of the limiting flows (guaran-teed water supply, irrigation, drinking-water).

2.2.3 Specify the chosen design flow, Qa, in cubicmetres per second, and the availability in daysper year.

2.2.4 Specify the extreme water-levels at the intakeand at the tail-race in metres (m) above sea-lev-el, as follows.

a) upstream max ... mmin ... m

b) downstream max ... mmin. ... m

c) operational range allowed: ... m

and give the curves for:

d) level versus discharge (upstream and down-stream)

e) level versus volume of the upstream reser-voir or head pond (essential for a reservoirscheme).

2.2.5 Specify the desired outputs and the duration ofthe corresponding operations. The net headsare defined as in IEC 41. The crossbow turbineswith diffusers being considered as reaction tur-bines.

2.2.6 State the number of units suggested.

2.2.7 Define the evaluation criteria for efficiency overthe full range of operation as well as overloadconditions (weighting the efficiency accordingto the amount of energy produced at differentheads and flows). The weight to be given to aparticular efficiency or overload depends on thetime of utilisation at the point of operation con-sidered and the energy thus recovered from theinstallation. For general instructions to tendererssee clause 3.5.

Notes/Note: 1 For low head plants with short intakes, care mustbe taken in the design of the intake in order to ob-viate hydraulic problems such as vortices and airadmission.

2 The proper design of the waterways is essential inorder to minimise the head losses (difference be-tween gross and net head).

Dichiarare se limpianto sar presidiato o non pre-sidiato.

Condizioni idrauliche dimpianto e criteri di progettazione dei gruppi

Specificare le oscillazioni massime e minime am-missibili nei canali.

Fornire la curva di durata della portata (Fig. 2)con indicazione delle limitazioni di portata (porta-ta garantita, irrigazione, acqua potabile).

Specificare la portata di progetto prescelta, Qa, inmetri cubi al secondo e la disponibilit in giorniallanno.

Specificare i limiti estremi di livello in entrata (amonte) e in uscita (a valle) in metri sopra il livellodel mare, come segue:

a) monte max ... m s.l.m.min. ... m s.l.m.

b) valle max ... m s.l.m.min. ... m s.l.m.

c) campo di funzionamento ammesso: ... m

e fornire le curve per:

d) livello in funzione della portata (a valle e amonte)

e) livello in funzione del volume del bacino dimonte o del bacino di carico (essenziale perun impianto di accumulazione).

Specificare le potenze desiderate e la durata deifunzionamenti corrispondenti. I salti netti sonodefiniti dalla Pubblicazione IEC 41. Le turbine aflusso trasversale con diffusori sono considerateturbine a reazione.

Dichiarare il numero di gruppi proposti.

Definire i criteri di valutazione del rendimento sututto il campo di funzionamento e nelle condizio-ni di sovraccarico (rendimento ponderale in rap-porto allammontare di energia prodotta ai varisalti e portate). Il peso da dare ad un particolarerendimento o sovraccarico dipende dal tempo diutilizzo al punto di funzionamento considerato edallenergia che si pu cos recuperare dallim-pianto. Per le istruzioni generali agli offerenti, ve-dere 3.5.

1 Per gli impianti a basso salto con opere di presacorte, bisogna fare molta attenzione nel progettarelopera di presa allo scopo di evitare problemiidraulici quali vortici e entrata daria.

2 essenziale progettare in modo adeguato le addu-zioni e gli scarichi allo scopo di minimizzare le per-dite di carico (differenza tra salto lordo e salto netto).


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2.3 Electrical conditions for plant operation

The plant electrical conditions and require-ments listed under either 2.3.1 or 2.3.2.

2.3.1 The plant is intended to operate in isolated net-work

a) Without any other energy supply on thenetwork For isolated load networks, black-start capa-bility is essential.i) Required network

voltage ..... VTolerance (under steady-state conditions) + ... % ... %

ii) Network frequency HzTolerance (under steady-state conditions) + ... % ... %

iii) Minimum output required all year roundby the network ... kW

iv) Load acceptance rateof the network (to determine whether or nota flywheel is required) ... kW/s

v) Value of the maximum step-change in load which the network can accept + ... kW ... kW

vi) Power factor (cosf ) .....b) With permanent connection to another

electrical energy supply defined as follows:

i) Hydroelectric unit: type ..........min output........ kW

ii) Thermoelectric unit: type .......... iii) Generator characteristics

(synchronous or asynchronous): rated voltage ..... V rated frequency ..... Hz rated output ..... kVA inertia MR2 of rotating parts ..... kg . m2

power factor (cos f ) .....iv) Turbine governor characteristics

The network conditions are to be de-fined as in 2.3.1 a), items i) to iv).

v) Voltage regulator characteristics (distri-bution of reactive power).

Condizioni elettriche per il funzionamento dellimpiantoLe condizioni elettriche dellimpianto sono di se-guito elencate sia in 2.3.1 che in 2.3.2.

La centrale prevista per funzionare in rete isola-ta

a) Senza altra alimentazione di energia in rete

Per le reti isolate, essenziale poter avviaresenza apporto di energia.i) Tensione di rete richiesta ...... V

Tolleranza (in condizionistazionarie) + ... % ... %

ii) Frequenza di rete HzTolleranza (in condizioni stazionarie) + ... % ... %

iii) Potenza minima richiestadalla rete per tutto lanno ... kW

iv) Velocit di presa di caricodella rete (per valutare se necessario installareun volano) ... kW/s

v) Valore di massima variazione di carico chepu essere accettato dallarete + ... kW ... kW

vi) Fattore di potenza (cosf ) .....b) Con collegamento permanente ad unaltra ali-

mentazione di energia elettrica definita comesegue:i) Gruppo idroelettrico tipo ..........

potenza min......... kW

ii) Gruppo termoelettrico tipo ..........iii) Caratteristiche del

generatore (sincrono oasincrono): tensione nominale ..... V frequenza nominale ..... Hz potenza nominale ..... kVA MR2, inerzia delle partirotanti ..... kg . m2

fattore di potenza (cos f ) ..... iv) Caratteristiche del regolatore della turbi-

na. Le condizioni di rete devono esseredefinite come in 2.3.1 a), punti da i) a iv).

v) Caratteristiche del regolatore di tensione(distribuzione della potenza reattiva).


c) Energy utilisation: daily and seasonal loadvariations

In order to decide the method of regulation andthe design of the governor, it is necessary togive an indication of the load variations (loadcurve):

a) daily; b) weekly; c) seasonal.Indicate the priority and non-priority loads(load shedding) as this is useful for designingthe governor.

2.3.2 The plant is intended to operate in parallel witha grid which imposes the frequency

a) Characteristics of the gridi) Voltage ..... V

Tolerance + ... % ... %ii) Frequency ...... Hz

Tolerance + ... % ... % iii) Short-circuit power

(at the point wherethe new scheme is linked to the grid) ...... kVA

iv) Power factor (cos f) ......b) Apparent output of the

largest generator workingon the network ...... kVA

2.3.3 Energy transport and distributionProvide the following drawings:

n a general layout drawing of the entire pro-posed network, in the case of isolated loadoperation;

n a drawing showing the link to the grid, inthe case of operation in parallel with a largegrid.

