Power Quality: principali normative tecniche, deliberazione AEEGSI

Albo Veneto
degli Installatori
Elettrici Qualificati
Incontro su:
Power
Quality:
principali
normative tecniche, deliberazione
AEEGSI
646/2015/R/EEL
e
principali indicatori
Relatore
Gastone Guizzo
Ronchi dei Legionari (GO),11 febbraio 2016
1
Qualità tecnica del servizio elettrico
La qualità tecnica del servizio elettrico (power quality), riferita al
punto di connessione (PdC), è determinata da due fattori:
1. Continuità del servizio: legata all’adeguatezza del sistema
elettrico ad alimentare il carico in qualunque momento
interruzioni
2. Qualità della tensione: correlata a guasti temporanei in rete
e/o alla presenza di carichi disturbanti
forma d’onda
2
Qualità tecnica del servizio elettrico
1. Continuità del servizio ( deliberazione AEEGSI n. 646/15
del 22/12/2015)
Interruzione: condizione nella quale la tensione nel punto di
connessione è inferiore al 5% della tensione di riferimento (dichiarata).
interruzione con preavviso:
dovuta all’esecuzione di interventi
e manovre programmati sulla rete
di distribuzione, preceduta da
preavviso agli utenti (almeno 24
ore in caso di ripristino di situazioni
conseguenti a guasti o emergenze,
ameno 3 giorni lavorativi in tutti gli
altri casi).
interruzione senza preavviso: causata da
eventi (guasti), principalmente di natura
esterna, che interessano i componenti
dell’impianto elettrico.
interruzione transitoria: durata ≤ 1 s
interruzione breve: durata > 1 s e ≤3 min
interruzione lunga: durata > 3 min
3
Qualità tecnica del servizio elettrico
2. Qualità della tensione (CEI EN 50160)
variazioni di frequenza(*) (causa: distacco gruppi di generazione,
commutazione grossi carichi; effetto: variazione velocità motori,
perdita di riferimento per dispositivi elettronici, ecc.)
variazioni (lente) di tensione(+) (causa: inserzione carichi, variazione
potenza in immissione; effetto: invecchiamento componenti
d’impianto, malfunzionamento alcuni apparecchi)
variazioni rapide di tensione:
- singola variazione della tensione (causa: variazioni di carico negli
impianti utilizzatori (ad es. avvio motori, manovre nel sistema,
guasti; effetti: intervento intempestivo protezioni, malfunzionamento
apparati elettronici)
- flicker (causa: saldatrici, forni ad arco; effetti: sfarfallio lampade
percepibile dall'occhio umano).
(*): si applicano i limiti previsti dal Codice di rete, Norma CEI 0-16, (+): si applica Norma CEI 8-6?
segue
Qualità tecnica del servizio elettrico
2. Qualità della tensione (CEI EN 50160)
squilibrio della tensione (causa: carichi monofasi, apertura
collo morto lungo linea; effetti: surriscaldamento macchine
rotanti e raddrizzatori
tensioni armoniche (causa: inverter, azionamenti a velocità
variabile, carichi non lineari, elettrodomestici, forni ad arco,
ecc.; effetti: aumento delle perdite, possibile danneggiamento
dei condensatori, malfunzionamento apparati elettronici, ecc.)
sovratensioni temporanee alla frequenza industriale e transitorie:
guasti a terra, ferrorisonanza, fulminazioni, manovre di interruttori,
manovre di dispositivi di commutazione all’interno di impianti del
cliente.
segue
Qualità tecnica del servizio elettrico
2. Qualità della tensione (CEI EN 50160)
buco di tensione: riduzione temporanea della tensione al di sotto
del 90% della tensione dichiarata per un periodo superiore o uguale
a 10 millisecondi e non superiore a 1 minuto.
principali cause: guasti di tipo
polifase, correnti d’inserzione dei
trasformatori, dei condensatori, correnti
di spunto di grossi motori, carichi
fortemente variabili
principali
effetti:
interventi
intempestivi dei relais, dei contattori,
arresto
funzionamento
processi
industriali, malfunzionamento apparati
elettronici.
