Implicazioni della DK5600 sulla Protezione Generale PG dell ......2006/05/23 · “Schneider...

Implicazioni della DK5600 sulla Protezione Generale PG dell’Utente e relative soluzioni .

L’esperienza di Schneider Electric.

Rovereto (TN)

23 Maggio 2006

DG_PG_DK5600_ENEL_Alma presentazione: Dicembre 2005 2

DK 5600: campo di applicazione

Per sistema di protezione del cliente si intende l’insieme costituito da:

•Dispositivo generale DG

•Protezione generale PG

•Riduttori di corrente TA

•Riduttori di tensione TV

Riduttori che alimentano la protezione PG.


DK 5600: dispositivo generaleIl dispositivo generale DG del cliente, che deve assicurare le funzioni di sezionamento, comando e interruzione, può essere costituito, in alternativa, da:• sezionatore + interruttore fisso,

All’Impianto utilizzatore

DG

• interruttore estraibile.

All’ impiantoutilizzatore

DG


DK 5600: dispositivo generaleCome dispositivo generale DG non è più ammesso l’IMS con fusibili, perché la DK 5600 impone a tutti gli utenti MT la protezione contro i guasti a terra.


DG

NON PIU’ AMMESSO


Esempio di applicazione 1

SOLUZIONE MONOBLOCCO CON TRASFORMATORI DI CORRENTE LPCT

n°1 Trasformatore posizionato nel locale clientepotenza fino a 2000 o 2500 kVA a 20 kVpotenza fino a 1600 o 2000 kVA a 15 kV

Protezioni Generale richiesta :protezione di fase 50 -51protezione omopolare di terra 51N


U1=15 kVAn=1600 kVAU2=0,4 kV

I> 51I>> 50Io> 51N

AT7

750 mm

Soluzione DG


DG AT7 ampliamento gamma SM6 : Caratteristiche Tecniche

Uscita Cavi

Ingresso cavi

Unità Funzionale rovesciata equipaggiata con:•Arrivo dal basso•Sezionatore di linea in SF6•Interruttore SF1•Sezionatore di terra•TA>>LPCT•Toroide•Uscita dall’alto•Sepam 1000+ S20


DG AT7 ampliamento gamma SM6 : Low Power Current Transformer

LPCTg IEC 60044-8.g Nucleo magnetico e

avvolgimento secondario chiuso su shunt di precisione integrato, uscita in tensione mV


n° 3 o più Trasformatori posizionati nel locale cliente con :potenza singolo trasformatore inferiore a 2000 kVA a 20 kVpotenza singolo trasformatore inferiore a 1600 kVA a 15 kVe complessivamente superiore a:

– 4000 kVA a 20 kV o 3200 kVA a 15 kV

Obbligo del distacco trasformatori in eccedenza tramite relè di minima tensione 27 e successiva inserzione manuale o automatica

Protezioni Generale richiesta :protezione di fase 50 -51,protezione omopolare di terra 51Nminima tensione 27

Esempio di applicazione 2


Soluzione DG

I> 51I>> 50 Io> 51NU < 27

DM1-K SF1 DM1-K SF1

1125


Soluzione schema UNIFILARE

200/5A2,5VA/5P30

I> 51I>> 50 Io> 51NU < 27

U1=15 kVAn=1600 kVAU2=0,4 kV

I> 51I>> 50

I> 51I>> 50

U1=15 kVAn=800 kVAU2=0,4 kV

Calibro 63A

U1=15 kVAn=1600 kVAU2=0,4 kV

toroide

…/100:rad3

30VA-0,5

VIP37P


3000

QMDM1-A SFSetDM1-A SFSetDM1-K SF1Soluzione FRONTE QUADRO


DK 5600: protezione generale

Il cliente deve installare una protezione generale (PG) che, al verificarsi di un guasto MT a valle del dispositivo DG, comandi l’apertura del DG stesso evitando, o rendendo minime, le ripercussioni del guasto sull’esercizio della rete Enel.

A questo fine è necessario che il sistema di protezione costituitodalla protezione PG e dai relativi TA e TV di alimentazione funzioni correttamente in tutto il campo di variabilità delle correnti e delle tensioni che si producono nei guasti che si vuole rilevare (è importante soprattutto il funzionamento alla massima corrente di guasto).


DG

PG

TA - TV


DK 5600: protezione generaleLa protezione PG deve avere le caratteristiche riportate nell’allegato PG della DK 5600.

La conformità a tale documento deve essere attestata da unadocumentazione di prova emessa da un laboratorio accreditato da un ente facente capo all’EA europeo, in Italia il SINAL.

Le caratteristiche tecniche salienti dell’allegato PG:•Campi di regolazione•Precisione ed errori•Rispondenza alle normative:

•Sicurezza (es. tenuta dielettrica) ENEL R EMC 01

•EMC (es. immunità per amb. Ind.) CEI EN 61000-6-2, 61000-6-4

•Climatiche (es. tenuta al caldo umido) ENEL R CLI 01


Nel caso non si utilizzino TA e TV TRADIZIONALI come suggeriti da DK5600, il sistema di protezione deve garantire prestazioni equivalenti a quelle fornite da una protezione alimentata con TA e TV con le caratteristiche precedentemente indicate

Il costruttore DEVE certificare che il prodotto o il sistema sia rispondente ai requisiti indicati nella DK5600

Il sistema deve funzionare correttamente per tutti i valori di corrente e tensione che si possono manifestare nelle condizioni di guasto previste

Sistema di protezione



SEPAM serie 20 tipo S20

Funzioni di protezione:50/51, massima corrente di fase50N/51N, massima corrente omopolare

PG Sepam:Protezione Generale Certificata


Funzioni di protezione:50/51 massima corrente di fase50N/51N massima corrente omopolare67N massima corrente direzionale di terra27 minima tensione

SEPAM serie 40 tipo S41

PG Sepam:Protezione Generale Certificata



Guasti principali sulla rete MT da prendere in considerazione:•Corto circuito Trifase9000 A simmetrici sovrapposti ad una componente unidirezionale di ampiezza 9000*√2 e costante di tempo di circa 20 ms.

