Novità Serie 2020 - Calcolo reti elettriche

Electro Graphics ha rilasciato la nuovissima Serie 2020 dei software per progettazione elettrica e fotovoltaica. Qui presentiamo le maggiori novità e potenziamenti introdotti nell'area Calcolo reti elettriche, software linea Ampère ed EGlink.

Vedi tutte le novità Serie 2020:

Avviamento di motori asincroni in modalità diretta, stella / triangolo e con soft starter

Ampère 2020 gestisce quattro tipologie diverse di avviamento motore definite come:

• Avviamento diretto;
• Avviamento stella - triangolo;
• Avviamento soft starter in linea;
• Avviamento soft start delta.

L'avviamento diretto era supportato fin dalle versioni precedenti e si avvale degli avviamenti motori presenti nell'archivio Dispositivi.

Avviamento stella - triangolo

L’avviamento stella - triangolo, un classico dell’automazione, è un avviamento graduale applicato a motori con due livelli di tensione.
Nella fase iniziale il motore è alimentato alla tensione di fase, e dopo aver raggiunto una velocità prossima alla nominale, la tensione viene commutata alla concatenata. Un insieme di tre contattori temporizzati, denominati KL, KD, KY, hanno l’onere di eseguire tale commutazione.
Il sistema di protezione e i contattori risiedono tutti nel quadro, e il motore è alimentato da due cavi uguali. I contattori KL e KD sono uguali e vengono gestiti con un unico tipo di componente; il contattore KY sarà di taglia inferiore e dedicato al circuito stella che utilizza correnti più basse.
Il Ampère 2020 consente il dimensionamento e la scelta di tutti gli elementi del sistema di avviamento, con l'analisi delle correnti e cadute di tensione, oltre che l'analisi a guasto.

Le correnti di guasto nel tratto a triangolo vengono calcolate come se ci fosse una linea singola. Infatti, un guasto ai morsetti del motore è alimentato per la maggiore dal singolo cavo collegato direttamente al quadro, mentre l’altro ha anche l’impedenza del motore in serie. Il cavo che alimenta il motore è dimensionato per una corrente Ib/1.73, quindi avrà una impedenza sicuramente maggiore a parità di potenza, e di conseguenza un guasto a fondo linea inferiore.

Con l’introduzione dell’avviamento stella - triangolo, si è provveduto anche a migliorare il dettaglio della curva di inserzione del motore. In particolare è stata aggiunta la corrente iniziale di picco, calcolata secondo la norma IEC 60947-4-1.

Gestione delle caratteristiche elettriche di soft starter

Avviamento con soft-starter

Questi dispositivi permettono un avviamento graduale e controllato dei motori, evitando sia problemi di esercizio e di durata dell’impianto, sia elevati costi di manutenzione.
L’avviamento con soft starter può essere realizzato in linea o a delta, ossia come un avviamento diretto o come un avviamento stella - triangolo.

Avviamento con soft starter in linea

L’avviamento conta una protezione generale, un cavo ed un avviatore graduale. Il software non mette vincoli alle tipologie di protezione, lasciando la massima libertà al progettista.
L’avviamento è realizzato nel quadro, e da quest’ultimo esce il cavo per alimentare il motore.
Si suppone che la corrente di alimentazione del motore, durante tutta la fase di avviamento, sia pari al Limite di corrente regolabile Ilr x Ie moltiplicato per la Corrente nominale di impiego Ie del soft starter: la Corrente di inserzione propria del motore è quindi controllata dall'apparecchiatura elettronica.

E' prevista anche la funzione di Kick start per avviamenti gravosi negli istanti iniziali.
Attraverso le regolazioni di kick start, Tempo rampa avviamento, Limite di corrente regolabile Ilr x Ie, è possibile simulare la corrente di avviamento del motore e tarare di conseguenza la protezione.
E' inoltre gestita la curva di sovraccarico della protezione termica interna al soft starter, di tipo elettronico.