d
p
r
d: durata p: profondità r: tensione residua
segue
Qualità tecnica del servizio elettrico
2. Qualità della tensione (CEI EN 50160)
Esempio di origine di un buco di tensione
Utente 1
Interr.t≤1 s
SSE
AT
MT
AdM
Buco
Utente 2
Ripartizione buchi di tensione
in relazione all’origine:
AT: 28%
MT: 72%
Estratto memoria: V. Biscaglia, D. Cappellieri,
G. Gambelli, G,. Guizzo, F. Panin, G. Rocchi:
Campagna di misura sulla rete elettrica:
metodologia e risultati-convegno Verona 1993
Conseguenze causate da microinterruzioni
(buchi di tensione e interruzioni transitorie)
Costo diretto medio per ogni microinterruzione
Settore
Costo (€/kW)
Auto e automotive
2,9
Plastica
2,2
Tessile
3,2
Carta
1,0
Raffinerie
13,3
Metallurgia
3,3
Minerali non metalliferi
0,9
Alimentare
5,9
Chimica
0,5
Macchine elettriche
10,6
Tutti i settori
2,8
N.B.: i valori sono riferiti a moneta dell’anno 2006
fonte:Qualità del servizio elettrico-Regole attuali e prospettive, M. Delfanti, R. Vailati, F.8
Villa, TuttoNormel luglio 2011
Conseguenze causate da microinterruzioni
(buchi di tensione e interruzioni transitorie)
Costo annuo stimato dovuto alle microinteruzioni:
settori osservati:
osservati utenti senza protezione contro le
microinterruzioni, mediana dei costi: 267,8 M€/anno (minimo 252,1
M€/anno, massimo 296,3 M€/anno)
settori potenzialmente sensibili (ma non osservati): 315,8
M€/anno
costi indiretti totali annui (costo UPS, ecc.): 196,8 M€/anno
449 M€/anno (nell’ipotesi che i settori sensibili non osservati
abbiano costi nulli) ÷809 M€/anno
N.B.: i valori sono riferiti a moneta dell’anno 2006
fonte:Qualità del servizio elettrico-Regole attuali e prospettive, M. Delfanti, R. Vailati, F.
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Villa, TuttoNormel luglio 2011
Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI
Norma CEI 0-16 e CEI 0-21 Regole tecniche di
riferimento per la connessione degli Utenti attivi e passivi
MT e BT alle reti delle imprese distributrici di energia
elettrica
Compatibilità elettromagnetica
“L’Utente è tenuto ad installare apparecchiature
conformi
alle
normative
sulla
compatibilità
elettromagnetica in materia di limiti di emissione ed
immunità ai disturbi elettromagnetici
elettromagnetici, utilizzando le
norme armonizzate CENELEC applicabili.”
In particolare le apparecchiature dell’Utente non
devono provocare disturbi nel campo 3 kHz-95 kHz ad
uso esclusivo dei Distributori (Del. AEEG 292/06).
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Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI
Norma CEI EN 61000-2-4 Compatibilità elettromagnetica
(EMC) Parte 2-4: Ambiente-Livelli di disturbi condotti in
bassa frequenza negli impianti industriali
Classi di ambienti elettromagnetici
Classe 1: si applica ad alimentazioni protette;
apparecchiature molto suscettibili ai disturbi
(strumentazione di laboratorio, apparecchiature di
automazione e protezione, alcuni computer, ecc.)
