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Quadro di commutazione isolato a gas (GIS) da 362 kV: un quadro di commutazione compatto ad alta tensione

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Quadri elettrici (GIS) da 362 kV

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1. Descrizione generale
Il quadro elettrico isolato a gas (GIS) da 362 kV è un sistema compatto ad alta tensione utilizzato nelle sottostazioni di trasmissione per la commutazione, la protezione e il controllo delle reti elettriche. Integra interruttori automatici, sezionatori, interruttori di messa a terra, trasformatori di corrente (CT), trasformatori di tensione (VT/CVT), sbarre collettrici e unità terminali per cavi/linee all’interno di involucri metallici sigillati riempiti con gas isolante (tipicamente SF6 o gas alternativi).

Rispetto ai tradizionali quadri isolati ad aria (AIS), il GIS da 362 kV richiede uno spazio di installazione molto inferiore, garantisce una maggiore protezione ambientale ed è adatto a sottostazioni urbane, sottostazioni sotterranee e reti di trasmissione ad alta affidabilità.

2. Specifiche tecniche tipiche
·Tipo di apparecchiatura: Quadro isolato a gas (GIS)
·Tensione nominale: 362 kV
·Classe di tensione del sistema: 345 kV / 363 kV
·Norma: serie IEC 62271 / IEEE C37
·Frequenza nominale: 50 / 60 Hz
·Corrente nominale: 3150 / 4000 / 5000 A
·Corrente di tenuta a breve durata: 50 / 63 kA (3 s)
·Corrente di tenuta di picco: 125 / 160 kAp
·Corrente di interruzione di cortocircuito: 50 / 63 kA
·Resistenza all’impulso di fulmine (BIL): fino a 1175–1425 kVp
·Tensione di tenuta alla frequenza industriale: circa 510–680 kV
·Installazione: sala GIS interna / esterna
·Vettore di isolamento: SF₆ o gas alternativi ecocompatibili
·Resistenza meccanica: classe M1/M2 a seconda del componente

I progetti tipici di GIS da 362 kV prevedono valori nominali di circa 4000 A di corrente continua e una capacità di interruzione di cortocircuito di 63 kA.

3. Componenti principali

1.) Interruttore automatico (CB)
·Interruttore ad alta tensione a SF6 o a gas alternativo
·Interrompe le correnti di guasto
·Solitamente dotato di meccanismi di azionamento a molla o idraulici
·Capacità di interruzione tipica: 50–63 kA

2.) Sbarra collettrice principale
·Sistema di conduttori incapsulato
·Configurazioni a barra singola, doppia o ad anello
·Assicura una distribuzione compatta dell’energia

3.) Sezionatore
·Assicura l’isolamento elettrico visibile
·Utilizzato durante le operazioni di manutenzione

4.) Interruttore di messa a terra
·Mette a terra le sezioni isolate
·Comprende tipi di messa a terra ad alta velocità e di manutenzione

5.) Trasformatore di corrente (CT)
·Misura la corrente per:
·Relè di protezione
·Misurazione
·Rilevamento dei guasti

6.) Trasformatore di tensione / Interfaccia CVT
·Fornisce segnali di misurazione della tensione

7.) Terminazione di cavi e linee aeree
·Collega il GIS a:
·Cavi sotterranei
·Trasformatori
·Linee di trasmissione

4. Configurazione tipica delle celle GIS
Disposizioni comuni dei GIS a 362 kV:
Singola sbarra collettrice
·Design semplice
·Costo inferiore
Doppia sbarra collettrice
·Maggiore flessibilità operativa
·Consente la manutenzione senza interruzione completa dell’alimentazione
Schema «un interruttore e mezzo»
·Applicazioni di trasmissione ad alta affidabilità
Configurazione ad anello
·Utilizzata in sottostazioni critiche

5. Vantaggi
*Ingombro ridotto
·Richiede uno spazio significativamente inferiore rispetto agli AIS
*Elevata affidabilità
·Protetto da:
·Polvere
·Umidità
·Contaminazione salina
·Inquinamento
*Manutenzione ridotta
·I compartimenti a gas sigillati riducono l’esposizione ambientale
*Eccellenti prestazioni di isolamento
·Adatto a sistemi di trasmissione ad altissima tensione
*Installazione flessibile
·Possibilità di installazione in ambienti interni anche in aree urbane densamente popolate

6. Applicazioni
I GIS da 362 kV sono comunemente utilizzati in:
·Sottostazioni di trasmissione ad altissima tensione
·Reti elettriche urbane
·Sistemi di trasmissione di energia idroelettrica
·Centrali nucleari e termiche
·Sottostazioni di raccolta di energia rinnovabile
·Sottostazioni sotterranee
·Aree costiere/ad alto inquinamento

7. Norme applicabili
Le norme tipiche includono:
·IEC 62271-1 — Specifiche comuni per gli impianti di commutazione ad alta tensione
·IEC 62271-100 — Interruttori ad alta tensione
·IEC 62271-102 — Sezionatori e interruttori di messa a terra
·Serie IEEE C37 — Requisiti per gli impianti di commutazione ad alta tensione

8. Produttori tipici
Tra i principali fornitori di tecnologia GIS per l’altissima tensione figurano:
·GE Vernova — Soluzioni GIS della classe 362/420 kV
·ABB — Sistemi GIS per applicazioni di trasmissione
·Mitsubishi Electric — soluzioni di quadri di alta tensione

Sintesi:
Un GIS da 362 kV è un sistema di commutazione ad altissima tensione in involucro metallico progettato per reti di trasmissione della classe 345 kV, tipicamente con valori nominali di 4000 A / 50–63 kA, che combina interruttori, sezionatori, trasformatori di corrente, interruttori di messa a terra e sbarre collettrici in un involucro isolato compatto per applicazioni affidabili di trasmissione di energia.