In presenza di by-pass, il software considera il motore ai fini del calcolo dei guasti subtransitori, in quanto le correnti possono circolare liberamente verso monte.

Avviamento soft starter delta

Taluni soft starter possono lavorare anche con collegamento delta, ossia con il motore alimentato da due cavi, similmente all'avviamento stella - triangolo.
Anche per l’avviamento soft starter delta, Ampère permette la scelta di qualsiasi tipo di protezione.
L’unica regola riguarda il posizionamento dei contattori e delle protezioni sotto il contattore, che vengono inseriti automaticamente all'interno del circuito delta.

Definizione di elementi ausiliari per i dispositivi di controllo e protezione, con attribuzione degli schemi funzionali

Il disegno automatico dello schema unifilare per quadri, realizzabile anche in Ampère (Stampa schema utenze), trova il suo completamento con la possibilità di associare ai circuiti di potenza dello schema unifilare classico i circuiti ausiliari che realizzano le funzioni di comando e controllo presenti all'interno del quadro elettrico.

L'associazione di questi circuiti, definiti “schemi funzionali ausiliari”, può avviene in Ampère a livello di singola utenza e la realizzazione automatica dello schema garantisce il corretto collegamento fra gli elementi di comando e controllo e i dispositivi nello schema di potenza.

Lo schema funzionale ausiliario associato all'utenza e al suo dispositivo di protezione è un circuito elettrico che completa lo schema unifilare delle utenze del progetto con caratteristiche non presenti nella rete definita e dimensionata in Ampère. Tipicamente sono i circuiti di comando e controllo dei dispositivi di sezionamento e protezione della rete.

Un ulteriore simbolo grafico inserito in prossimità del dispositivo di protezione nello schema unifilare, identifica la presenza di un elemento ausiliario collegato al dispositivo di protezione.
Il codice articolo associato all'elemento ausiliario viene utilizzato per la compilazione della distinta dei materiali.
In ogni utenza, si possono associare al dispositivo di protezione fino a cinque elementi ausiliari; nel caso di dispositivi di protezione composti (es. magnetotermico + differenziale) si può aggiungere un'altro circuito per ogni componente successivo al primo.

Uno schema funzionale ausiliario è realizzato tramite un macroblocco selezionabile dalla Libreria macroblocchi parametrici di CADelet, Smart, iDEA, Eplus, dove sarà possibile personalizzare qualsiasi tipo di circuito.

La scelta è facilitata da un controllo di compatibilità con il dispositivo di protezione/sezionamento cui deve essere associato.

Schemi funzionali condivisi

Quando casi più complessi richiedono che lo stesso schema funzionale riporti informazioni con riferimento a più elementi accessori della stessa utenza o di utenze diverse, si possono gestire anche schemi funzionali ausiliari condivisi.

Nell'esempio della figura è stato realizzato con uno schema condiviso dalle due utenze che implementano l'alimentazione di due pompe in una centrale termica: entrambi i circuiti di alimentazione delle pompe sono possono essere attivati dalla stessa linea di alimentazione temporizzata. Ogni componente del dispositivo di protezione delle utenze, del tipo MT+C, possiede un riferimento nello schema funzionale ausiliario: gli interruttori magnetotermici sono associati ai contatti di chiusura, i contattori sono comandati dai relè.

Generazione automatica degli schemi funzionali correlati ad elementi ausiliari dei dispositivi

Il disegno automatico dello schema unifilare per quadri generato direttamente in Ampère ora aggiunge ai circuiti di potenza dello schema unifilare classico i circuiti ausiliari che realizzano le funzioni di comando e controllo presenti all'interno del quadro elettrico.

Gestione di barratura in quadro secondo CEI UNEL 01433-72

Ampère 2020 ora gestisce calcolo e verifica di barrature in quadro secondo la norma CEI UNEL 01433-72.