Classe 2: si applica alle apparecchiature installate
nei punti di connessione e all’interno di impianti
industriali;
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Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI
Norma CEI EN 61000-2-4 Compatibilità elettromagnetica
(EMC) Parte 2-4: Ambiente-Livelli di disturbi condotti in
bassa frequenza negli impianti industriali
Classe 3: si applica all’interno di impianti industriali e ha
livelli di compatibilità più alti di quelli della classe 2. Per
esempio questa classe dovrebbe essere considerata
quando:
la maggior parte del carico è alimentata tramite
convertitori
sono presenti saldatrici
motori di grossa potenza vengono avviati
frequentemente
i carichi variano rapidamente
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Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI
residual voltage (% of Un)
Immunità ai buchi di tensione secondo norme CEI EN 61000
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.4
0.2
10
5
Classe 2
duration (s)
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.4
0.2
duration (s)
Classe 3
10
5
1
0.5
0.1
0.2
0
0.01
0.02
residual voltage (% of Un)
1
0.5
0.1
0.2
0.01
0.02
0
Curve di immunità di
riferimento
definite in base ai livelli prova classe 2
e 3 secondo:
- CEI EN 61000-4-11 (apparecchiature
con correnti di fase inferiori a 16 A)
- CEI EN 61000-4-34 (apparecchiature
con correnti di fase superiori a 16 A)
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Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI
Norma CEI EN 50160, Caratteristiche della tensione
fornita dalle reti pubbliche di distribuzione pubblica,
2011-05 e A1 del 2015-09
Classificazione dei buchi di tensione
Tensione residua
u (% )
Durata t (ms)
10≤t≤200
200<t≤500
500<t≤1000
1000<t≤5000
5000<t≤60000
90 >u≥80
CELLA A1
CELLA A2
CELLA A3
CELLA A4
CELLA A5
80 >u≥70
CELLA B1
CELLA B2
CELLA B3
CELLA B4
CELLA B5
70 >u≥40
CELLA C1
CELLA C2
CELLA C3
CELLA C4
CELLA C5
40 >u≥5
CELLA D1
CELLA D2
CELLA D3
CELLA D4
CELLA D5
5>u
CELLA X1
CELLA X2
CELLA X3
CELLA X4
CELLA X5
: immunità ai buchi di tensione per apparecchiature di classe 2
+
: immunità ai buchi di tensione per apparecchiature di classe 3
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Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI
Deliberazione AEEGSI n. 646/15 del 22/12/2015, Testo integrato
regolazione output-based dei servizi di distribuzione e misura
dell’energia elettrica. Periodo di regolazione 2016-2023
CONTINUITA’ DEL SERVIZIO
indicatori considerati:
numero di interruzioni per utente bt, per le interruzioni con
preavviso e per le interruzioni senza preavviso lunghe, brevi
e transitorie
transitorie;;
durata complessiva di interruzione per utente bt, solo per le
interruzioni con preavviso e per le interruzioni senza
preavviso lunghe
indicatori per la regolazione incentivante:
numero complessivo annuo delle interruzioni senza
preavviso lunghe BT
BT;;
durata complessiva annua delle interruzioni senza preavviso
lunghe per utente BT
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Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI
Deliberazione AEEGSI n. 646/15 del 22/12/2015, Testo integrato
regolazione output-based dei servizi di distribuzione e misura
dell’energia elettrica. Periodo di regolazione 2016-2023
CONTINUITA’ DEL SERVIZIO
livelli obiettivo:
durata complessiva annua (interruzioni senza preavviso lunghe per
utente BT)
Alta concentrazione: 25 minuti/utente
Media concentrazione: 40 minuti/utente
Bassa concentrazione: 60 minuti/utente
numero complessivo annuo
(interruzioni senza preavviso lunghe e
brevi per utente BT)
Alta concentrazione: 1 interruzione/utente
Media concentrazione: 2 interruzioni/utente
Bassa concentrazione: 4 interruzioni/utente
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Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI
Deliberazione AEEGSI n. 646/15 del 22/12/2015, Testo integrato
regolazione output-based dei servizi di distribuzione e misura
dell’energia elettrica. Periodo di regolazione 2016-2023
CONTINUITA’ DEL SERVIZIO
indicatore incentivante per singolo utente MT:
numero complessivo annuo delle interruzioni
preavviso lunghe e brevi
senza
livelli specifici:
Alta concentrazione: 6 interruzioni
Media concentrazione: 9 interruzioni
Bassa concentrazione: 10 interruzioni
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Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI
Deliberazione AEEGSI n. 646/15 del 22/12/2015, Testo integrato
regolazione output-based dei servizi di distribuzione e misura
dell’energia elettrica. Periodo di regolazione 2016-2023
QUALITA’ DELLA TENSIONE
Per le caratteristiche di qualità della tensione sulle reti di
distribuzione MT e BT, ad esclusione delle interruzioni, delle
variazioni di frequenza (Codice di rete) e delle variazioni di
tensione sulle reti BT, si applica la Norma CEI EN 50160.