The layout should also show the main centresof energy consumption and supply.

Also provide information on any possible de-velopments of the grid.

2.4 Types of regulation and modes of operation

2.4.1 Frequency regulationIf the unit or the plant operates in an isolatednetwork, or is an important part of the network,a governor is required to maintain the networkfrequency during load changes.

Potenza (kW) minima media massimaOutput (kW) minimum average maximum

Carichi passivi (illuminazione, riscaldamento, asciugatura, ...)Passive loads (lighting, heating, drying, ...)

Carichi attivi (motori elettrici)Active loads (electric motors)

TotaleTotal

c) Utilizzo di energia: variazioni di carico giorna-liere e stagionali

Per permettere di stabilire il metodo di regolazi-one e la progettazione del regolatore, necessa-rio dare unindicazione delle variazioni di carico(curva di carico):

a) giornalmente;b) settimanalmente;c) a cadenza stagionale.Indicare i carichi prioritari e non prioritari (disper-sione di carico) perch sono informazioni utili perla progettazione del regolatore.

Limpianto previsto per funzionare in parallelocon una rete che impone la frequenza

a) Caratteristiche della retei) Tensione ...... V

Tolleranza + ... % ... %ii) Frequenza ...... Hz

Tolleranza + ... % ... %iii) Potenza di cortocircuito

(nel punto in cui il nuovoprogetto collegato allarete) ..... kVA

iv) Fattore di potenza (cos f ) ......b) Potenza apparente del

generatore pi grande funzionante sulla rete ...... kVA

Trasporto e distribuzione di energiaFornire i seguenti disegni:

n uno schema generale dellintera rete propo-sta, in caso di funzionamento a carico isolato;

n uno schema che mostra il collegamento allarete, in caso di funzionamento in parallelocon una rete ampia.

Il primo schema deve mostrare anche i principalicentri di consumo e di produzione di energia.

Fornire anche tutte le informazioni di ogni possi-bile sviluppo della rete.

Tipi di regolazione e modi di funzionamento

Regolazione della frequenzaSe il gruppo, o limpianto, funziona su una reteisolata, o rappresenta una parte importante dellarete, necessario un regolatore per mantenere lafrequenza di rete durante le variazioni di carico.


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For units with low output and where hydraulicenergy is abundant, simplified governors couldalso be used by producing a constant output atfull load and dumping the unused power.

2.4.2 Level controlSpecify if it is necessary to maintain the up-stream or downstream level constant, or withina working range using the generating sets orsome other discharge device. If this is so, theturbine opening must then be governed withlevel feedback. This is generally the case withrun-of-river plants (in the river itself or in a by-pass channel) or when linked to an irrigationcanal.

Note/Nota On isolated load, level or frequency may be controlledbut not both.

2.4.3 Flow regulationSpecify if the units are to provide a constantflow or a variable programmed flow.

Note/Nota On isolated load, flow or frequency may be controlledbut not both.

2.4.4 Simplified governingIf the plant is to operate on a large networkwhich imposes the frequency, its units can befitted with simplified governors (positioners)having level feedback or load feedback. Stabili-ty may be affected in the case where part of alarge grid becomes accidentally detached andsimplified governors are used.

2.5 Automation, telemetry, remote control, alarmsa) Indicate if staff are available for the starting

and shut-down sequences or if it is requiredto minimize the use of operators.

b) If the plant is unattended, specify where thealarms are to be located.

c) Specify whether the starting sequence, syn-chronization, loading and shut-down opera-tions shall be: i) manual; ii) and/or automatic;iii) and/or telecontrolled (in this case, indi-

cate the location of the control centre,the carrier and the type and method oftransmission of the signals).

d) Where a scheme has a reservoir, and thereare several units, specify if manual or auto-matic control of the reservoir water is re-quired (operation according to a pro-gramme).

e) Specify if the plant is to be the control cen-tre for other energy supply sources in thenetwork.

Per i gruppi a bassa potenza e quando lenergiaidraulica abbondante, si possono anche usareregolatori semplificati producendo potenza co-stante a pieno carico e dissipando la potenza inu-tilizzata.

Controllo del livelloSpecificare se necessario mantenere costante, ocomunque entro un certo campo, il livello dimonte o quello di valle utilizzando gruppi gene-ratori o altri dispositivi di scarico. In questo caso,lapertura della turbina deve essere regolata conasservimento del livello. Questo in genere ilcaso di impianti sul corso di un fiume (o su uncanale di derivazione) o collegati ad un canale diirrigazione.

Su carico isolato, si pu effettuare il controllo del livelloo della frequenza, ma non di entrambi.

Regolazione della portataSpecificare se i gruppi devono fornire una portatacostante o una portata variabile programmata.

Su carico isolato, si pu effettuare il controllo della por-tata o della frequenza, ma non di entrambi.

Regolazione semplificataSe la centrale deve funzionare su una rete ampiache impone la frequenza, i suoi gruppi possonoessere provvisti di regolatori semplificati (posizio-natori) che hanno asservimento di livello o di ca-rico. Utilizzando regolatori semplificati, nel casoin cui parte di una grande rete si stacca acciden-talmente, pu venire compromessa la stabilit.

Automazione, telemisurazioni, telecomandi, allarmia) Indicare se c personale disponibile per ef-

fettuare le sequenze di avviamento e di arre-sto o se necessario ridurre al minimo linter-vento degli operatori.

b) Se la centrale non presidiata, specificaredove si devono collocare gli allarmi.

c) Specificare se la sequenza di avviamento, lasincronizzazione, le manovre di presa di cari-co e di arresto devono essere:i) manuali;ii) e/o automatiche;iii) e/o telecomandate (in questo caso, indi-

ca-re la dislocazione del centro di coman-do,la portante e il tipo ed il metodo di tra-smissione dei segnali).

d) Nel caso in cui il progetto prevede un serba-toio, e se ci sono diversi gruppi, specificare sesi richiede una gestione manuale od automati-ca dellacqua del serbatoio (operazione da ef-fettuare secondo un programma).

e) Specificare se la centrale deve svolgere ilcompito di centro di controllo di altre sorgentidi alimentazione di energia nella rete.


SECTION/SEZIONE

3 EQUIPMENT SPECIFICATIONS

The information given below is useful in estab-lishing technical specifications and comparingthe technical offers for the most important itemsin a small hydroelectric development.

3.1 Technical requirementsIn addition to supplying the equipment, thesupplier should provide the following:

a) Suitability of the proposed technical solu-tions with regard to the hydraulic character-istics and the operational requirements.

b) The supplier should inform the purchaserof the necessary civil work data at an earlystage so that the civil work can be designedin accordance with the requirements of theequipment. Verification of the compatibilitybetween the civil work and the electrome-chanical equipment (overall dimensions,floor loads, supply and verification of the pre-liminary civil work layout drawings, etc.).

c) Information required for erecting, start-ing-up, operating and maintaining theequipment.