Nel dettaglio, come riportato nel titolo della norma, Ampère 2020 gestisce le portate di corrente per barre piatte lucide di rame elettrolitico a spigoli vivi in aria libera, con ventilazione naturale.
Si tratta del dimensionamento di barre in rame utilizzate per la maggiore all'interno dei quadri, e non solo.

Il dimensionamento in Ampère modella tutte le caratteristiche delle barre specificate dalla norma, tra cui correte continua o alternata, numero di barre in parallelo, coefficienti di declassamento per disposizione verticale o orizzontale.
Quindi, sono state create 14 differenti Pose per memorizzare tutte le combinazioni di barre gestite dalla norma, raggruppabili in tre gruppi: orizzontale, verticale e orizzontale con lato lungo in senso orizzontale.

Il progettista può scegliere la posa e lasciare al programma il calcolo automatico della sezione della barra, tenendo conto anche dei coefficienti di declassamento.
Nella magliatura le utenze con barre piatte lucide sono rappresentate con una apposita grafica, simile a quella utilizzata per i condotti in sbarra, e con il colore rappresentativo del rame.

Trasformatori di misura e protezione in MT (TA, TV e TO)

La CEI 0-16 è la regola tecnica di riferimento per la connessione di Utenti attivi e passivi alle reti AT ed MT delle imprese distributrici di energia elettrica.
L’obiettivo della connessione è garantire agli Utenti l’accesso alla rete, la continuità del servizio e la qualità della tensione considerando l’efficienza e la sicurezza del sistema elettrico.
Concorrono al raggiungimento di tale obiettivo il corretto inserimento dell’impianto sulla rete, gli schemi di connessione e la configurazione degli impianti di consegna che devono assicurare (mediante la struttura del collegamento, gli organi di manovra ed i sistemi di misura, protezione e controllo) la piena compatibilità con la rete e con le esigenze della relativa gestione.

In questo scenario entrano in gioco i trasformatori di misura e protezione (TA, TV e TO) il cui segnale a secondario deve essere interpretato correttamente dalla protezione generale (PG) che poi andrà ad agire sul dispositivo generale (DG), con la finalità di provocare la separazione dell’impianto dell’utente dalla rete del Distributore in caso di guasti interni all'impianto stesso.

Inserimento trasformatori di protezione e misura

Per utenze in media tensione è stata introdotta in Ampère 2020 la possibilità di inserire i trasformatori di protezione e misura TA, TV e TO.
Per ogni utenza si possono immettere fino a 5 tipologie diverse di trasformatori di protezione/misura, utili a tradurre le grandezze all'ingresso (tensione o corrente) in un adeguato segnale per la protezione generale (PG).
Per ogni trasformatore di protezione/misura TA/TV è possibile editare i parametri del trasduttore o selezionare quest’ultimo dall'archivio.
In magliatura viene quindi segnalata, attraverso la loro designazione, la presenza e la quantità di trasformatori di protezione/misura associati all'utenza.

È possibile inserire dei trasformatori di protezione/misura anche attraverso l’assegnazione di un interruttore. Infatti, in archivio Dispositivi, per protezioni di tipo Interruttore, è possibile configurare fino a tre diversi trasduttori (TA, TV, TO).

Se l’interruttore scelto prevede dei sensori di corrente o tensione, nell'importazione da archivio i dati riferiti a questi ultimi andranno a completare le sezioni dedicate nel pannello TA TV dell'utenza.

Scelta di TA, TV e TO con verifiche di saturazione secondo CEI 0-16 per TA e TO

I trasformatori amperometrici, in caso di guasto, devono essere in grado di generare a secondario un segnale proporzionale a quello in entrata che risulti attendibile ed elaborabile dalla protezione. Detti trasformatori possono essere caratterizzati da saturazione nell'eventualità di un non corretto dimensionamento del sistema di protezione generale (SPG), determinando cosi un’errata gestione degli interventi nei casi citati. In Ampère, per i trasformatori di corrente vi è la possibilità di specificare l’entità del carico collegato ai morsetti del secondario, costituito dal consumo del relè e dei cavi di collegamento di quest’ultimo. In questo modo le verifiche citate nella CEI 0-16 possono essere implementate correttamente, data la completezza dei dati forniti.

