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Emax 2, all-in-one innovationProtezioni adattative

White Paper - versione preliminare

ABB | Emax 2 - Protezioni adattative 1

Emax 2 Protezioni adattative

Indice

Introduzione ...............................................................................2

Soluzione Emax 2 ...................................................................2

Vantaggi .................................................................................2

Esempio di applicazione ...........................................................3

Funzionamento in modalità connessa alla rete ........................4

Funzionamento in isola senza protezioni adattative .................5

Funzionamento in isola con protezioni adattative .....................6

Ritorno alla modalità connessa alla rete ..................................7

Modalità di funzionamento .......................................................8

Attivazione delle protezioni adattative ......................................8

Cablaggio ...............................................................................8

Programmazione con Ekip Connect ........................................9

Verifica delle protezioni adattative ..........................................14

Selezione delle apparecchiature .............................................15

Introduzione generaleGli impianti degli Utenti possono funzionare come microreti di bassa tensione grazie all'energia prodotta da fonti energetiche locali e rinno-vabili, in particolare nel caso in cui dovesse verificarsi un'interruzione dell'erogazione di energia della Rete di distribuzione, ad es. a causa di un guasto nella rete di media tensione.

Al fine di garantire un elevato livello di selettività e continuità di servizio, è importante prendere in considerazione la variazione della po-tenza di cortocircuito passando dal funzionamento connesso alla rete a quello in isola. Nel primo caso, infatti, la corrente di guasto sulla linea di alimentazione della microrete è generata dalla Rete di distribuzione, mentre nel secondo caso deriva “unicamente” dal sistema di generazione locale.

È opportuno, pertanto, modificare automaticamente le varie soglie di protezione degli interruttori nel passaggio al funzionamento in isola.

Soluzione Emax 2Emax 2 è una soluzione integrata che migliora l'efficienza in qualsiasi impianto elettrico in virtù delle sue eccezionali caratteristiche. Emax 2 offre le massime prestazioni in cortocircuito in un ingombro estremamente ridotto e, grazie alle sue intelligenti funzioni di protezione, adatta automaticamente le soglie di protezione in base alle condizioni variabili della microrete.

VantaggiEmax 2 consente di implementare due serie di impostazioni nello stesso apparecchio. Si ottengono, pertanto, i seguenti vantaggi:

– Protezione di massima corrente e selettività al 100% garantite sia in modalità connessa alla rete che in isola– Riduzione dei componenti ridondanti all'interno del quadro– Facilità d'uso grazie al software applicativo Ekip Connect che consente una messa in servizio rapida e intuitiva.

2 Emax 2 - Protezioni adattative | ABB


Esempio di applicazioneSi consideri un impianto collegato alla Rete di distribuzione di media tensione mediane un trasformatore MT/BT. In caso di interruzione dell'alimentazione della Rete di distribuzione, l'impianto diventa a tutti gli effetti una microrete alimentata dal generatore locale G (figura 1), che eroga energia ai carichi prioritari sfruttando la funzione di distacco dei carichi integrata in Emax 2.

Si consideri ora ciò che accade nell'impianto in caso di:- funzionamento in modalità connessa alla rete- funzionamento in isola senza protezioni adattative- funzionamento in isola con protezioni adattative- ritorno alla modalità connessa alla rete

Figura 1

D

CCCE

A B

carichi non prioritari

D

QS1

U

G

D


Funzionamento in modalità connessa alla reteDurante questa modalità di funzionamento, il generatore G è scollegato. Osservando la Figura 2 si nota che:

- l'interruttore A è chiuso- l'interruttore B è aperto- gli interruttori C sono chiusi- gli interruttori D sono chiusi- l'interruttore E è chiuso- l'interruttore di manovra-sezionatore QS2 è chiuso- tutti i carichi sono alimentati

Gli interruttori C sono programmati in coordinamento selettivo con l'interruttore principale a monte A, alimentato dalla Rete di distribuzio-ne, e gli interruttori a valle D. La Figura 2 mostra le curve tempo-corrente dell'impianto in modalità connessa alla rete. Si osserva che il valore impostato non consente alcuna intersezione tra le curve.