3.2 Limits of the supplyThese limits should be clearly and physicallydefined for each item. It should be checked thatno equipment has been excluded.

3.2.1 For the hydraulic systemOn the upstream side the limit could be trashra-ck and the rack cleaning machine, if installed,or the first hydraulic closure device (stop-logs,gate or valve), or any other suitable section.

On the downstream side the limit could be de-fined as the end of the draft tube or of thestop-logs or gate, or any other suitable section.

3.2.2 For the electric systemThis may include all the electrical equipment,up to the first point of connection with the gridto be defined by the purchaser.

3.2.3 Elements not normally included in the supply

Generally the following are not included:

a) civil works;b) telemetry and remote control.

SPECIFICHE DELLEQUIPAGGIAMENTO

Questa sezione fornisce informazioni utili per sta-bilire le specifiche tecniche e paragonare le offer-te tecniche per le parti pi importanti di un picco-lo impianto idroelettrico.

Requisiti tecniciOltre a fornire lequipaggiamento, il fornitoredeve assicurare quanto segue:

a) Adattabilit delle soluzioni tecniche propostealle caratteristiche idrauliche e alle condizionidi funzionamento richieste.

b) Il fornitore deve trasmettere al pi presto alcompratore le informazioni relative alle operecivili in modo che queste possano essere pro-gettate in accordo alle esigenze della fornitu-ra. Si deve verificare la compatibilit tra operecivili e equipaggiamento elettromeccanico(dimensioni di ingombro, carichi sui pavi-menti, fornitura e verifica dei disegni prelimi-nari di disposizione delle opere civili ecc.).

c) Le informazioni necessarie per linstallazione,lavviamento, il funzionamento e la manuten-zione della fornitura.

Limiti della fornituraQuesti limiti devono essere chiaramente e fisica-mente indicati per tutte le parti della fornitura. Sideve verificare che nessun pezzo rimasto escluso.

Per il sistema idraulicoSul lato monte, il limite pu essere la griglia e losgrigliatore, se esistono, o il primo dispositivo dichiusura idraulica (saracinesche, paratoie o valvo-le) o qualunque altra sezione adatta.

Sul lato valle, il limite pu essere definito dallaparte terminale del tubo aspiratore o delle saraci-nesche o paratoie, o da qualunque altra sezioneadatta.

Per il sistema elettricoQuesto pu comprendere tutte le apparecchiatureelettriche fino al primo punto di collegamento allarete che deve essere definito dallacquirente.

Elementi che non sono di solito compresi nella fornituraGeneralmente non sono inclusi:

a) opere civili;b) telemisurazione e telecomandi.


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3.3 Specifications of the elements of the plantWithout overlooking the criterion of simplicitywhich this type of installation requires, the se-lection of good quality materials, suitable tech-nology and good machine characteristics hasthe advantage of affording reliability and prolongedlife of the plant.

3.3.1 Trashrack and rack cleanerThe opening between the bars of the gratingshould be as large as possible, but less than theminimum dimension of the hydraulic circuitdownstream (e.g. in Francis turbines, the mini-mum opening between the blades of the run-ner). Specify that the racks should be able tosupport the loads which can be produced whenthey are completely obstructed.

The rack cleaning machine, if it is required,could be manual or automatic, but in any event,the clearing away, transporting and dumping ofthe debris should be taken into account.

3.3.2 Water-level controlAccording to the operation of the plant, thecontrol of level could be for information, andalso for protection and auxiliary regulation.

The elements of level control are generallyplaced upstream of the unit (intake, dam, etc.)although in some cases it might be necessary tocontrol the downstream level (flow require-ments, downstream plant, etc.).

If the level measuring equipment is very remotefrom the power station, it shall be protected, to-gether with the connecting line, against electri-cal surge. This is particularly important whenelectronic devices are used.

Moreover, the level control equipment (andother associated equipment) should be protect-ed against damage from environmental causesor caused by a third party.

For low head stations, in most instances, thelevel control can be tapped at turbine inlet in-side the power station.

3.3.3 Discharge closure devices (see Figure 7)The unit should be protected by at least oneclosure device, which in an emergency wouldclose due to lack of electrical signal or activa-tion by electrical signal. This device may be theguide vanes or the admission of air in a si-phon-type turbine.

The opening of the gates and valves is generallyperformed by means of an actuator and withbalanced upstream and downstream pressures.The actuator shall have sufficient power to ena-ble it to open the device under unbalancedpressures.

Specifiche degli elementi dimpiantoSenza trascurare il criterio di semplicit richiestoda questo tipo di impianto, la scelta di materiali dibuona qualit, di tecnologie adeguate e di buonecaratteristiche, garantiranno affidabilit e lungavita allimpianto.

Griglia e sgrigliatoreLapertura tra le barre della griglia deve essere lapi larga possibile, ma inferiore alla dimensioneminima del circuito idraulico di valle (per es. nel-le turbine Francis lapertura minima tra le paledella girante). Specificare che le griglie devonoessere in grado di sopportare i carichi che si pos-sono produrre quando esse sono completamenteostruite.

Lo sgrigliatore, se richiesto, pu essere a funzio-namento manuale o automatico, ma in ogni casobisogna prendere in considerazione la rimozione,il trasporto e leliminazione dei corpi estranei.

Controllo del livello dellacquaA seconda del funzionamento dellimpianto, il con-trollo del livello pu essere utilizzato a scopo infor-mativo e anche protettivo, e come regolazione ausi-liaria.

I componenti del controllo di livello sono general-mente posti a monte del gruppo (presa dacqua, sbar-ramento ecc.) sebbene in alcuni casi pu essere ne-cessario controllare il livello di valle (requisiti dellaportata richiesta, centrale a valle ecc.).

Se lapparecchiatura per la misurazione del livello molto lontana dalla centrale, essa deve essereprotetta, insieme alla linea di collegamento, con-tro le sovratensioni. Ci particolarmente impor-tante quando si utilizzano dispositivi elettronici.

Inoltre, lapparecchiatura di controllo del livello(ed altra apparecchiatura associata) deve essereprotetta contro danni causati dallambiente o da terzi.

Per le centrali a bassi salti, nella maggior parte deicasi, il controllo del livello pu essere effettuatoallingresso della turbina allinterno della centrale.

Dispositivi di intercettazione della portata (Fig. 7)Il gruppo deve essere protetto da almeno un di-spositivo di intercettazione, che in caso di emer-genza si chiude in seguito alla mancanza di segnaleelettrico o allattivazione di segnale elettrico. Questodispositivo pu essere costituito dalle pale direttrici odallimmissione daria in una turbina del tipo a sifone.

Lapertura delle paratoie e delle valvole viene ge-neralmente eseguita tramite un attuatore e conpressioni di monte e di valle equilibrate. Lattua-tore deve avere potenza sufficiente per essere ingrado di aprire il dispositivo sotto pressioni nonequilibrate.