Controllo linearità dei TA di protezione

Nel pannello funzionalità avanzate Trasformatori di protezione sono state implementate le due verifiche volte ad accertare o meno la bontà del segnale in uscita dai TA e/o TO induttivi secondo CEI 0-16.
Nella prima sezione del pannello viene messo in evidenza il calcolo del Fattore limite di precisione effettivo (F’1), attraverso il quale è possibile determinare la corrente limite primaria, oltre cui il TA non garantisce più un comportamento lineare.

Il calcolo viene ripetuto per ogni trasformatore di protezione presente nell'utenza; viene quindi indicato in rosso l’esito negativo di tale controllo, riferito al TA selezionato. Verifica del flusso di saturazione. Per ogni TA, e per tutti i guasti che possono avere luogo (in funzione del tipo di circuito) in una utenza, Ampère compie l’analisi del flusso di saturazione. Una volta calcolato il flusso di funzionamento negli istanti prossimi al cortocircuito, viene valutato, istante per istante, se risulta superiore o meno al flusso di saturazione (caratteristica propria del TA in esame). Quando ciò accade la corrente tradotta a secondario è pari a zero e pertanto il segnale in uscita dal TA risulta distorto. Un grafico visualizza in blu la corrente in ingresso mentre in verde è rappresentata qualitativamente (ovvero non tenendo conto del rapporto di trasformazione) la corrente a secondario. Per i TO, invece, la verifica del flusso si applica soltanto al guasto fase-terra.

Analisi dinamica su tutti i tipi di corrente di guasto (Ik, Ik’, ik’’ e Io) ai fini della saturazione dei TA / TO

Un grafico rappresenta i risultati delle singole verifiche di saturazione distinguendo TA lineari da TA non lineari secondo CEI 0-16: in verde, rosso e giallo vengono segnalati rispettivamente gli esiti positivi, gli errori e le avvertenze.

Nell'ipotesi di TA lineari (Classe 5P) se la saturazione avviene entro 10ms dal guasto, l’affidabilità dell’accoppiamento TA-PG viene meno, il risultato dell’analisi è negativo e pertanto viene segnalato errore.
Al contrario, nel caso in cui il TA lavori sempre in campo lineare o saturi dopo 10ms, l’esito è positivo.
Tali considerazioni valgono anche per i TA automaticamente idonei citati dalla norma.

Nell'ipotesi di TA non lineari invece, in caso di esito negativo della verifica, viene generato un avvertimento piuttosto che un errore. Infatti, seguendo quanto proposto dalla CEI 0-16, per i TA non lineari, le verifiche appena descritte non sono sufficienti ad assicurare il corretto impiego del trasformatore di protezione; sono altresì previste delle prove funzionali atte a certificare e garantire la bontà dell’accoppiamento TA-PG.

Analogamente a quanto detto per i TA, la CEI 0-16 definisce TO automaticamente idonei e TO non automaticamente idonei.
La verifica a saturazione controlla che, per guasti monofase terra, il nucleo ferromagnetico non saturi dopo 100ms (valore settabile).
Il segnale in uscita dai trasformatori di corrente toroidali si può ritenere perciò affidabile per le protezioni.
Altrimenti, come per i TA non lineari, viene generato un avvertimento. La norma infatti, anche sotto queste ipotesi, prevede che vengano portate a termine delle prove funzionali per garantire il corretto impiego del TO.

La segnalazione in avvertimento indica che il TA deve superare una serie di prove di intervento per ottenere l'idoneità, ma questa situazione esula dai requisiti del software, e devono essere eseguite direttamente dal progettista.

