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Quadro di commutazione ibrido isolato a gas (HGIS) da 126 kV: una soluzione flessibile e più economica

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Quadro elettrico (HGIS) da 126 kV

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1. Descrizione generale

Il quadro di commutazione ibrido isolato a gas (HGIS) da 126 kV è un sistema di commutazione ad altissima tensione che combina la compattezza e l’affidabilità dei quadri di commutazione isolati a gas (GIS) con la flessibilità e i costi inferiori dei quadri di commutazione isolati ad aria (AIS).

Le principali apparecchiature di commutazione — tra cui interruttori automatici, sezionatori, interruttori di messa a terra, trasformatori di corrente (CT) e trasformatori di tensione (VT) — sono installate all’interno di moduli sigillati isolati a gas, mentre i collegamenti esterni, quali sbarre collettrici, linee aeree e collegamenti ai trasformatori, possono rimanere isolati ad aria.

La classe HGIS da 126 kV trova comunemente applicazione nelle reti di trasmissione e sottotrasmissione a 110 kV/115 kV/132 kV.

2. Specifiche tecniche tipiche
·Tipo di apparecchiatura: Quadro di commutazione ibrido isolato a gas (HGIS)
·Tensione nominale: 126 kV
·Classe di tensione del sistema: 110 / 115 / 132 kV
·Frequenza nominale: 50 / 60 Hz
·Corrente nominale: 2000 / 3150 / 4000 A
·Corrente di tenuta a breve tempo: 31,5 / 40 / 50 kA (3 s)
·Corrente di interruzione in cortocircuito: 31,5–50 kA
·Corrente di tenuta di picco: 80–125 kAp
·Tensione di tenuta a frequenza industriale: circa 230 kV
·Tensione di tenuta all’impulso di fulmine (BIL): 550 kVp
·Mezzo di isolamento: SF6 o gas ecocompatibile
·Tipo di interruttore: SF6 o interruttore a vuoto
·Installazione: all’aperto / in sala GIS al coperto
·Involucro: incapsulato monofase o trifase

3. Componenti principali

1.) Interruttore di alta tensione
·L’interruttore HGIS è installato in un involucro isolato a gas.
Funzioni:
·Interrompe le correnti di cortocircuito
·Commuta le linee di trasmissione
·Protegge trasformatori e generatori
Tecnologie tipiche:
·Interruttore ad auto-esplosione SF6
·Interruttore sottovuoto (per modelli selezionati)

2.) Sezionatore isolato a gas
Fornisce:
·Isolamento elettrico
·Condizioni di manutenzione sicure
·Operazioni di trasferimento delle sbarre
Caratteristiche:
·Struttura compatta
·Elevata affidabilità meccanica
·Bassa necessità di manutenzione

3.) Interruttore di messa a terra
·Assicura la messa a terra delle sezioni isolate.
Tipi:
·Interruttore di messa a terra per manutenzione
·Interruttore di messa a terra ad alta velocità
Funzioni:
·Scarica la carica intrappolata
·Garantisce la sicurezza del personale
·Gestisce la messa a terra della tensione indotta

4.) Trasformatore di corrente (CT)
Le unità CT integrate garantiscono:
·Misura per la protezione
·Misurazione dei consumi
·Rilevamento dei guasti
Applicazioni tipiche di protezione:
·Protezione a distanza
·Protezione differenziale
·Protezione da sovracorrente

5.) Trasformatore di tensione (VT/CVT)
Fornisce segnali di tensione per:
·Relè di protezione
·Sistemi di misurazione
·Apparecchiature di sincronizzazione

6.) Interfaccia di collegamento AIS
Il design ibrido consente il collegamento a:
·Barre collettrici isolate in aria
·Linee di trasmissione aeree
·Trasformatori di potenza
·Sistemi via cavo

Ciò rende l’HGIS adatto all’ammodernamento delle sottostazioni esistenti.

4. Vantaggi dell’HGIS a 126 kV
* Ingombro ridotto della sottostazione
·Richiede uno spazio significativamente inferiore rispetto all’AIS convenzionale
·Adatto a siti urbani e industriali
* Elevata affidabilità
I componenti isolati a gas sono protetti da:
·Polvere
·Pioggia
·Inquinamento salino
·Contaminazione industriale
* Ottimizzazione dei costi
Rispetto ai sistemi GIS completi:
·Meno apparecchiature isolate a gas
·Costi di investimento inferiori
·Installazione più semplice
* Adeguamento più agevole
Ideale per:
·Progetti di sostituzione di impianti AIS
·Ampliamento delle sottostazioni
·Aumenti di capacità
* Manutenzione ridotta
·Componenti primari sigillati
·Minori esigenze di pulizia
·Prestazioni di isolamento stabili

5. Applicazioni tipiche
L’HGIS a 126 kV è ampiamente utilizzato per:
·Sottostazioni di trasmissione a 110 kV
·Sottostazioni di rete a 132 kV
·Sottostazioni di raccolta di energia rinnovabile
·Centrali idroelettriche
·Centrali eoliche e solari
·Reti elettriche industriali
·Sistemi di elettrificazione ferroviaria
·Progetti di potenziamento della rete urbana

6. Schemi di disposizione comuni
Barra collettrice singola
·Configurazione economica
·Adatta a sottostazioni di piccole dimensioni
Barra collettrice doppia
·Maggiore flessibilità operativa
·Consente la manutenzione senza interruzione totale dell’alimentazione
Barra ad anello
·Maggiore continuità di alimentazione
Schema “un interruttore e mezzo”
·Utilizzato in importanti sottostazioni di trasmissione

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 — Norme relative agli impianti di commutazione ad alta tensione

Sintesi
L’impianto di commutazione ibrido isolato a gas (HGIS) da 126 kV è una soluzione di commutazione ad alta tensione della classe 110/132 kV che combina l’affidabilità dei sistemi GIS con la flessibilità dei sistemi AIS. In genere offre una capacità di corrente continua compresa tra 2000 e 4000 A e una capacità di interruzione di cortocircuito compresa tra 31,5 e 50 kA, rendendola adatta alle moderne sottostazioni di trasmissione, ai progetti di energia rinnovabile e alla modernizzazione delle sottostazioni in cui lo spazio, l’affidabilità e l’efficienza in termini di costi sono fattori importanti.