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Quadri ibridi isolati a gas (HGIS) da 72,5 kV per sottostazioni di trasmissione e di distribuzione della classe 66 kV

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Quadri elettrici (HGIS) da 72,5 kV

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1. Descrizione generale

Il quadro elettrico ibrido isolato a gas (HGIS) da 72,5 kV è una soluzione di quadri elettrici ad alta tensione che combina i vantaggi dei quadri elettrici isolati a gas (GIS) e dei quadri elettrici isolati ad aria (AIS). Integra i principali componenti di commutazione, quali interruttori automatici, sezionatori, interruttori di messa a terra, trasformatori di corrente e trasformatori di tensione, in un modulo compatto isolato a gas, mantenendo al contempo collegamenti esterni isolati ad aria per le sbarre collettrici o le interfacce di linea.

L’HGIS è progettato per sottostazioni di trasmissione e sub-trasmissione della classe 66 kV, dove sono richiesti ingombro ridotto, elevata affidabilità e maggiore facilità di espansione.

2. Specifiche tecniche tipiche
·Tipo di apparecchiatura: Quadro elettrico ibrido isolato a gas (HGIS)
·Tensione nominale: 72,5 kV
·Classe di tensione del sistema: 66 kV
·Frequenza nominale: 50 / 60 Hz
·Corrente nominale: 1250 / 2000 / 3150 A
·Corrente di tenuta a breve termine: 25 / 31,5 / 40 kA (3 s)
·Corrente di interruzione in cortocircuito: 25–40 kA
·Corrente di tenuta di picco: 63–100 kAp
·Tensione di tenuta a frequenza industriale: 140 kV (tipica)
·Tensione di tenuta all’impulso di fulmine (BIL): 325 kVp
·Vettore isolante: SF₆ / gas isolante alternativo
·Tipo di interruttore: interruttore a SF₆ o a vuoto
·Installazione: all’aperto / in edificio GIS al coperto
·Classe di protezione: involucro metallico, compartimenti a gas sigillati

3. Componenti principali

1.) Modulo interruttore isolato a gas
·Situato all’interno di un involucro a gas sigillato
·Assicura l’interruzione dei guasti e la commutazione del carico
Disponibile con:
·Tecnologia di interruzione SF6
·Tecnologia di interruzione sottovuoto
Funzioni:
·Eliminazione dei cortocircuiti
·Commutazione dei trasformatori
·Commutazione delle linee
·Protezione del sistema

2.) Sezionatori
·I sezionatori isolati a gas garantiscono un isolamento affidabile
Utilizzati per:
·Manutenzione
·Separazione delle apparecchiature
·Operazioni di trasferimento delle sbarre collettrici

3.) Interruttori di messa a terra
Tipi:
·Interruttore di messa a terra standard
·Interruttore di messa a terra ad alta velocità
Funzioni:
·Mette a terra le sezioni isolate
·Migliora la sicurezza dell’operatore
·Elimina le tensioni indotte

4.) Trasformatore di corrente (CT)
I CT integrati forniscono:
·Segnali di protezione
·Misurazioni di conteggio
·Monitoraggio dei guasti
Applicazioni comuni:
·Protezione da sovracorrente
·Protezione differenziale
·Protezione a distanza

5.) Trasformatore di tensione (VT/CVT)
Utilizzato per:
·Misura della tensione
·Sincronizzazione
·Ingresso relè di protezione

6.) Sezione di collegamento isolata in aria
L’HGIS si collega tipicamente a:
·Barre collettrici AIS
·Linee aeree
·Trasformatori di potenza
·Terminazioni dei cavi
·Ciò consente una più facile integrazione con le sottostazioni esistenti.

4. Vantaggi dell’HGIS a 72,5 kV
* Design compatto
·Richiede meno spazio rispetto all’AIS convenzionale
·Configurazione della sottostazione più compatta
* Maggiore affidabilità
·Le apparecchiature di commutazione critiche sono protette all’interno di compartimenti a gas
Meno sensibili a:
·Polvere
·Umidità
·Inquinamento
·Contaminazione da sale
* Maggiore facilità di espansione
·Compatibile con le sottostazioni AIS esistenti
·Semplifica i progetti di retrofit
* Costo inferiore rispetto ai GIS completi
·Utilizza un numero inferiore di sezioni isolate a gas
·Riduce l’investimento mantenendo i vantaggi dei GIS
* Manutenzione ridotta
·I moduli sigillati richiedono meno pulizia e ispezioni

5. Applicazioni tipiche
Gli HGIS da 72,5 kV sono ampiamente utilizzati in:
·Sottostazioni di trasmissione da 66 kV
·Sottostazioni per energie rinnovabili
·Sistemi di raccolta dell’energia eolica
·Centrali solari
·Sottostazioni industriali
·Sottostazioni urbane
·Sottostazioni di trazione ferroviaria
·Progetti di ammodernamento e ampliamento delle sottostazioni

6. Disposizioni tipiche delle sbarre collettrici
Configurazioni comuni:
Sbarra collettrice singola
·Semplice ed economica
·Utilizzata per sottostazioni di piccole dimensioni
Sbarra collettrice doppia
·Offre flessibilità operativa
·Consente la manutenzione senza interruzione totale dell’alimentazione
Barra collettrice ad anello
·Migliora l’affidabilità dell’alimentazione
“Interruttore e mezzo”
·Utilizzata per importanti nodi di trasmissione

7. Norme applicabili
·IEC 62271-1 — Requisiti comuni per gli impianti di commutazione ad alta tensione
·IEC 62271-100 — Interruttori CA 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 72,5 kV è un sistema di commutazione ad alta tensione compatto di classe 66 kV che combina apparecchiature primarie protette da GIS con collegamenti AIS. In genere supporta una corrente nominale compresa tra 1250 e 3150 A e una capacità di cortocircuito di 25–40 kA, offrendo un equilibrio tra dimensioni compatte, affidabilità, efficienza in termini di costi e facile integrazione per le moderne sottostazioni di trasmissione e industriali.