In breve
I quadri elettrici decidono dove va l'energia del generatore. Un interruttore del generatore protegge il gruppo, un commutatore automatico sposta il carico tra rete e generatore, e il quadro di parallelo permette a più gruppi di lavorare insieme e di ripartire il carico. Una specifica chiara di ogni parte evita problemi in fase di messa in servizio.
L’alternatore produce l’energia elettrica; il quadro elettrico decide dove convogliarla. Tra un gruppo elettrogeno e i carichi si trovano un interruttore di protezione del gruppo elettrogeno che protegge il gruppo stesso, un commutatore di trasferimento che sceglie tra la rete elettrica e il generatore e, quando più gruppi funzionano insieme, un quadro di collegamento in parallelo che li sincronizza e distribuisce il carico, oltre a un centro di controllo motori che alimenta le pompe, i ventilatori, i riscaldatori e i caricabatterie necessari all’impianto stesso. Questa guida illustra ciascuna componente e cosa dovrebbe indicare una specifica tecnica al riguardo.
L’interruttore del generatore e il quadro di comando
Ogni gruppo è dotato, ai propri terminali, di un interruttore automatico che protegge l’alternatore e il cavo da sovraccarichi e cortocircuiti e che viene aperto e chiuso dal controller del generatore. Il controller avvia e arresta il motore, ne monitora temperature, pressioni e velocità, regola la tensione e la frequenza e invia i dati all’impianto. In un singolo gruppo di riserva, l’interruttore e il regolatore sono alloggiati in un pannello sul gruppo stesso o nell’involucro; negli impianti più grandi vengono collocati in un armadio di comando insieme al resto dei componenti.
L’interruttore di trasferimento automatico
Il commutatore automatico (ATS) si trova tra la rete, il generatore e il carico. Rileva il guasto di rete, comanda l'avviamento del generatore e trasferisce il carico al generatore non appena la sua tensione e frequenza rientrano nei limiti, tutto in pochi secondi. Quando la rete ritorna e si è stabilizzata per un tempo prestabilito, il commutatore riporta il carico alla rete e lascia raffreddare e fermare il generatore. Un commutatore a transizione aperta interrompe il collegamento per una frazione di secondo durante il trasferimento, che l'UPS copre; un commutatore a transizione chiusa sincronizza il generatore con la rete e trasferisce senza interruzione, cosa che il gestore di rete deve consentire. L'ATS è dimensionato per l'intera corrente di carico e, negli impianti critici, è duplicato.
Parallelizzazione di più insiemi
Quando più gruppi alimentano un unico carico – per motivi di capacità, ridondanza o entrambi – vengono collegati a una sbarra collettrice comune tramite un quadro di collegamento in parallelo. Ogni gruppo viene sincronizzato prima della chiusura del proprio interruttore: tensione, frequenza e angolo di fase vengono allineati automaticamente dal controllore. Sulla sbarra collettrice i controllori ripartiscono il carico attivo e reattivo tra i gruppi, avviano gruppi aggiuntivi all’aumentare del carico e li arrestano al diminuire dello stesso, e scollegano un gruppo dalla sbarra collettrice per manutenzione senza causare fluttuazioni di tensione sul carico. Lo stesso quadro di comando può sincronizzare l’impianto con la rete per il funzionamento in parallelo – livellamento dei picchi, risposta alla domanda, esportazione – nel rispetto dei requisiti di protezione del gestore di rete.
I quadri elettrici sono specificati per livello di tensione (bassa o media tensione con trasformatori), potere di interruzione, numero di gruppi e di linee, schema di protezione e sistema di controllo; di solito sono alloggiati in un proprio container o locale insieme all'MCC.
Il MCC e gli Ausiliari
Un impianto di generazione ha dei carichi propri: pompe di trasferimento del combustibile, sistemi di depurazione, ventilatori del radiatore e di ventilazione, riscaldatori dell’acqua di mantello, caricabatterie, illuminazione, alimentazione dei sistemi di controllo. Il centro di controllo motori – l’armadio ausiliario – li alimenta e li protegge tramite avviatori, interruttori e comandi, ed è a sua volta alimentato dalla rete o dai generatori tramite un piccolo circuito di trasferimento, in modo che l’impianto possa autoalimentarsi in caso di interruzione di corrente. AXON realizza quadri di interruttori automatici, ATS e quadri di collegamento in parallelo, nonché il centro di controllo motori (MCC) sia per i propri impianti containerizzati che come quadri autonomi, adattandoli a gruppi elettrogeni di qualsiasi marca e in base allo schema unifilare dell’impianto.
In breve
- Interruttore e regolatore del generatore: proteggono il gruppo elettrogeno, regolano la tensione e la frequenza
- ATS: rileva il guasto, avvia il gruppo, trasferisce il carico e torna alla modalità normale
- La transizione aperta si interrompe brevemente; quella chiusa si sincronizza e non
- Il quadro di parallelo sincronizza diversi gruppi e ripartisce il carico
- Il funzionamento in parallelo con la rete richiede lo schema di protezione del gestore di rete
- L’MCC alimenta le pompe, i ventilatori, i riscaldatori e i caricabatterie dell’impianto stesso
Che cosa inviarci con la richiesta
- Schema unifilare o i carichi e il numero di gruppi
- Tensione, frequenza e livello di cortocircuito
- Si cerca schema di trasferimento: transizione aperta o chiusa, funzionamento in parallelo con la rete
- Ridondanza e duplicazione degli switch
- Carichi ausiliari per il quadro di comando e controllo (MCC)
- Interfaccia del sistema di controllo e requisiti di protezione dell’azienda elettrica
Le domande più frequenti
A cosa serve un ATS?
Monitora l’alimentazione, avvia il generatore in caso di interruzione dell’alimentazione, trasferisce il carico al generatore quando questo è pronto e lo riporta all’alimentazione di rete quando questa viene ripristinata, il tutto in modo automatico ed entro i tempi previsti dalle specifiche.
Quando è necessario un quadro di collegamento in parallelo?
Ogni volta che più di un gruppo alimenta lo stesso carico, per motivi di capacità o ridondanza, e ogni volta che un gruppo deve funzionare in parallelo con la rete. Un singolo gruppo dotato di un semplice sistema di trasferimento necessita solo del proprio interruttore e di un ATS.
Che cos’è la sincronizzazione?
Adeguamento della tensione, della frequenza e della fase di un generatore alla sbarra collettrice o alla rete prima di chiudere il relativo interruttore. L’operazione viene eseguita automaticamente dal controllore; la chiusura in assenza di sincronizzazione provoca danni all’alternatore e al quadro elettrico.
Bassa tensione o media tensione?
Gli impianti più piccoli sono di solito in bassa tensione; gli impianti grandi e le lunghe distanze usano la media tensione tramite trasformatori elevatori. Decidono la taglia dell'impianto e il sito.
L’impianto può funzionare in parallelo con la rete elettrica?
Con un quadro di collegamento in parallelo e le protezioni richieste dal gestore, sì: per il livellamento dei picchi, la risposta alla domanda o l’esportazione. Le norme di allacciamento del gestore stabiliscono le protezioni e le prove da effettuare.
Prodotti
- Quadro interruttori
- Quadro ausiliario (MCC)
- Container per gruppi elettrogeni
- Banco di carico per il collaudo dei gruppi elettrogeni
Approfondimenti
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