Registrazione per ciascuna semisbarra dei buchi di tensione.
tensione
La tabella di sintesi, separatamente per origine dei buchi di
tensione dovrà riportare:
“…. nel formato descritto dalla norma CEI EN 50160 con
evidenza anche cromatica, delle soglie di immunità classe 2 e
classe 3……..
numero totale dei buchi di tensione più severi rispetto alla
soglia di immunità classe 2 suddetta
numero totale dei buchi di tensione più severi rispetto alla
soglia di immunità classe 3.”
Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI
Deliberazione AEEGSI n. 646/15 del 22/12/2015, Testo integrato
regolazione output-based dei servizi di distribuzione e misura
dell’energia elettrica. Periodo di regolazione 2016-2023
QUALITA’ DELLA TENSIONE
Art. 66 Livelli specifici di qualità della tensione e indennizzi automatici
a favore degli utenti MT
“66.1 Con successivo provvedimento l’Autorità determina, per gli utenti MT:
a) i livelli specifici di qualità della tensione, in relazione alle
interruzioni transitorie e ai buchi di tensione;
b) i criteri di inclusione ed esclusione delle interruzioni transitorie e
dei buchi di tensione;
c) eventuali criteri di differenziazione dei livelli specifici in funzione di
variabili da identificare (es.: grado di concentrazione,
caratteristiche elettriche della rete MT, etc.);
d) La valorizzazione economica degli indennizzi automatici;
e) Le condizioni per gli utenti MT per ricevere gli indennizzi
automatici;
f) Obblighi informativi per le imprese distributrici nei confronti degli
utenti MT per l’entrata in vigore della regolazione.”
Principali norme CEI e deliberazioni AEEGSI
Deliberazione AEEGSI n. 646/15 del 22/12/2015, Testo integrato
regolazione output-based dei servizi di distribuzione e misura
dell’energia elettrica. Periodo di regolazione 2016-2023
CONTRATTI PER LA QUALITA’
“Le imprese distributrici possono stipulare
contratti per la qualità con gli utenti, anche
tramite il venditore, e le imprese distributrici
interconnesse, nel rispetto dei criteri fissati
dall’Autorità.”
20
Continuità e qualità del servizio elettrico
Durata media annuale delle interruzioni lunghe per utente BT
∆ 2000-2014: -71%
fonte: AEEGSI-Relazione annuale sullo stato dei servizi e dell’attività svolta31 marzo 2015
21
Continuità e qualità del servizio elettrico
Durata media annuale delle interruzioni lunghe per utente
BT in un anno di responsabilità dei distributori, per area
geografica
fonte: AEEGSI-Relazione annuale sullo stato dei servizi e dell’attività svolta31 marzo 2015
22
Continuità e qualità del servizio elettrico
Numero medio annuale di interruzioni senza preavviso
lunghe e brevi per utente BT di responsabilità dei
distributori
Numero
fonte: AEEGSI-Relazione annuale sullo stato dei servizi e dell’attività svolta31 marzo 2015
23
Continuità e qualità del servizio elettrico
Buchi di tensione
fonte:
8,1% no immunità
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Mitigazione dei disturbi negli impianti industriali
Impianti nuovi: principali passi da considerare
a) Corretta scelta del sito;
b) Informare il distributore circa le esigenze in merito alla
continuità del servizio e qualità della tensione;
c) Criteri di scelta delle apparecchiature relativamente ai
livelli di immunità (classe 2, classe 3);
d) Particolare attenzione alla progettazione degli impianti:
- struttura della rete interna MT e BT di stabilimento
- classificazione degli utilizzatori (carichi per i quali la
mancanza di alimentazione non ha un impatto rilevante
da quelli con impatto rilevante ai fini della sicurezza del
personale e del prodotto finito
-
Protezioni e loro coordinamento;
e) Definire delle specifiche al costruttore.
Mitigazione dei disturbi negli impianti industriali
Impianti esistenti: principali passi da considerare
a) Attenta analisi delle caratteristiche di tutte le
apparecchiature;
b) Studio dello schema elettrico
c) Rilievo della tensione di alimentazione nel punto di
connessione e nei punti “critici” dell’impianto;
d) Valutare attentamente le esigenze di ogni
applicazione nell’ambito del processo produttivo,
sia per decidere i provvedimenti da attuare,
garantendo sia la corretta esecuzione dei processi
che la sicurezza del personale
Aspetto importante da rispettare: la manutenzione
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