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Quadro di commutazione ibrido isolato a gas (HGIS) da 362 kV per sistema di commutazione ad altissima tensione

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Quadri elettrici (HGIS) da 362 kV

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1. Descrizione generale

Il quadro elettrico ibrido isolato a gas (HGIS) da 362 kV è un sistema di commutazione ad altissima tensione che combina i vantaggi dei quadri elettrici isolati a gas (GIS) e dei quadri elettrici isolati ad aria (AIS) per le reti di trasmissione ad alta capacità.

Il design dell’HGIS integra le principali apparecchiature primarie — tra cui interruttori automatici, sezionatori, interruttori di messa a terra, trasformatori di corrente (CT) e trasformatori di tensione (VT/CVT) — in moduli compatti isolati a gas, pur mantenendo connessioni in stile AIS per sbarre collettrici, linee aeree e trasformatori. Ciò garantisce un equilibrio tra la compattezza del GIS e la flessibilità dell’AIS.

La classe da 362 kV trova applicazione principalmente nei sistemi di trasmissione a 345 kV/362 kV e nelle sottostazioni di rete su larga scala.

2. Specifiche tecniche tipiche
·Tipo di apparecchiatura: Quadro ibrido isolato a gas (HGIS)
·Tensione nominale: 362 kV
·Classe di tensione del sistema: 345 kV
·Frequenza nominale: 50 / 60 Hz
·Corrente nominale: 3150 / 4000 / 5000 A
·Corrente di tenuta a breve tempo: 50 / 63 kA (3 s)
·Corrente di interruzione in cortocircuito: 50 / 63 kA
·Corrente di tenuta di picco: 125 / 160 kAp
·Tensione di tenuta alla frequenza industriale: 510 / 650 kV (tipica)
·Resistenza agli impulsi di commutazione: fino a 950 / 1050 kVp
·Resistenza all’impulso da fulmine (BIL): fino a 1175 / 1425 kVp
·Mezzo isolante: SF6 o gas isolante alternativo
·Tipo di interruttore: interruttore a SF6 (tipico)
·Installazione: interna / esterna
·Resistenza meccanica: classe M2

I valori nominali tipici dell’HGIS da 362 kV includono una corrente continua di 3150–5000 A e una capacità di interruzione di cortocircuito di 50–63 kA.

3. Componenti principali

1.) Interruttore isolato a gas da 362 kV
·L’interruttore è il principale dispositivo di eliminazione dei guasti.
Funzioni:
·Interrompe le correnti di cortocircuito elevate
·Esegue la commutazione di linee e trasformatori
·Protegge le apparecchiature di trasmissione
Caratteristiche:
·Elevata capacità di interruzione
· Meccanismo di azionamento rapido
· Elevata affidabilità meccanica
· Ridotti requisiti di manutenzione

2.) Sezionatori isolati a gas
Funzioni:
· Isolano sezioni di apparecchiature
· Garantiscono la sicurezza durante la manutenzione
· Consentono le operazioni di trasferimento tra sbarre
Vantaggi:
· Struttura compatta
· Elevata rigidità dielettrica
· Prestazioni di commutazione affidabili

3.) Interruttori di messa a terra
Tipi:
·Interruttore di messa a terra per manutenzione
·Interruttore di messa a terra ad alta velocità
Funzioni:
·Mettono a terra le sezioni isolate
·Scaricano l’energia elettrica intrappolata
·Garantiscono operazioni di manutenzione sicure

4.) Trasformatori di corrente (CT)
I CT integrati forniscono:
·Segnali di protezione
·Misurazioni di conteggio
·Rilevamento dei guasti
Applicazioni:
·Protezione di linea
·Protezione differenziale dei trasformatori
·Protezione a distanza
·Misurazione dei consumi

5.) Trasformatore di tensione / Interfaccia CVT
Fornisce la misurazione della tensione per:
·Relè di protezione
·Sistemi di sincronizzazione
·Apparecchiature di monitoraggio
·Sistemi di controllo

6.) Sezione di collegamento AIS
La configurazione ibrida consente il collegamento a:
·Barre collettrici isolate in aria
·Linee di trasmissione aeree
·Trasformatori di potenza
·Sistemi di cavi sotterranei

Ciò rende l’HGIS adatto sia alle nuove sottostazioni che all’ampliamento di parchi AIS esistenti.

4. Vantaggi dell’HGIS a 362 kV
* Ingombro ridotto
·Richiede uno spazio significativamente inferiore rispetto agli AIS convenzionali
·Adatto a grandi sottostazioni di trasmissione con disponibilità di terreno limitata
* Elevata affidabilità
I moduli isolati a gas proteggono le apparecchiature critiche da:
·Polvere
·Umidità
·Inquinamento
·Contaminazione da sale
* Costi inferiori rispetto ai sistemi GIS completi
·Minor numero di sezioni GIS completamente chiuse
·Maggiore semplicità di installazione
·Minori requisiti di opere civili
* Installazione più rapida
·Moduli assemblati in fabbrica
·Minor lavoro di assemblaggio in cantiere
·Periodo di messa in servizio più breve
* Integrazione flessibile nella sottostazione
Adatto per:
·Nuove sottostazioni EHV
·Progetti di sostituzione di impianti AIS
·Progetti di espansione della rete

5. Applicazioni tipiche
L’HGIS a 362 kV è comunemente utilizzato in:
·Sottostazioni di trasmissione a 345 kV
·Grandi impianti di generazione di energia
·Sistemi di trasmissione idroelettrici
·Sottostazioni di esportazione di energia rinnovabile
· Sottostazioni di interconnessione
· Sottostazioni EHV urbane
· Ambienti costieri/altamente inquinati
· Progetti di ammodernamento di AIS esistenti

6. Schemi di configurazione tipici
Singola barra collettrice
· Disposizione semplice
· Investimento inferiore
· Utilizzata per stazioni di trasmissione standard
Doppia barra collettrice
·Maggiore flessibilità operativa
·Consente la manutenzione durante il funzionamento
Barra ad anello
·Maggiore affidabilità dell’alimentazione
Schema “un interruttore e mezzo”
·Utilizzato per reti di trasmissione critiche a 345 kV

7. Norme applicabili
·IEC 62271-1 — Requisiti comuni per gli impianti di commutazione ad alta tensione
·IEC 62271-100 — Interruttori di corrente alternata ad alta tensione
·IEC 62271-102 — Sezionatori e interruttori di messa a terra
·IEC 62271-203 — Apparecchiature di commutazione in involucro metallico isolate a gas superiori a 52 kV
·Serie IEEE C37 — Requisiti per gli impianti di commutazione ad alta tensione

Sintesi
L’impianto di commutazione ibrido isolato a gas (HGIS) da 362 kV è una soluzione di commutazione ad altissima tensione della classe 345 kV che combina l’affidabilità dei sistemi GIS con la flessibilità dei sistemi AIS. In genere supporta correnti nominali continue comprese tra 3150 e 5000 A e una capacità di interruzione di cortocircuito compresa tra 50 e 63 kA, fornendo una soluzione compatta, affidabile ed economica per grandi sottostazioni di trasmissione, integrazione delle energie rinnovabili e progetti di espansione della rete EHV.