The closure should be guaranteed under anycircumstances for reasons of safety:

a) for gates, closure should be affected bytheir own weight;

b) while for valves and guide vanes acting assafety closing devices and not having aclosing tendency, closure should be effect-ed by a counterweight or any other devicehaving an equivalent effect.

For the correct and lasting operation of thestop-logs and gates, it is necessary to maintainthe parallelism of the fixed guides.

The valves and the gates should be designed towithstand a test pressure of 1,5 times the maxi-mum total pressure, including surge, and to becapable of stopping the maximum discharge,including broken penstock flow conditions.

It is important to study the sealing systems andto specify the guaranteed limit of leakage to bepermitted (e.g. in litres/minute). It is recom-mended that the seals be replaceable.

3.3.3.1 Stop-logs or maintenance gatesIn certain cases, these could act as a secondaryclosure device, independent of the turbine.

3.3.3.2 Intake and head gates and valvesIf these devices are necessary, it is essential tostudy their closing rates and consequences onclosing to avoid unfavourable disturbances inthe waterway and hydraulic units. Suitable vent-ing of the penstock downstream of the closuredevice is necessary to prevent the collapse ofthe penstock or serious damage to the waterconveying structure.

3.3.3.3 Inlet valves for unit protectionIf the penstock is short and there is an intakegate, inlet valves are not always necessary.Ifseveral units are fed by the same penstock, it isrecommended that separate valves for each unitbe installed.

In the case of Bulb or Kaplan turbines, the useof a valve on the tail-race side can in some cas-es, be more conductive.

The effective rate of closure should be studiedwith care, establishing the optimum relation be-tween the overspeed of the unit and the over-pressure in the penstock in accordance with therelevant equipment.

It is especially important that the closure of theinlet valve be slow, with the aim of reducingthe overpressure caused by the water hammereffect (and thus influencing the design of thehydraulic pipeline), but it may result in an in-creased overspeed.

La chiusura deve essere garantita in qualunquecircostanza per ragioni di sicurezza:

a) per le paratoie, la chiusura deve essere attuatadal loro stesso peso;

b) per le valvole e le pale direttrici che agisconocome dispositivo di sicurezza, non avendoquesta tendenza a chiudere, la chiusura deveavvenire tramite contrappeso o un qualunquealtro dispositivo avente effetto equivalente.

Per avere un funzionamento corretto e durevoledelle paratoie e delle saracinesche, necessarioassicurare il parallelismo delle guide fisse.

opportuno che le valvole e le paratoie sianoprogettate in modo da sopportare una pressionedi prova equivalente a una volta e mezzo la pres-sione massima totale, includendo le oscillazioni,ed essere in grado di intercettare la portata massi-ma, includendo le condizioni di flusso con con-dotta forzata rotta.

importante studiare i sistemi di tenuta e specifi-care il limite garantito di perdite ammesse (per es.in litri/minuto). Si raccomanda che le tenute pos-sano essere sostituite.

Saracinesche o paratoie di manutenzioneIn certi casi queste possono agire come dispositi-vo di chiusura secondario, indipendente dalla tur-bina.

Organi di presa e paratoie di sfioroSe questi dispositivi sono necessari, essenzialestudiare le loro leggi di chiusura e le conseguenzedella chiusura in modo da evitare perturbazionifastidiose nelle vie dacqua e nei gruppi idraulici. necessario prevedere unadeguata aerazionedella condotta forzata a valle del dispositivo dichiusura per evitare il collasso della condotta for-zata stessa o danni seri alle opere di adduzione.

Valvole di macchina per la protezione dei gruppiSe la condotta forzata corta e c un organo dipresa, le valvole di macchina non sono semprenecessarie. Se diversi gruppi vengono alimentatidalla stessa condotta, si raccomanda di utilizzareuna valvola separata per ogni gruppo.

Nel caso di turbine bulbo o Kaplan, pu essere inalcuni casi pi vantaggioso installare la valvola oparatoia a valle della turbina.

opportuno studiare con cura leffettiva velocitdi chiusura, stabilendo il rapporto ottimale tra lasovravelocit del gruppo e la sovrapressione nellacondotta forzata in relazione allapparecchiaturautilizzata.

particolarmente importante che la chiusura del-la valvola di macchina avvenga lentamente alloscopo di ridurre la sovrapressione dovuta al colpodariete (influenzando cos la progettazione dellacondotta), ma ci pu portare ad un aumentodella sovravelocit.


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3.3.4 PenstockIt is advisable to use standard diameter andthickness pipes for the penstock. It should beverified that penstocks can withstand 1,5 timesthe maximum total pressure including surge towhich it is subjected, taking into account thewater hammer effect produced by a hydraulicshut-off device or sometimes when the unitgoes to runaway. The presence of a surgechamber at an appropriate position in the hy-draulic pipeline will help to reduce pressure ris-es and pressure drops when the operating con-ditions are modified.

In some cases, it may be necessary to bury thepenstock to protect it against rock fall, ava-lanches or ice. It should be studied whether ananti-vacuum device is required.

Once the turbine is defined, the calculations forthe water hammer effect may be confirmed bythe supplier. It is very important to bear in mindthat overpressures affect the design of the pen-stock, and vice versa. Depending on the pen-stock length and unit power output, pressurerises may be decreased at the cost of increasingthe overspend of the unit.

For the case of long penstocks and low dis-charge, the use of pressure relief valves (dis-charge valve) is to be taken into consideration.Since this is a safety device, it calls for carefulchecking and maintenance.

The use of materials other than steel for manu-facturing the penstock may be considered.

3.3.5 Turbine (see Figure 8)Without wishing to exclude any particular typeof construction, it should be noted that the ma-jority of turbines are of the impulse or reactiontype.

Figure 5 gives some indication of the range cov-ered by the largest family of turbines (Pelton,Francis, Kaplan, propeller, and cross-flow) as afunction of head and discharge. The limits ofoperation of these turbines vary according tothe supplier.

In all cases it is necessary that the turbines havegood resistance to fatigue, cavitation, erosionand corrosion according to the conditions im-posed by the quality of the water.

The material of the unit, especially the runnerand other parts subject to wear, should be easi-ly repairable. Each case should be studied indi-vidually bearing in mind the operating condi-tions (operational time and down time).

In general, all points of articulation and axesshould be constructed in corrosion-resistant ma-

Condotta forzataPer la condotta forzata consigliabile utilizzaretubazioni con diametro e spessore normalizzati. opportuno verificare che la condotta possa sop-portare una volta e mezzo la pressione massimatotale comprendendo le oscillazioni a cui sog-getta, tenendo conto del colpo dariete prodottosia da un dispositivo di chiusura idraulico sia dal-la turbina in velocit di fuga. La presenza di unpozzo piezometrico in un punto adeguato dellad-duzione e/o scarico aiuta a ridurre le variazioni dipressione quando vengono modificate le condi-zioni di funzionamento.

