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Quadri di media tensione con isolamento in aria (AIS) da 36 kV per reti di distribuzione a 36 kV

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Quadri elettrici (AIS) da 36 kV

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Il quadro di media tensione (MT) isolato in aria da 36 kV (AIS) è un sistema di quadri in involucro metallico progettato per reti di distribuzione a 36 kV (tensione massima di sistema 40,5 kV). Utilizza l’isolamento ad aria tra i componenti sotto tensione e i compartimenti metallici messi a terra, con interruttori a vuoto (VCB) tipicamente impiegati per la commutazione e la protezione.

L’AIS da 36 kV trova comunemente applicazione in sottostazioni di servizio pubblico, impianti industriali, impianti di energia rinnovabile, settore minerario, sistemi ferroviari e grandi progetti infrastrutturali che richiedono una distribuzione affidabile dell’energia a media tensione.

Caratteristiche principali
·Tensione nominale: 36 kV
·Tensione massima dell’impianto: 40,5 kV
·Struttura in involucro metallico con isolamento ad aria
·Tecnologia di commutazione con interruttori a vuoto
·Opzioni di interruttori estraibili o fissi
·Progettazione modulare dei cubicoli
·Elevata affidabilità meccanica ed elettrica
·Facile accesso per ispezione e manutenzione
·Integrazione dei sistemi di protezione e automazione
·Progettazione interna opzionale resistente all’arco elettrico

Pannelli funzionali tipici
Una linea di AIS da 36 kV può includere:
·Pannello di alimentazione in entrata
·Pannello di alimentazione in uscita
·Quadro di alimentazione del trasformatore
·Quadro di accoppiamento delle sbarre collettrici
·Quadro di sezionamento delle sbarre collettrici
·Quadro del trasformatore di tensione (VT)
·Quadro di misurazione
·Quadro di alimentazione dei motori
·Quadro di alimentazione della batteria di condensatori
·Quadro dell’interruttore di messa a terra

Disposizioni tipiche:
·Sistema a sbarra collettrice singola
·Sistema a doppia sbarra collettrice
·Sistema a sbarra principale e di trasferimento
·Configurazione a sbarre collettrici sezionate
·Configurazione di distribuzione ad anello

Specifiche tecniche tipiche
·Tensione nominale: 36 kV
·Tensione massima di sistema: 40,5 kV
·Frequenza nominale: 50/60 Hz
·Corrente nominale: 630–3150 A
·Corrente di tenuta a breve tempo: 20–31,5 kA, 3 s
·Corrente di tenuta di picco: 50–80 kA
·Corrente di interruzione in cortocircuito: 20–31,5 kA
·Tensione di tenuta all’impulso di fulmine (BIL): 170 kV
·Tensione di tenuta alla frequenza industriale: 70 kV / 95 kV (1 min)
·Classificazione dell’arco interno: AFL/AFLR 20–31,5 kA (opzionale)
·Grado di protezione: IP4X / IP54 (a seconda dell’applicazione)
·Tipo di interruttore: Interruttore sottovuoto
·Resistenza meccanica: ≥10.000 operazioni
·Norme applicabili: IEC 62271-1, IEC 62271-100, IEC 62271-200

Componenti principali
1.) Interruttore a vuoto (VCB)
Funzioni:
·Commutazione delle correnti di carico normali
·Interruzione delle correnti di cortocircuito
·Isolamento automatico dei guasti
·Capacità di funzionamento frequente
2.) Sistema di sbarre principali
Caratteristiche:
·Conduttori in rame o alluminio
·Opzioni di sbarre isolate ad aria o isolate
·Elevata resistenza ai cortocircuiti
·Possibilità di espansione modulare
3.) Trasformatore di corrente (CT)
Applicazioni:
·Protezione da sovracorrente
·Protezione da guasto a terra
·Misurazione dell’energia
·Sistemi di misurazione
4.) Trasformatore di tensione (VT)
Funzioni:
·Misurazione della tensione
·Ingresso di protezione
·Sincronizzazione
·Monitoraggio della qualità dell’energia
5.) Interruttore di messa a terra
Fornisce:
·Messa a terra sicura durante la manutenzione
·Protezione dell’operatore
·Interblocco elettrico
6.) Unità di protezione e controllo
Funzioni tipiche:
·Protezione da sovracorrente
·Protezione da guasto a terra
·Protezione dei trasformatori
·Protezione a distanza (ove applicabile)
·Comunicazione con i sistemi SCADA

Principio di funzionamento
·La linea di alimentazione in entrata da 36 kV fornisce energia al quadro elettrico.
·L’interruttore a vuoto collega la linea di alimentazione alla sbarra collettrice principale.
·La sbarra collettrice distribuisce l’energia ai circuiti di uscita.
·I trasformatori di corrente (TC) e di tensione (TV) monitorano continuamente i parametri elettrici.
·I relè di protezione rilevano condizioni anomale.
·L’interruttore sottovuoto (VCB) scatta automaticamente in caso di guasti.
·La linea di alimentazione interessata viene isolata mentre il resto della rete continua a funzionare.

Vantaggi
Funzionamento affidabile
·Tecnologia AIS collaudata
·Struttura meccanica robusta
·Prestazioni di isolamento stabili
Facilità di manutenzione
·Chiara separazione dei compartimenti
·Procedure di ispezione semplici
·Non è richiesta la gestione del gas
Rispettoso dell’ambiente
·Utilizza l’isolamento ad aria naturale
·Nessun rischio di fuga di gas SF6
·Impatto ambientale ridotto
Installazione flessibile
·Configurazioni espandibili delle linee di alimentazione
·Adatto a varie architetture di distribuzione
·Compatibile con i sistemi di protezione digitali
Conveniente
·Costo iniziale inferiore rispetto ai GIS
·Minore complessità di manutenzione
·Lunga durata

Applicazioni tipiche
·Sottostazioni di servizio pubblico
·Sottostazioni industriali
·Sistemi di raccolta di energia rinnovabile
·Centrali solari
·Parchi eolici
·Attività minerarie
·Impianti petroliferi e del gas
·Sottostazioni di trazione ferroviaria
·Data center
·Grandi edifici commerciali
·Impianti di trattamento delle acque

Norme applicabili
·IEC 62271-1 – Specifiche comuni per gli impianti di commutazione ad alta tensione
·IEC 62271-100 – Interruttori automatici in corrente alternata
·IEC 62271-200 – Apparecchiature di commutazione e comando in corrente alternata in involucro metallico
·IEC 61869 – Trasformatori di misura
·IEC 60529 – Gradi di protezione (codice IP)

Riepilogo dei valori nominali tipici
·Tensione nominale: 36 kV
·Tensione massima dell’impianto: 40,5 kV
·Corrente nominale: 630–3150 A
·Corrente di cortocircuito: 20–31,5 kA
·Resistenza all’impulso di fulmine: 170 kV
·Resistenza alle tensioni di rete: 70/95 kV
·Mezzo di isolamento: aria
·Dispositivo di commutazione: interruttore a vuoto
·Installazione: in ambiente interno / esterno
·Grado di protezione: IP4X–IP54
·Durata di vita utile: ≥30 anni

Un quadro di media tensione isolato ad aria (AIS) da 36 kV offre una soluzione robusta ed economica per i sistemi di distribuzione a media tensione. Grazie all’isolamento ad aria, alla tecnologia di interruzione sottovuoto, alla struttura modulare e alla facilità di manutenzione, rimane una scelta ampiamente diffusa per le reti di distribuzione e industriali che richiedono un funzionamento affidabile al livello di tensione di 36 kV.