Estensione ed aggiornamento dell’archivio dispositivi.

Per tutte le tipologie di dispositivi in archivio sono state integrate nuove serie.

EGlink: interoperabilità  Revit© MEP - Ampère Professional

EGlink è un plugin di interscambio tra Autodesk - Revit ed Ampère Professional e rappresenta la risposta di Electro Graphics alla filosofia BIM (Building Information Modeling). Ecco le maggiori novità presenti nella versione 2020 di EGlink.

Compatibilità con Revit 2020

EGlink 2020 è compatibile con Revit MEP 2016 / 2017, Revit 2018, Revit 2019 e Revit 2020.

EGlink: interpretazione delle vie cavo in Revit, con definizione dell’instradamento dei cavi

La nuova funzione Instradamento di EGlink permette di definire con precisione il percorso dei cavi tra gli elementi elettrici di un progetto.
EGlink interpreta la rete di tubi protettivi e passerelle disegnate in Revit e connesse alle apparecchiature elettriche e permette di valutare l'instradamento dei circuiti elettrici.
EGlink ricostruisce la rete di interconnessione elettrica ed individua il percorso più breve di ciascun circuito al fine di congiungere i quadri e i dispositivi elettrici che tale circuito collega.

EGlink: calcolo del percorso ottimale dei cavi, della lunghezza reale e delle prossimità

L'instradamento dei circuiti elettrici, operazione effettuata automaticamente dal software EGlink, permette di avere i seguenti vantaggi.

• Stima reale della lunghezza dei cavi di connessione.
• Valore esatto del numero dei circuiti di prossimità, ovvero dei cavi che condividono il medesimo cavidotto, per un calcolo corretto delle portate.
• Preassegnazione del tipo di posa all'utenza a seconda che il circuito attraversi passerelle o tubazioni.
• Verifica dello stipamento, anche con visualizzazione grafica, per individuare gli elementi portacavi che non garantiscono la sfilabilità dei cavi secondo le norme vigenti.
• Utilizzo di etichette personalizzate riportanti i dati di stipamento e la lista dei circuiti che transitano su determinate tratte di portacavi.

Opportune funzioni specifiche permettono di personalizzare i percorsi dei cavi elettrici nei casi in cui l'instradamento più breve individuato dal programma non rappresenti, per esigenze specifiche, la volontà dell'operatore.
E' possibile escludere specifiche tratte di condotto al passaggio di cavi e quindi stabilire delle regole di instradamento sulla base delle esclusioni operate evidenziando percorsi alternativi per una rapida valutazione da parte del progettista.

Le funzioni di Instradamento e Stipamento e le etichette informative, possono essere usati assieme per monitorare in tempo reale lo stato dei percorsi attraverso la colorazione di tubi e passerelle anche tramite l'esclusione manuale di condotti.

EGlink: determinazione della sezione di ingombro dei cavi e dello stipamento dei cavidotti

La nuova funzione Stipamento in EGlink calcola automaticamente l'ingombro dei cavi e consente di visualizzare un’anteprima dello stipamento dei cavi infilati nei canali/passerelle e nei tubi protettivi inseriti nel modello Revit. Le condutture vengono evidenziate con colori diversi in base all'indice di stipamento relativo:

• Rosso indica un indice di stipamento superiore a 0.5 per le passerelle e un rapporto diametri superiore a circa 0.77 per i tubi protettivi;
• Verde indica un indice di stipamento/rapporto diametri inferiore rispettivamente a 0.5 e 0.77;
• Blu indica condutture vuote.

Per avere una marcatura completa si possono utilizzare apposite etichette di stipamento riportanti le principali informazioni relative allo stato di ingombro del singolo tratto di condotto/tubo protettivo, quali:

• dimensioni e sezione delle condutture;
• coefficiente di stipamento o rapporto diametri;
• ingombro dei cavi.

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