In alcuni casi pu essere necessario sotterrare lacondotta forzata per proteggerla dalla caduta dimassi, valanghe o ghiaccio. importante studiarese necessario un dispositivo anti vuoto.

Una volta definita la turbina, i calcoli del colpodariete possono venire confermati dal fornitore. molto importante tener presente che le sovra-pressioni influenzano la progettazione della con-dotta forzata e viceversa. Daltra parte a secondadella lunghezza della condotta forzata e della po-tenza generata dal gruppo, le sovrapressioni pos-sono essere ridotte a costo di aumentare la sovra-velocit del gruppo.

Nel caso di condotte forzate lunghe e basse porta-te, bisogna prendere in considerazione la possibi-lit di utilizzare scarichi sincroni. Poich questisono dispositivi di sicurezza, richiedono accuraticontrolli e manutenzione.

Si pu prendere in considerazione la possibilit diutilizzare materiali diversi dallacciaio per costrui-re la condotta forzata.

Turbina (Fig. 8)Senza voler escludere nessun particolare tipo dicostruzione, conviene tener presente che la mag-gioranza delle turbine sono del tipo ad azione o areazione.

La Fig. 5 fornisce alcune indicazioni del campo diapplicazione coperto dalla pi grande famiglia diturbine (Pelton, Francis, Kaplan, a elica, e a flussotrasversale) in funzione del salto e della portata. Ilimiti di funzionamento di queste turbine varianoa seconda del fornitore.

In tutti i casi necessario che le turbine abbianobuona resistenza alla fatica, alla cavitazione,allerosione e alla corrosione conformemente allecondizioni imposte dalla qualit dellacqua.

Il materiale di base del gruppo, specialmente del-la girante e delle altre parti soggette ad usura,deve essere facilmente riparabile. Ogni caso deveessere studiato individualmente tenendo presentile condizioni di funzionamento (tempo di funzio-namento e tempo di fermata).

In genere, tutti i cinematismi e gli assi devono es-sere costruiti con materiali resistenti alla corrosio-


terials and the corresponding bushings shouldbe of the self-lubricating type.

The horizontal, vertical or inclined arrangementof the unit has an important influence on theamount of civil work and the ease of access andmaintenance.

3.3.5.1 Impulse turbine (Pelton, ...)It is generally recommended that its closing de-vices should have a natural tendency to closeduring load rejections. The needles should actslowly to reduce the pressure rise and if there isa deflector it should act quickly.

The nozzle and the needle of the injectorshould be very resistant to erosion and readilyreplaceable.

The buckets are also parts which are subject tosevere erosion (they should be easily repaira-ble) and subject to severe fatigue due to repeat-ed impact from the water jets (careful choice ofmaterials, good mechanical design, and gener-ally low stress levels are required).

3.3.5.2 Reaction turbine (Francis, Kaplan, propeller, ...)In general, a higher setting of the machineabove tailwater level will lead to larger turbinedimensions and slower running speeds in orderto avoid cavitation and conversely a lower set-ting results in smaller turbine dimensions, fasterrunning speeds but generally more expensivecivil works.

It is recommended that the articulating parts ofa guide vane apparatus be made of self-lubricat-ing material. A suitable device (breaking orequivalent) to avoid obstructions betweenguide vanes being extended to the circle of theguide vanes is necessary.

The materials used for the fixed and the mova-ble parts (especially the runner labyrinths)should be resistant to erosion. Depending onthe size of the turbine and the operating condi-tions, it is advantageous for the labyrinths, run-ner and joints to be easily dismantled.

The shaft seal of the turbine is an item whichshould be studied with care and designed forease of maintenance and replacement.

3.3.5.3 Guide and thrust bearingsThe shaft system should be designed to mini-mise the number of bearings. It is essential tostudy the turbine and generator bearings as asystem. In the choice between journal, ball orroller bearings, attention should be given totheir ability to withstand vibrations, eddy cur-rents and runaway conditions.

ne e le bussole corrispondenti devono essere deltipo auto-lubrificante.

La disposizione orizzontale, verticale o inclinatadel gruppo influenza in modo considerevole lam-montare delle opere civili e la facilit di accesso edi manutenzione.

Turbine ad azione (Pelton, ...)Si raccomanda in generale che i suoi dispositivi dichiusura abbiano una tendenza naturale a chiude-re durante gli stacchi di carico. opportuno chele spine chiudano lentamente per ridurre lau-mento di pressione e, se c un tegolo, opportu-no che intervenga velocemente.

bene che il bocchello e la spina delliniettore si-ano molto resistenti allerosione e di facile sostitu-zione.

Anche i cucchiai sono parti molto soggette aderosione (si devono poter riparare facilmente) esottoposte a fatica a causa del ripetuto impattocon il getto dacqua (si richiedono unaccurata sceltadei materiali, una buona progettazione meccanica ein genere bassi livelli di sollecitazione).

Turbine a reazione (Francis, Kaplan, a elica, ....)Generalmente, pi alto il posizionamento dellaturbina sopra il livello del bacino di valle pi lamacchina deve avere maggiori dimensioni e mi-nori velocit di funzionamento allo scopo di evi-tare la cavitazione e nel caso opposto, pi basso il suo posizionamento pi piccole saranno le di-mensioni richieste e maggiori le velocit di mar-cia, ma in genere le opere civili sono pi costose.

Si raccomanda che i cinematismi delle pale diret-trici siano fatte con materiale auto-lubrificante. necessario prevedere un dispositivo appropriato(di rottura o equivalente) che aiuti ad evitare chele ostruzioni tra pale direttrici propaghino il loroeffetto a tutto il complesso delle direttrici.

I materiali utilizzati per le parti fisse e mobili (inparticolare i labirinti della girante) devono essereresistenti allerosione. A seconda della dimensio-ne della turbina e delle condizioni di funziona-mento, auspicabile che i labirinti, la girante e igiunti siano facilmente smontabili.

La tenuta dellalbero della turbina un elementoche deve essere studiato con cura e progettato inmodo da renderne facile la manutenzione e la so-stituzione.

Supporti di guida e spintaIl sistema dellalbero deve essere progettato inmodo da richiedere il minimo numero possibiledi supporti. essenziale studiare i supporti dellaturbina e del generatore come un unico sistema.Nello scegliere tra supporti a strisciamento, a sfe-re o a rulli occorre prestare particolare attenzionealla loro capacit di sopportare le vibrazioni, lecorrenti vaganti e le condizioni di fuga.


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If the unit size allows it and for reasons of sim-plicity, the use of self-lubricating bearings is tobe considered.

3.3.5.4 Shaft coupling, direct or with speed increaserThe shaft coupling, if any, between the turbineand the generator can be direct or through aspeed increaser which allows the use of stand-ardized or higher speed generators with smallerdimensions. The most widely used speed in-creasers are of the gear or belt type. If gears areused, then efficiency, runaway conditions, lev-els of noise and vibration, and life expectancyshould be taken into account.

In order to minimise alignment problems, flexi-ble couplings can be considered, especially inthe case of long-shafted horizontal units. In thiscase the critical speed has to be checked.

