Protezione delle reti elettriche industriali di alta tensione

Quando si progettano le reti elettriche di alta tensione, è necessario redigere un piano di protezione per garantire la sicurezza delle persone, ma anche per mantenere la continuità di servizio in caso di guasto dell’impianto elettrico.

A tal fine, si devono determinare, per ciascun punto dell’impianto, le correnti di cortocircuito massime e minime per ogni tipo di guasto: trifase, bifase, bifase con con terra e monofase. La norma internazionale IEC 60909-0 “Correnti di cortocircuito nei sistemi trifase a.c.” utilizza il metodo delle componenti simmetriche. Questo metodo si basa sull’introduzione di una fonte di tensione equivalente nel punto di cortocircuito, sostituendo tutte le alimentazioni di rete, le macchine sincrone e asincrone, con le loro impedenze interne. Per calcolare i valori delle correnti di cortocircuito bilanciate e sbilanciate, le correnti in ciascuna fase si ottengono sommando le correnti relative alle tre componenti simmetriche della rete (sequenza positiva, sequenza negativa e sequenza zero). Questo richiede la conoscenza delle impedenze di tutti i componenti dell’impianto in ciascuno dei tre sistemi.

A differenza dei sistemi in bassa tensione, dove il rilevamento della sovracorrente e l’interruzione sono generalmente gestiti dallo stesso dispositivo, in alta tensione le funzioni sono separate. Il rilevamento delle sovracorrenti viene effettuato mediante trasformatori di corrente collegati a un relè di protezione che darà l’ordine di intervento al dispositivo di interruzione. La conoscenza delle correnti di cortocircuito permetterà di definire le soglie di intervento da impostare sui relè di protezione.

Le funzioni dei relè di protezione sono standardizzate e descritte nella norma ANSI / IEEE C37.2:

Figura 1: estratto dalla norma IEEE C37.2

Modellare e dimensionare con elec calc™

elec calc™ consente di modellare alta e bassa tensione nello stesso progetto; tutti i calcoli, compresi quelli relativi alle correnti di cortocircuito in conformità alla IEC 60909-0 e la verifica dei vincoli normativi, sono effettuati in tempo reale. Il disegno dello schema unifilare è completamente libero e può essere accelerato utilizzando le celle standard disponibili nella libreria.

Figura 2: esempio di una sottostazione di arrivo modellata con elec calc™

elec calc™ può essere utilizzato per inserire e verificare le impostazioni a tempo indipendente dei relè di sovracorrente, cioè i seguenti codici ANSI:

• 50: intervento istantaneo sovracorrente di fase

• 51: intervento ritardato sovracorrente di fase

• 50N: intervento istantaneo sovracorrente per guasto a terra

• 51N; intervento ritardato sovracorrente per guasto a terra

Figura 3: analisi di selettività HV-LV con elec calc™

L’inserimento di questi valori di soglia consentirà anche di effettuare lo studio di selettività su tutti i livelli di tensione del progetto; inoltre, sarà possibile effettuare le regolazioni di tempo e di corrente in tempo reale utilizzando le curve. È possibile integrare i riferimenti delle apparecchiature su tutti i componenti del progetto ottenendo i dati tecnici dal nostro database multi-produttore.

Scritto da Jérôme Mullie, Calculation Product Manager

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