Figura 2

103s

102s

10-1s

10-2s

102kA 103kA10-3s

1kA

Curve tempo-corrente

10kA

10s

1s

A

CD



Funzionamento in isola senza protezioni adattativeIn seguito a commutazione dall'alimentazione tramite la Rete di distribuzione al sistema di alimentazione locale per mezzo della funzione ATS, l'interruttore B diventa l'interruttore principale a monte sul lato alimentazione degli interruttori C.Osservando la Figura 3 si nota che:

- l'interruttore A è aperto- l'interruttore B è chiuso- gli interruttori C sono chiusi- gli interruttori D sono chiusi- l'interruttore E è aperto- l'interruttore di manovra-sezionatore QS2 è chiuso- i carichi non prioritari sono scollegati grazie alla funzione di distacco rapido dei carichi (Load Shedding) integrata nello sganciatore

dell'interruttore B

La Figura 3 illustra il caso in cui, dopo la commutazione, l'energia viene erogata dal generatore di backup attraverso l'interruttore B. Se le soglie di intervento degli interruttori C non vengono modificate, non si ha alcuna selettività con l'interruttore generatore B.

Figura 3

103s

102s

10-1s

10-2s

102kA 103kA10-3s

1kA


10kA

10s

1s

CD

B


Funzionamento in isola con protezioni adattativePer continuare a garantire la selettività, è possibile prevedere l'abilitazione automatica di una serie alternativa di impostazioni di prote-zione in seguito all'evento di commutazione. Le impostazioni alternative possono essere ottimizzate per le caratteristiche del generatore locale, che assicura il mantenimento di un coordinamento selettivo tra l'alimentazione a monte e gli interruttori a valle.Osservando la Figura 4 si nota che:

- l'interruttore A è aperto- l'interruttore B è chiuso- gli interruttori C sono chiusi e le soglie di protezione vengono commutate automaticamente a “Set B” (serie di impostazioni B)- gli interruttori D sono chiusi- l'interruttore E è aperto- l'interruttore di manovra-sezionatore QS2 è chiuso- i carichi non prioritari sono scollegati grazie alla funzione di distacco rapido dei carichi integrata nello sganciatore dell'interruttore B

La Figura 4 mostra come sia possibile passare ad una serie di parametri che garantisca il coordinamento selettivo tra gli interruttori C e B tramite la funzione “Protezioni adattative” integrata nello sganciatore dell'interruttore C.

Figura 4

103s

102s

10-1s

10-2s

102kA 103kA10-3s

1kA


10kA

10s

1sD

B

C



Ritorno alla modalità connessa alla reteLa funzione ATS consente di attuare una richiusura automatica dell'interruttore A e l'apertura dell'interruttore B. Osservando la Figura 5 si nota che:

- l'interruttore A è chiuso- l'interruttore B è aperto- gli interruttori C sono chiusi e la soglia di protezione ritorna automaticamente a “Set A” (serie di impostazioni A)- gli interruttori D sono chiusi- l'interruttore E è chiuso- l'interruttore di manovra-sezionatore QS2 è chiuso- tutti i carichi sono alimentati.

La Figura 5 mostra che, al ripristino di “Set A”, viene ripristinato anche il coordinamento tra gli interruttori C e l'interruttore A.

Figura 5

103s

102s

10-1s

10-2s

102kA 103kA10-3s

1kA


10kA

10s

1s

A

CD


Modalità di funzionamentoLe protezioni adattative integrate nello sganciatore Ekip Hi-Touch o G Hi-Touch di Emax 2 possono essere utilizzate efficacemente per implementare le operazioni sopra descritte, poiché si possono programmare due diverse serie di parametri e, mediante un comando esterno, effettuare una commutazione automatica da una serie all'altra. Le impostazioni alternative possono essere ottimizzate per le caratteristiche del generatore di emergenza in modo da mantenere il coordinamento tra gli interruttori a valle sulle linee di alimentazione dei carichi prioritari, e tra questi interruttori e l'interruttore generatore.