3.3.5.5 Monitoring and protectionIn principle, two levels of protection can bespecified: alarm and tripping.

Elements to be considered are:

a) speed of rotation; b) oil level in the bearings; c) circulation of lubricant; d) oil level of the governor system; e) oil level of the speed increasers; f) bearing temperature; g) oil temperature of the governor system; h) oil temperature of speed increasers;

i) oil pressure of the governor system; j) circulation of cooling water.Immediate tripping is required for items a), c),i) and j). Items b), d), e), f), g) and h) may havean alarm annunciated first if the station ismanned allowing corrective action to be taken,but in any case, in the absence of corrective ac-tion, tripping will eventually follow. In somecases, braking is used to reduce the time tostandstill.

It is recommended that two independent over-speed shut-down devices be used on largerunits which might not be designed for continu-ous runaway.

The pressure tappings needed (for tests and op-eration) should be provided upstream anddownstream as required.

3.3.5.6 Governing systemsIt is necessary to specify if operation will be inparallel with a grid or on an isolated load sys-tem. A plant connected to the grid at a single

Se le dimensioni del gruppo lo permettono, e perragioni di semplicit, si deve prendere in conside-razione la possibilit di utilizzare supporti auto-lu-brificanti.

Accoppiamento dellalbero, diretto o con moltiplicatoreLaccoppiamento dellalbero, quando previsto, trala turbina e il generatore pu essere diretto o rea-lizzato tramite un moltiplicatore di velocit chepermette di utilizzare generatori normalizzati o adalta velocit di dimensioni pi piccole. I moltipli-catori di velocit pi diffusi sono quelli del tipoad ingranaggi o a cinghia. Se si utilizzano gli in-granaggi, bisogna tenere conto del rendimento,delle condizioni di fuga, dei livelli di rumore e divibrazione e della durata della macchina.

Per minimizzare i problemi di allineamento, sipossono utilizzare accoppiamenti flessibili, spe-cialmente nel caso di gruppi ad assi orizzontalilunghi. In questo caso bisogna controllare la velo-cit critica.

Monitoraggio e protezioniIn linea di principio si possono specificare due li-velli di protezione: allarme e blocco.

Gli elementi da considerare sono:

a) velocit di rotazione;b) livello dellolio nei supporti;c) circolazione del lubrificante;d) livello dellolio nel sistema di regolazione;e) livello dellolio nei moltiplicatori di velocit;f) temperatura del supporto;g) temperatura dellolio del sistema di regolazione;h) temperatura dellolio dei moltiplicatori di ve-

locit;i) pressione dellolio nel sistema di regolazione;j) circolazione dellacqua di raffreddamento.I punti a), c), i) e j) richiedono un blocco imme-diato. Per i punti b), d), e), f), g) e h) pu essereprevisto un primo allarme che d la possibilit, sela centrale presidiata, di praticare degli interven-ti, ma che sar comunque seguito, in mancanza diazioni correttive, da un blocco. In alcuni casi, sipu utilizzare la frenatura per ridurre il tempo difermata.

Si raccomanda di utilizzare due dispositivi indi-pendenti per larresto di emergenza contro la so-vravelocit per i gruppi di grandi dimensioni chepossono non essere stati progettati per la fugacontinua.

opportuno che a monte e a valle siano previstele prese di pressione necessarie (per le prove edil funzionamento), come richiesto.

Sistemi di regolazione necessario specificare se il funzionamento av-verr in parallelo con una rete o su una rete sepa-rata. Un impianto collegato alla rete in un singolo


point by a long transmission line will be an in-termediary case.

A) Operating in parallel with a large gridThe governor (or gate positioner) operateson the turbine opening device with, as aminimum requirement, proportional controlwith opening feedback.The controlled parameter could be:a) discharge;b) water level (run-of-river without con-

straints);c) power.

B) Operating on an isolated load systemThe speed governor operates on the turbineopening device with, as a minimum re-quirement, proportional and integral controlwith opening and speed feedback.It is very important to establish the compro-mise between the quality of the regulationand its cost (inertia and speed of the unit,variations in pressure and speed) when ana-lyzing the entire hydraulic system.It is necessary to define explicitly the quali-ty of the frequency regulation of the net-work to be supplied (fluctuation limits andspeed of response) and its influence on thehydraulic system (pressure variations). Theinformation required by the supplier is tobe shown in the tender enquiry, as de-scribed in clause 2.4.For the two modes of operation, it is neces-sary to study the behaviour upon suddenload changes (pressure rises, pressuredrops, overspeed, etc.). The effects are im-portant for the hydraulic system (pipelinematerial thickness, type of materials) andfor the mechanical system (bearings, fly-wheels, seal clearances, speed increasers,etc.).The regulating system should have a suffi-cient reserve of energy to guarantee anemergency shut-down.The governor is generally actuated by anoil-pressure system. This same oil pressuresystem can also be used for operating theinlet valve or gate.For units with low power, and in the inter-est of simplicity, the governor actuation canbe from an electric-mechanical system rath-er than an oil pressure system.If there are several units in the plant (see2.2.6) it is important to study the laws ofload distribution (which can be instructionsto the operators, or the permanent speeddroop setting on each machine).

punto da una lunga linea di trasmissione costitui-sce un caso intermedio (centrale in antenna).

A) Funzionamento in parallelo con una grande reteIl regolatore (o posizionatore di apertura) agi-sce sul dispositivo di apertura della turbinaavendo almeno una regolazione proporziona-le e un asservimento allapertura.Il parametro comandato pu essere:a) portata;b) livello dellacqua;

c) potenza.B) Funzionamento su una rete separata

Il regolatore di velocit agisce sul dispositivodi apertura della turbina avendo almeno unaregolazione proporzionale e integrale e un as-servimento allapertura e alla velocit. molto importante trovare un compromessotra la qualit della regolazione ed il suo costo(inerzia e velocit del gruppo, variazioni dipressione e di velocit) nellanalizzare linterosistema idraulico. necessario definire esplicitamente la qualitdella regolazione di frequenza della rete chedeve essere fornita (limiti di variazione e ve-locit di risposta) e la sua influenza sul siste-ma idraulico (variazioni di pressione). Le in-formazioni richieste dal fornitore devonoessere indicate nella richiesta dofferta, comedescritto in 2.4.Per i due modi di funzionamento, necessa-rio studiare il comportamento causato da va-riazioni improvvise di carico (sovrapressioni,depressioni, sovravelocit ecc.). Gli effettisono importanti per il sistema idraulico (spes-sore del materiale delle tubazioni, tipo di ma-teriali) e per il sistema meccanico (supporti,volani, gioco delle tenute, moltiplicatori di ve-locit ecc.). opportuno che il sistema di regolazione ab-bia abbastanza energia di riserva per poter ga-rantire una chiusura di emergenza.Il regolatore generalmente azionato da unsistema oleodinamico. Questo stesso sistemaoleodinamico pu essere utilizzato anche per farfunzionare la valvola di macchina o la paratoia.Per macchine di piccola potenza, e nellinte-resse della semplicit, il regolatore pu essereazionato da un sistema elettromeccanico anzi-ch da un sistema oleodinamico.Se la centrale dotata di diversi gruppi (2.2.6) importante studiare le leggi di distribuzionedel carico (che possono essere istruzioni perloperatore, o la regolazione separata dellostatismo permanente per ogni macchina).


