Calcolo guasti vicini/lontani secondo CEI EN 60909-0
La versione 2018 di Ampère migliora il calcolo dei guasti introducendo l’analisi dei guasti vicini/lontani secondo la norma CEI EN 60909-0.
Ampère, in quanto programma di calcolo e dimensionamento di reti elettriche in bassa e media tensione, si propone di fornire soluzioni che garantiscano il funzionamento sicuro dell’impianto; questo può comportare in certe situazioni, un sovradimensionamento dell’impianto stesso per sopportare condizioni più gravose del dovuto. In particolare, in reti dove generatori e motori sono predominanti, il margine di sicurezza utilizzato può risultare troppo gravoso e quindi eccessivamente costoso.
La CEI EN 60909-0 indica le condizioni peggiori per determinare le grandezze elettriche più importanti in caso di guasto e, per il calcolo dei guasti in presenza di macchine rotanti, propone un modello che si basa sull’analisi dei guasti vicini/lontani. Tipicamente, se il guasto è vicino, la macchina rotante non riesce a sopportarlo, le tensioni ai suoi morsetti si abbassano e con esse il contributo alla corrente di guasto. Se il guasto è lontano, invece, non perturba il funzionamento del generatore/motore.
Ampère Serie 2018 fornisce al progettista uno strumento di analisi e calcolo dei guasti coerente e con un livello di precisione adeguato alla complessità della rete.
CEI EN 60909-0: analisi dei guasti vicini/lontani
Ampère nel dimensionamento di reti elettriche in bassa e media tensione, si propone di fornire soluzioni che garantiscano il funzionamento sicuro dell’impianto; spesso questo comporta un sovradimensionamento dell’impianto stesso per sopportare le condizioni più gravose.
Il comportamento delle macchine rotanti a seguito di un guasto trifase cambia a seconda della distanza relativa in cui avviene; a tal proposito, la CEI EN 60909-0 propone un modello di calcolo dei guasti più accurato, che discrimina tra guasti vicini e lontani. Infatti, se il guasto è vicino, la macchina rotante non riesce a sopportarlo, le tensioni ai suoi morsetti si abbassano e con esse il contributo alla corrente di guasto. Se invece il guasto è lontano non perturba il funzionamento del generatore/motore. La norma stessa fornisce la regola per discriminare se un punto di guasto è vicino o lontano rispetto alle sorgenti; applicare tale regola implica un’analisi preventiva della rete per determinare se un generatore/motore va considerato lontano o vicino rispetto al punto di guasto.
Setup di calcolo
Per ottimizzare la gestione del calcolo, nella finestra Proprietà/Setup calcolo è stata introdotta la possibilità di scegliere il metodo di calcolo dei guasti:
1. Standard: tutti i guasti sono lontani da sorgenti;
2. Isola/emergenza: tutti i guasti sono vicini alle sorgenti;
3. Automatico: analisi per determinare i guasti vicini e lontani.
La casella di spunta Funzionamento normale/emergenza consente di cambiare automaticamente la modalità di calcolo al cambiare dello stato di funzionamento della rete in Fornitura.
Nel caso di calcolo Automatico, si attiva la possibilità di non considerare il contributo a guasto dei motori sotto una determinata potenza; in tal modo si velocizzano anche le procedure di calcolo, in quanto il modello di analisi per i motori è utilizzato solo per quelli di potenza rilevante superiore alla soglia indicata.
Calcolo
Secondo la norma CEI EN 60909-0 un’utenza (punto di guasto) è vicina ad un generatore/motore (sorgente) se la corrente subtransitoria calcolata nel punto di guasto e dovuta alla sorgente è maggiore di due volte la corrente nominale della sorgente. I miglioramenti introdotti dal ricorso al metodo Automatico sono legati alle sole correnti simmetriche, cioè al guasto trifase; in particolare:
• Guasto subtransitorio massimo: la massima corrente di guasto subtransitorio che un interruttore può essere chiamato ad aprire può risultare inferiore del valore presunto. Infatti, se la protezione è vicina al generatore, la corrente di guasto riesce ad attenuarsi durante il breve periodo che anticipa l’apertura della protezione; Ikmmax potrà quindi essere ridotta, permettendo la scelta di protezioni con potere di interruzione inferiore.
• Guasto permanente minimo: questo guasto è fortemente influenzato dalla reattanza sincrona dei generatori, utilizzata nel calcolo del guasto trifase simmetrico. Nel caso di guasto lontano, il calcolo utilizza l’impedenza subtransitoria della macchina rotante, molto più bassa di quella sincrona, quindi la corrente Imagmax può risultare molto più elevata, migliorando il coordinamento delle protezioni e la possibilità di intervento in caso di guasto.
Nota per multiprogetto
Nel caso di reti sviluppate in più file, può accadere che i generatori siano situati in file differenti; pertanto il calcolo dei guasti e l’analisi della rete per considerare se il generatore è vicino diventano più complessi. Ampère, a seguito di un calcolo globale, salva nelle sezioni di taglio dei parametri che permettono un calcolo attendibile delle correnti anche con un ricalcolo locale. Qualora sia necessario un ricalcolo globale per allineare i valori, l’operatore viene avvertito tramite opportuno errore nella lista delle Verifiche.
Regolazione della tensione a vuoto dei generatori
Per i generatori sincroni è stata introdotta la variabile Tensione a vuoto al pari dei trasformatori.
In questo modo, in regime di soccorso, con la rete alimentata unicamente dal generatore, la caduta di tensione nelle utenze sarà calcolata facendo riferimento alla tensione a vuoto del generatore, potendo così effettuare una eventuale regolazione, al fine di avere una tensione voluta nei punti di alimentazione principale dell’impianto.
Nota. Nel caso il generatore operi in cogenerazione, ossia in parallelo alla rete, si considera che quest’ultima sia dominante e quindi il calcolo della caduta di tensione viene effettuato con riferimento alla tensione di rete.