Sistema di commutazione rapida

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Guido Traversa,
Responsabile
Prodotti di Media Tensione
ABB al Cired 2005:
Prodotti, sistemi
e servizi per la
qualità dell’energia
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Il portafoglio di ABB Power Technologies
Panoramica: tecnologie per l’energia
Power Technology Products
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Prodotti
Alta Tensione
Prodotti
Media Tensione
Power Technology Systems
Sistemi
T&D
Trasformatori

Sottostazioni
Gestione
reti
Generazione
d‘energia

Prodotti di alta e media tensione,
trasformatori di distribuzione e di
potenza, trasformatori industriali e
service

Clienti principali: utility, industrie, OEM,
distributori e EPC
 Clienti principali: utility e industrie

Fatturato 2004: $6,0 miliardi

Fatturato 2004: $3,7 miliardi

Dipendenti: 26.000

Dipendenti: 13.000
Sottostazioni chiavi in mano, sistemi
di trasmissione e distribuzione,
sistemi di gestione reti, sistemi di
controllo di impianti di generazione,
service
Cos’è la qualità dell’energia?


La qualità dell’energia (PQ) è il livello fino al
quale la consegna e l’utilizzo dell’energia
elettrica influenza le prestazioni di
apparecchiature e di carichi elettrici
Perché la qualità dell’energia è così
importante?
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
Diversa prospettiva
 L’utility registra 1 interruzione in 5 anni
(definizione utility)
 Il cliente vede le interruzioni su base settimanale
 Indagine U.S.A. su clienti industriali:
 38% dei clienti industriali sostengono che le
utility sono responsabili della qualità dell’energia
 12% dei clienti industriali ha in programma
l’acquisto di apparecchiature per la qualità
dell’energia
 50% dei clienti industriali dispone già
apparecchiature per la qualità dell’energia
Problemi connessi con la qualità dell’energia

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
Disturbi comuni dell’energia
comprendono:

Fluttuazioni e oscillazioni di tensione

Cadute, abbassamenti e aumenti di
tensione

Sovratensioni

Interruzioni, armoniche, squilibri e
transitori

Eccesso di potenza reattiva
Possono creare problemi quali:

Perdita di produzione e di redditività

Interruzioni di processi e danni ad
attrezzature

Alti costi dell’energia

Perdita di dati
Distribuzione dei disturbi di tensione
100%
% degli
87.0%
80%
eventi totali
60%
40%
7.4%
20%
4.7%
.7%
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0%
Sags
Impulses
Power Failures
Surges
* Fonte: M. Goldstein e P.D. Speranza

Le cadute di tensione costituiscono uno dei maggiori
problemi della qualità dell’energia
Apparecchiature per la qualità dell’energia per utility e industrie

Affidabilità generale del sistema


Interruzioni


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Scaricatori
Abbassamenti di tensione


Compensazione statica di potenza reattiva (SVC)
e SVC Light
Sovratensioni


High Speed Transfer System (HSTS)
Fluttuazioni nella tensione, squilibri e
oscillazioni


Sistemi per la gestione della distribuzione
SCADA
Dynamic voltage restorer (DVR) (Reintegratore
dinamico di tensione), Integrated power factor
control (PFC) (Controllo integrato del fattore di
potenza)
Armoniche

Condensatori filtri passivi ed attivi
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Sistema di commutazione rapida (HSTS)

Commutazione da una linea principale guasta ad una linea ausiliaria
entro 30 -120 ms --> alimentazione senza interruzioni per carichi
sensibili

Lunga esperienza nella progettazione e nell’assemblaggio di quadri

Sistema ottimizzato e controllore rapido

Nessuna perdita permanente

Interruzione della corrente di guasto

20.000 + interventi di commutazione

Investimento a basso costo
Comparazione dei sistemi di commutazione
HSTS (Sistema di commutazione rapida), SSTS (Gruppi di commutazione)
& MTS (Gruppi di commutazione meccanici)
.
MTS (classico)
HSTS
Tempo di commutazione
> 100ms fino a secondi
30ms
< 1 Ciclo
nessuna perdita
permanente
Alte perdite permanenti
 applicazioni limitate
interruzione della
corrente di guasto
interruzione della corrente di
carico
20.000+
interventi di
commutazione
interventi di commutazione
illimitati
nessuna perdita
permanente
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interruzione della corrente
di guasto
20.000+
interventi di commutazione
controllore tradizionale
non-ottimizzato
sistema ottimizzato,
controllore rapido
investimento a basso costo
investimento a basso
costo
SSTS
elettronica di potenza
richiede un interruttore
supplementare
investimento ad alto costo
Tecnologia di compensazione statica (SVC)
Gli SVC compensano la potenza reattiva in modo dinamico
e minimizzano le variazioni di tensione

Innovazione ABB:

SVC Light:
La valvola IGBT viene
controllata >10 volte ogni
mezzo periodo
SVC tradizionale:
la valvola tiristore viene
controllata una volta ogni
mezzo periodo

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VSVC
25
35
45
TCR
55
time
Moduli IGBT
65
x10 -3
190
200
210
220
time
230
240
250
x10 -3
Applicazioni SVC

Forni ad arco elettrico:

Consumi di potenza reattiva altamente
fluttuanti

Carico non lineare sulla griglia

Una grande fonte di oscillazione di tensione,
armoniche e squilibri di tensione
Nel 2005, ABB ha registrato $30
milioni di ordini per SVC nelle
acciaierie – un aumento del 100% sul
periodo nel 2004
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
Treni ad alta velocità


Squilibrio di tensione dovuto ad un unico
grosso carico monofase di trazione
Collegamento in rete delle produzioni eoliche
in mare

Il rendimento di energia fluttua in base alla
velocità del vento
ABB presenterà un documento
sull’applicazione SVC
giovedì 9 giugno alle ore 11
Scaricatori

Un’offerta completa di scaricatori dalla bassa all’alta tensione
Bassa tensione
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fino a 1kV
LOVOS
Media tensione
fino a 44kV
POLIM
ABB presenterà un documento
sugli scaricatori per applicazioni
ferroviarie mercoledì 8 giugno
(Sessione plenaria S2)
Alta
tensione
GIS
fino a
800kV
AZ
Alta
tensione
AIS
44 - 800kV
EXLIM/
PEXLIM
HVDC,
applicazioni
di alta
potenza
EXLIM, MXE
Network Manager: lancio della Versione 2

ABB Network Manager/SCADA

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
Monitoraggio, controllo e manovre di
reti T&D e di impianti di produzione di
energia in tempo reale
ABB lancia la Versione 2 al Cired

Migliore affidabilità operativa

Migliore sicurezza cibernetica

Aggiornamento della funzionalità del
sistema di gestione della distribuzione

Integrazione in tempo reale delle
informazioni sulla distribuzione
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Conclusioni

Al Cired 2005, ABB espone
i prodotti, i sistemi e i servizi
che migliorano la qualità
dell’energia per i clienti
delle utility e delle industrie

ABB offre una gamma completa
di prodotti e soluzioni per ogni
applicazione, dalla trasmissione
in alta tensione alla distribuzione
in bassa tensione
Leader globale nelle tecnologie per l’energia e
l’automazione che consentono alle utility ed alle
industrie di migliorare le loro performance riducendo al
contempo l‘impatto ambientale