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3.3.5.7 Auxiliary equipment for the turbineA) Cooling

Whenever possible, and in the interests ofsimplicity, self-cooling bearings shall bespecified.It will be necessary to check that the as-sumptions made in the calculations are inaccordance with the actual ambient condi-tions (water-air).

B) LubricationLocally obtained oils should be suitable forthe lubrication requirements. It is necessaryto know and respect minimum and maxi-mum allowable working temperature of theoil.

C) Water settling and filtering system for auxil-iariesClean water is to be used whenever possi-ble. Where the water contains suspendedsolids, a suitable settling and filtering sys-tem will protect the auxiliaries. A closedloop cooling system with a heat exchangercan also be used.

D) Dewatering and drainage systemSuitable equipment is required for dewater-ing and draining leakage water.

E) Auxiliary pipingIn order to avoid corrosion in metal pipesby galvanic action, it is recommended thatmetal piping should be made of the samematerial throughout its entire length. Valvesmanufactured in brittle materials, such asgrey cast iron, should be used with cautionand only for low pressures.

3.3.6 GeneratorThere are basically two types of alternating cur-rent generators: synchronous and asynchronous(or induction) generators. The choice of thetype to be used depends on the characteristicsof the grid to which the generator will be con-nected and also on the generators operationalrequirements.

Synchronous generators are used in the case ofisolated load networks or wherever the unit hasa significant influence on the network. In someparticular cases, asynchronous generators mayalso be used.

In the case of large networks, both types ofgenerator can be used.

Before making a decision on the type of gener-ator to be used, it is important to take the fol-lowing points into consideration:

n a synchronous generator can regulate thegrid voltage and supply reactive power tothe network. It can therefore be connectedto any type of network.

n an asynchronous generator has a simpleroperation, requiring only the use of a ta-chometer to couple it to the grid. As themachine is coupled to the grid there is a

Apparecchiatura ausiliaria della turbinaA) Raffreddamento

Per quanto possibile, e per ragioni di sempli-cit, si utilizzeranno supporti auto-refrigeranti.

necessario verificare che le ipotesi fatte du-rante i calcoli siano in accordo con le realicondizioni ambientali (acqua-aria).

B) Lubrificazione opportuno che gli olii reperibili localmentepossano soddisfare le esigenze di lubrificazi-one. necessario conoscere e rispettare latemperatura minima e massima che lolio puraggiungere durante il funzionamento.

C) Sistema di decantazione e filtraggio dellacquaper gli ausiliari bene utilizzare acqua pulita. Se lacqua con-tiene solidi sospesi, un adeguato sistema didecantazione e filtraggio protegge gli ausiliari.Si pu anche utilizzare un sistema di raffred-damento a ciclo chiuso con uno scambiatoredi calore.

D) Sistema di svuotamento e di drenaggio necessario prevedere unadeguata apparec-chiatura per lo svuotamento del gruppo ed ildrenaggio delle acque di fuga.

E) Tubazioni ausiliariePer evitare la corrosione nei tubi causatadallazione galvanica, si raccomanda che letubazioni di metallo siano fatte dello stessomateriale per tutta la loro lunghezza. Le val-vole costruite con materiali fragili, come il fer-ro fuso grigio, devono essere utilizzate concautela e soltanto per basse pressioni.

GeneratoreCi sono fondamentalmente due tipi di generatoria corrente alternata: generatori sincroni e asincro-ni. La scelta del tipo da utilizzare dipende dallecaratteristiche della rete alla quale il generatoredovr essere collegato ed anche dalle esigenzeoperative del generatore.

I generatori sincroni vengono utilizzati nei casi direte isolata o laddove il gruppo ha uninfluenzasignificativa sulla rete. In alcuni casi particolari sipossono utilizzare anche i generatori asincroni.

Nelle reti di grandi dimensioni si possono utilizza-re entrambi i tipi di generatori.

Prima di prendere una decisione riguardo al tipodi generatore da utilizzare, importante prenderein considerazione i seguenti punti:

n un generatore sincrono pu regolare la ten-sione della rete e fornire ad essa potenza reat-tiva. Esso pu quindi essere collegato a qua-lunque tipo di rete;

n un generatore asincrono ha un funzionamen-to pi semplice poich esso richiede soltantoluso di un tachimetro per accoppiarlo alla re-te. Appena la macchina viene collegata alla


transient voltage drop, and once coupled tothe grid the generator absorbs reactivepower from it. Where the power factorneeds to be improved, a capacitor bank willbe necessary. The efficiency of an asyn-chronous generator is generally lower thanthat of a synchronous one.

Standardized or upgraded mass-produced ma-chines should be used where possible. Mostof-the-shelf or mass-produced machines aredesigned for lower overspeed values (typically1,25 to 1,50 times rated speed) than are experi-enced with hydraulic turbines. Therefore, suchgenerator designs should be checked for tur-bine runaway conditions.

Climatic conditions (ambient temperatures, alti-tude, humidity) can affect the choice of theclass of insulation level and temperature rises.

The cooling system of the generator shall beevaluated. In the case where heat from the gen-erator is expelled into the powerhouse sufficientpowerhouse ventilation shall be provided.

If necessary, a braking system (either air or oiloperated) should be considered.

3.3.6.1 Synchronous generatorsSynchronous generators are generally usedwhen operating on an isolated load network,except for the case of special climatic condi-tions, their main features being:

a) Stator: See 3.3.6.2.b) Rotor: The insulation levels should normally

be Class F and temperature rises Class B.

c) Excitation equipment:It is recommended that a system requiringthe least maintenance be chosen (e.g. staticbrushless excitation).

d) Voltage regulating equipment:The aim should be simplicity with a view tomaintenance. This equipment could be in-cluded in the control system.

e) Synchronizing equipment:May be manual and/or automatic. The syn-chronization should cover the voltage, fre-quency and phase. Normally this equip-ment is included in the automatic controlsystem.

f) Power factor:Between 0,8 and 1,0, depending on the re-active power requirements.

In the interest of safety, units with synchronousgenerators should be designed to withstandcontinuous runaway conditions. if for any rea-son, the unit is unable to withstand continuousrunaway conditions, the period which they are

rete, avviene una caduta di tensione transito-ria, e una volta accoppiato alla rete il genera-tore assorbe da essa potenza reattiva. Quandoil fattore di potenza deve essere migliorato necessario avere una batteria di condensatori.Il rendimento del generatore asincrono ge-neralmente inferiore di quello del generatoresincrono.