Attivazione delle protezioni adattativeL'attivazione della serie alternativa di parametri di protezione sullo sganciatore Ekip Hi-Touch di Emax 2 può essere attuata in quattro modi diversi:– da remoto, utilizzando un ingresso digitale del modulo Ekip Signalling;– da remoto, tramite uno dei sette protocolli di comunicazione Ekip e il corrispondente modulo di comunicazione Ekip Com:

- Modbus RS-485- Profibus- DeviceNet- Modbus TCP- Profinet- EtherNet/IP- IEC61850

– in locale, direttamente dal display di Ekip Hi-Touch;– dopo la chiusura dell'interruttore, mediante un timer interno settabile.

Dopo l'impostazione, l'unità di visualizzazione Ekip Display mostra la lettera A o B in base alla serie di impostazioni attive.

Il presente documento spiega nello specifico come attivare le protezioni adattative utilizzando il metodo di attivazione da remoto tramite il modulo Ekip Signalling e la programmazione con l'applicativo software applicativo applicativo Ekip Connect.

CablaggioL'ingresso digitale utilizzato sul modulo Ekip Signalling 2k di Emax 2 si trova sui terminali H11 e HC1 dell'interruttore e deve essere cabla-to in serie con un contatto di stato Q/1 dell'interruttore principale installato immediatamente a valle del trasformatore MT/BT (Figura 6).

Nota: Il modulo Ekip Signalling 2k richiede la presenza di un modulo Ekip Supply nel primo slot disponibile a destra della morsettiera dell'interruttore. Il modulo Ekip Supply alimenta l'ingresso digitale del modulo Ekip Signalling, che attiva la commutazione dei parametri di protezione dalla serie A alla serie B.

Figura 6

A4

A4

A3

Q/1 dell'int. a monte(in posizione di aperto)

Eki

p S

igna

ling

2k-1

Eki

p S

upp

ly

110-

240V

AC

/DC

24-4

8VD

C

Uaux

W2 (LOCAL BUS)

K12

K12

K11

K11

H11

H11

H12

H12

HC1

(H) (L)

HC1

-/L

+/L

K12

K14

K14

W3

W3

K1

K1

K2

K2

W4

W4

*Q)

K13

K13

K11

W3

W4

K1

K2

K11

K13

H11

H12

HC

1

O 11 O 12 I 11 I 12

X

X

XV

XV

A4

A4

A3

X

X

XV

XV

K51SIGN

K51SUPPLY



Programmazione con Ekip Connect Gli sganciatori Hi-Touch o G Hi-Touch di Emax 2 sono dispositivi molto elaborati, provvisti di numerose caratteristiche avanzate; per funzionare correttamente, devono essere programmati in maniera adeguata abilitando le funzioni desiderate. Questa sezione descrive le operazioni necessarie per eseguire la programmazione che consente di abilitare le protezioni adattative.

1. Lanciare l'applicativo software applicativo gratuito Ekip Connect sul laptop del cliente.

2. Collegare un lato del cavo micro USB C all'unità Ekip T&P B e l'altro lato allo sganciatore Ekip Touch A . Collegare il connettore USB sull'unità Ekip T&P B al laptop del cliente.

La connessione è corretta se è acceso il LED verde di alimentazione . La comunicazione attiva è segnalata dall'indicatore di trasmis-sione arancione lampeggiante sull'unità Ekip T&P B .

A B C

Figura 7

Figura 8

3. Può essere necessario cercare lo sganciatore tramite la funzione “Scan” dell'unità Ekip T&P affinché il dispositivo compaia nel software applicativo Ekip Connect (Figura 8).