•Guasto monofase a terra50 A simmetrici sovrapposti ad una componente unidirezionale generata dalle bobine di estinzione d’arco o di Petersen presenti sulla rete ENEL, stimabile in 500*√2 A di cresta e con costante di tempo pari a 150 ms

•Doppio guasto monofase a terra•2000 A simmetriciQuesti 2000 A nulla hanno a che vedere con la massima corrente di guasto doppio monofase che può interessare il conduttore di terra che è, invece, 0,85 * 12,5 kA(corrente di cc trifase).•Le caratteristiche di queste correnti di guasto sono state meglio precisate con l’emissione dell’allegato TA-TV


9000 A + unidirezionale di ampiezza 9000*√2 e T=20ms Corrente di corto circuito trifase

-30000,00

-20000,00

-10000,00

0,00

10000,00

20000,00

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2

tempo (s)

Cor

rent

e (A

)

Serie1

Massimo tempo invio comando scatto: 50ms


Risposta del sistema + relè TA di fase

TA provato al G. Ferraris

tempo totale relè di uscita <50ms Inizio

guasto

Attivazione protezione

Invio comando di scatto


Risposta del sistema + relè TA di fase

LPCT provato al G. Ferraris

tempo totale relè di uscita <50ms

Inizio guasto




Passaggio da NI a NC

•ENEL può gestire la rete, ove sia stato effettuato il passaggio a neutro compensato NC, sia a neutro compensato che isolato senza avvisare il cliente della modifica.

•Per cui ha chiesto di realizzare una protezione direzionale di terra con doppio settore di intervento sempre attivo.

•Nessuna protezione antecedenti alla DK 5600 ed IV. aveva il doppio settore di intervento, e quindi non idonea a funzionare sia a NI che a NC.


Regolazione protezioni direzionale di terra e massima corrente omopolare di rincalzo

Neutro isolato

67.S2

Tri=0,08s Teg=0,15s

Vo=3%

Io=2A60°

120°

Neutro compensato

67.S1

Tri=0,23s Teg=0,3s

Vo=5%

Io=2A

61°

257°

51.N

Tri =0,05s Teg=0,12s

Io=150A

Doppio guasto monofase a terra


La modifica della gestione del neutro ha avuto un impatto notevole sulle correnti di guasto a terra, sulla modalità di individuazione dello stesso guasto e quindi sulla continuità di servizio.

Andamento della corrente di guasto a terra su rete di MT in regime di neutro compensato (NC)

50 A simmetrici

500*√2 A di cresta

Costante di tempopari a 150 ms

Andamento della corrente di guasto monofase a terra


Configurazione del circuito di prova

toroide

relè


Comportamento per una associazione relè idoneo + toroide NON IDONEO…..!!!!

Inizio guasto

Prima attivazione protezione con immediata ricaduta

Seconda attivazione e mantenimento


640 ms


Comportamento per una associazione relè idoneo + toroide IDONEO…..!!!!

Inizio guasto


228 msInvio comando di scatto


Quali correnti di guasto a terra possiamo considerare rappresentative di situazioni reali?

Su tutti gli impianti avremo 50 A + (500*√2 T = 150ms) ?Possiamo considerare guasti a terra con componente sinusoidale di 50A ma con componenti unidirezionali più basse in ampiezza (200/300A x √ 2) e/o costante di tempo (100ms) ?

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Iu = 500 x √ 2 Atau=150ms

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Iu = 300 x √ 2 Atau=150ms

-200

-100

0

100

200

300

400

500

600

-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Iu = 300 x √ 2 Atau=100ms

Osservazioni sulla forma d’onda del guasto a terra monofase su rete MT a NC


Schneider ha la soluzione che risponde ai parametri di prova previsti per i TAT (trasformatori toroidali) e che è da utilizzare per la rilevazione dei guasti monofasi a terra con le caratteristiche viste precedentemente

Al momento il risultato della campagna di prove è all’esame dei TECNICI ENEL.

Come si comportano le protezioni esistenti e non aggiornate, al nuovo transitorio…???

Osservazioni sulla forma d’onda del guasto a terra monofase su rete MT a NC


• La realizzazione da parte di costruttori primari, quale è “Schneider Electric”, di Sistemi di Protezione rispondenti alle

esigenze di allacciamento ENEL DK5600 quali :

Conclusione

+

AT7

+

Sepam TLP160

=•Selettività

•Continuità di servizio

•Sicurezza nell’esercizio

•Affidabilità

Portano innegabilmente versoPortano innegabilmente versoil miglioramento il miglioramento

della Qualità del prodottodella Qualità del prodottoEnergia Elettrica!Energia Elettrica!

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