Si raccomanda di utilizzare, quando possibile,macchine normalizzate o macchine migliorateprodotte in serie. La maggior parte delle macchi-ne prodotte in serie o fuori standard sono proget-tate per valori di sovravelocit pi bassi (tipica-mente da 1,25 a 1,50 volte la velocit nominale)di quelli che si hanno con le turbine idrauliche.Perci, la progettazione di questi generatori devetener conto delle condizioni di fuga della turbina.

Le condizioni climatiche (temperatura ambiente,altitudine, umidit) possono influenzare la sceltadella classe del livello di isolamento e la sovra-temperatura.

Si deve valutare il sistema di raffreddamento delgeneratore. Nel caso in cui il calore del generato-re confluisca allinterno della centrale, si deve prov-vedere ad unadeguata ventilazione della stessa.

Se necessario, si prender in considerazione luti-lizzo di un sistema di frenatura (azionato ad aria oad olio).

Generatori sincroniI generatori sincroni sono di solito utilizzati per ilfunzionamento in rete isolata, ad eccezione delcaso in cui vi siano particolari condizioni climati-che. Le principali caratteristiche sono:

a) Statore: Vedi 3.3.6.2.b) Rotore: Il livello di isolamento deve essere

normalmente di Classe F e le sovratemperatu-re di Classe B.

c) Sistema di eccitazione:Si raccomanda di scegliere un sistema che ri-chieda la minor manutenzione possibile (peresempio leccitazione statica senza spazzole).

d) Dispositivo per la regolazione della tensione:Lo scopo deve essere la semplicit con parti-colare attenzione per la manutenzione. Que-sto dispositivo pu essere incluso nel sistemadi controllo.

e) Dispositivo di sincronizzazione:Pu essere manuale e/o automatico. La sin-cronizzazione deve normalmente essere fattain funzione della tensione, della frequenza edella fase. Di norma, questo dispositivo in-cluso nel sistema di controllo automatico.

f) Fattore di potenza:Tra 0,8 e 1,0 a seconda delle richieste di po-tenza reattiva.

Per ragioni di sicurezza, i gruppi dotati di genera-tori sincroni devono essere progettati per soppor-tare permanentemente condizioni di fuga. Se perqualunque motivo il gruppo non in grado disopportare permanentemente le condizioni di fu-


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able to withstand such conditions shall be stat-ed.

3.3.6.2 Asynchronous (induction) generatorAsynchronous generators are generally usedwhen connected to a large grid, except in thecase of special climatic conditions.

a) Stator: Class F insulation level and Class Btemperature rises are recommended.

b) Rotor: Squirrel cage construction, Class F in-sulation and Class B temperature rises arerecommended.These units should be designed to with-stand continuous runaway conditions.

c) Voltage and speed: The selection of voltageand speed affects the possibility of using astandard machine.

3.3.6.3 Guide and thrust bearingsAs with turbines, see 3.3.5.3.

3.3.6.4 Monitoring and protectionAs with turbines, two levels of protection canbe specified: alarm and tripping.

The following are normally monitored:

a) stator temperature; b) overcurrent (stator and rotor); c) earth fault with current limits (stator and ro-

tor); d) maximum and minimum voltage; e) power reversal; f) over/under frequency; g) oil level in the bearing sump; h) bearing temperature; i) cooling air temperature.Immediate tripping is required for items b), c),d), e) and f). Items a), g), h) and i) may have analarm annunciated if the station is manned al-lowing corrective action to be taken, but in anycase, in the absence of corrective action, trip-ping will eventually follow.

Depending on the individual case, heatingequipment to prevent condensation may be re-quired.

It is advisable to consider differential protectionwhen the size of the generator and/or its envi-ronment justifies it.

The instruments and devices generally recom-mended for monitoring and protection are asfollows: voltmeter, ammeter, wattmeter, energymeter, power factor meter, tachometer, hours ofoperation counter, synchroniser, water-leveland/or pressure indicator, turbine opening indi-cator, emergency stop device, short-circuit cur-rent protection, overcurrent protection, reverse

ga, bisogna dichiarare per quanto tempo in gra-do di sopportarle.

Generatore asincronoI generatori asincroni sono di solito utilizzati concollegamenti a grandi reti.

a) Statore: Si raccomanda la Classe F per il livel-lo di isolamento e la Classe B per le sovratem-perature.

b) Rotore: Si raccomanda di scegliere una costru-zione a gabbia di scoiattolo, la Classe F per liso-lamento e la Classe B per le sovratemperature.Queste unit devono essere progettate inmodo da sopportare permanentemente condi-zioni di fuga.

c) Tensione e velocit: La scelta della tensione edella velocit influisce sulla possibilit di usa-re una macchina normalizzata.

Supporti di guida e spintaCome per la turbina, vedi 3.3.5.3.

Monitoraggio e protezioniCome per la turbina, si possono specificare due li-velli di protezione: allarme e blocco.

Vengono normalmente controllati:

a) temperatura dello statore;b) sovracorrente (statore e rotore);c) guasto di terra con limiti di corrente (statore e

rotore);d) tensione massima e minima;e) inversione di potenza;f) massima/minima frequenza;g) livello dellolio nella cassa del supporto;h) temperatura del supporto;i) temperatura dellaria di raffreddamento.Il blocco immediato richiesto per b), c), d), e) ef). Per i punti a), g), h), e i) pu essere previstoun primo allarme che d la possibilit, se la cen-trale presidiata, di praticare degli interventi, mache sar comunque seguito, in mancanza di azio-ni correttive, da un blocco.

A seconda dei singoli casi, si pu richiedere unapparecchio per il riscaldamento per impedire laformazione di condensa.

consigliabile considerare protezioni differenzialiquando la dimensione del generatore e/o del si-stema elettrico lo giustifica.

Gli strumenti e i dispositivi generalmente racco-mandati per effettuare il monitoraggio e la prote-zione sono i seguenti: voltmetro, amperometro,wattmetro, contatore di energia, misuratore delfattore di potenza, tachimetro, contatore delle oredi funzionamento, sincronizzatore, indicatore dellivello dellacqua e/o della pressione, indicatoredellapertura della turbina, dispositivo per la fer-


power relay, frequency monitor, voltage moni-tor, bearing monitor.

3.3.7 Automatic control systemThe characteristics and extent of the automationdepend upon the type of operation of the plant(manned, unmanned, telecontrolled), the quali-fications of the staff, etc.

A simple manual control panel or an automaticsequencer with all the command and controlfunctions may be used.

It is necessary to study the solution which bestsuits the individual case, bearing in mind theoperational requirements and the cost. In thisrespect, it is very important to consider the con-sequences of a breakdown (plant shut-down,stock of spare parts, possibility of manual oper-ation, black start, etc.).

Depending on the site, two types of control canbe considered:

a) local (near to the item to be monitored orprotected);

b) remote (distant from the item to be moni-tored, situated inside or outside the plant).

In each case, the best solution from the point ofsimplicity and effectiveness should be chosen:

a) the automation should be as simple as pos-sible to avoid breakdowns and

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