Figura 10

Figura 9

4. Attivare le Protezioni adattative selezionando “Device configuration”. Nella scheda “Dual Settings”, selezionare “Dual Settings” sotto “Protection settings mode” (Figura 9).

5. Selezionare “Settings A” nel menu a tendina sotto “Primary protection settings”.

6. Ora, fare clic su “Apply” per salvare le modifiche.

7. Fare clic su “Protections” (protezioni) nella colonna a sinistra, poi su “Settings B” (Figura 10).



8. Inserire i parametri di programmazione della serie B sotto “Settings B” (Figura 11).

9. Fare clic su “Apply” per salvare le modifiche apportate alle protezioni.

10. L'operazione successiva consiste nella programmazione dell'ingresso di segnalazione del modulo Ekip Signalling 2K-1 per attivare le Protezioni adattative e la commutazione tra i parametri di programmazione della serie A e della serie B. Selezionare “Modules” (moduli) nel menu nella colonna a sinistra e premere il sul pulsante “Signalling” (Figura 12).

Nota: Le impostazioni devono essere definite dal cliente. L'interruttore viene fornito con le impostazioni di fabbrica predefinite.

Figura 11

Figura 12


11. L'operazione successiva consiste nel programmare l'ingresso I11 oppure l'ingresso I12 (dove è presente la connessione cablata). Selezionare l'ingresso necessario nel menu a tendina sotto “Configuration” (Figura 13).

12. Selezionare “High signal” e il ritardo desiderato utilizzando l'apposito cursore (Figura 14).

13. Ora, fare clic su “Apply” per applicare le modifiche.

Figura 13

Figura 14



14. Selezionare poi “Functions” nella colonna a sinistra e, sotto “Switch to Set B”, modificare l'opzione “Function” in “trigger type” “Ekip Signalling 2K1 input 1”. A tal fine, cliccare sui tre punti presenti accanto al riquadro bianco corrispondente all'opzione “Function”. Si apre così la finestra “Simple trigger” (Figura 15).

Figura 15


Verifica delle protezioni adattative1. La serie predefinita dei parametri di protezione è “Set A”. Quando il contatto ausiliario Q/1 dell'interruttore a monte cambia stato, la

variazione dell'ingresso digitale del modulo Ekip Signalling attiva la commutazione della serie di parametri di protezione a “Set B”. Il display dello sganciatore indica se sono attivi i parametri della serie A o s erie B visualizzando uno dei seguenti simboli.

– A o B se è abilitata la funzione Dual Set (vedere il menu Setting); la lettera identifica la configurazione attiva.È possibile verificare la configurazione attiva anche guardando il messaggio “Set B ON” sotto “Event Log” (Figura 16).

2. È possibile verificare l'ingresso digitale del modulo Ekip Signalling per accertarsi che sia attivo controllando lo stato degli ingressi sotto “Signalling Modules”. Quando “Q/1” cambia stato, “I11 Active” è visualizzato in colore verde (Figura 17).

Figura 16

Figura 17



Selezione delle apparecchiaturePer utilizzare in maniera efficace le protezioni adattative nell'esempio di applicazione sopra descritto, occorre selezionare i seguenti dispositivi:

– Emax 2 di ABB accessoriato con sganciatore Ekip Hi-Touch o G Hi-Touch– software applicativo gratuito Ekip Connect (scaricabile dal sito web ABB)– modulo Ekip Signalling 2k– modulo Ekip Supply – unità di programmazione e test Ekip T&P.

E1.2N 1600 Ekip Hi-Touch LSIG 4p 1SDA072869R1

Software applicativo Ekip Connect -

Ekip Signalling 2K-1 1SDA074167R1

Ekip Supply 24-48 V DC 1SDA074173R1

Ekip T&P - unità di programmazione e test 1SDA066989R1

Esempio di selezione:


Contatti

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