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INDICE
1
PARATOIE.............................................................................................................................2
2
STRUMENTI DI MISURA ......................................................................................................3
3
SISTEMA DI CONTROLLO RILASCIO DMV ........................................................................4
4
MISURATORI DI PORTATA..................................................................................................7
5
ORGANI DI INTERCETTAZIONE .........................................................................................8
6
TURBINA ...............................................................................................................................9
7
GENERATORE....................................................................................................................11
8
IMPIANTI ELETTRICI..........................................................................................................12
8.1
GENERALITÀ SUL SISTEMA ELETTRICO E LE APPARECCHIATURE...................12
8.2
IMPIANTI DI TRASFORMAZIONE E TRASPORTO ...................................................13
8.3
IMPIANTI
ELETTRICI
AUSILIARI
AL
SERVIZIO
DELLA
CENTRALE
E
DELL’OPERA DI PRESA.............................................................................................14
8.4
9
OPERA DI PRESA ......................................................................................................15
SCHEMA GENERALE DI IMPIANTO..................................................................................16
10 TRASFORMATORE PRINCIPALE ......................................................................................17
11 QUADRO MT PRINCIPALE ED ALLACCIAMENTO ALLA RETE.......................................18
12 SISTEMA DI MESSA A TERRA ..........................................................................................19
13 SERVIZI AUSILIARI ............................................................................................................20
13.1
TRASFORMATORI DEI SERVIZI AUSILIARI .............................................................20
13.2
APPARECCHIATURA ELETTRICA DEI SERVIZI AUSILIARI ....................................20
13.3
QUADRI 400/230V DI DISTRIBUZIONE DEI SA IN C.A.............................................20
13.4
QUADRO DI DISTRIBUZIONE IN C.C. A 24V ............................................................21
14 SISTEMA DI PROTEZIONE ................................................................................................22
15 SISTEMA DI CONTROLLO E REGOLAZIONE...................................................................23
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PARATOIE
Le paratoie installate presso l’opera di presa saranno le seguenti :
•
Un sistema di intercettazione della derivazione costituito da una paratoia di dimensioni 2,00
x 2,50 m, collocata fra lo sghiaiatore interno ed il dissabbiatore, motorizzata con
azionamento elettrico, chiusa in automatico quando il sistema di controllo della centrale
rileva l’ostruzione della luce di rilascio del DMV presso l’opera di presa stessa oppure
manualmente in caso di manutenzioni impianto;
•
Una paratoia 0,5 x 0,5 m, collocata presso la luce di lavaggio dello sghiaiatore interno;
•
Paratoia 0,40 x 0,50 m, presso la luce di lavaggio del dissabbiatore;
•
Paratoia 0,45 x 0,20 m, a movimento orizzontale, presso la luce di rilascio del DMV, ad
azionamento automatizzato allo scopo di ottimizzare l’uso della risorsa idrica disponibile.
I diaframmi ed i gargami saranno in acciaio inossidabile oppure trattato anticorrosione; la tenuta
deve essere sui 4 lati per tutte le paratoie, ad eccezione della prima che potrà avere tenuta su
soli 3 lati. Il comando avverrà, laddove la paratoia partecipi alla regolazione della centrale, in
automatico sotto la logica di controllo d’impianto, altrimenti manualmente. Gli azionamenti
avranno tutte le protezioni che lo stato dell’arte attuale prevede per tale genere di applicazioni.
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STRUMENTI DI MISURA
Tutte le misure elettriche, i valori di temperatura rilevati dai sensori, i livelli, la posizione e gli
stati degli organi di chiusura/intercettazione ed i dati provenienti dalle sonde di velocità di
portata e dai sensori di vibrazione, saranno convertite e trasmesse in forma digitale con
precisione non inferiore a quella propria dei trasduttori.
La loro trasmissione agli apparati che devono utilizzarle come grandezze di entrata, dovrà
essere fatta con protocollo MODBUS e la presentazione ai fini della lettura dovrà essere
effettuata nelle apposite pagine video con un numero di cifre significative adeguato alla
precisione di ciascun trasduttore impiegato.
Le misure di energia ai fini fiscali UTF saranno effettuate con strumenti integratori e
trasformatori di misura certificati da laboratori accreditati dall’UTF mentre le misure di scambio
con l’Enel verranno effettuate con strumenti e trasformatori di misura forniti ed installati dalla
stessa e conseguentemente non faranno parte del presente scopo del lavoro.
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SISTEMA DI CONTROLLO RILASCIO DMV
La strumentazione di controllo della luce di rilascio del DMV è costituita da uno stratigrafo a
microonde che opera assieme ad un’asta mobile temporizzata per la misura dei sedimenti; la
rilevazione congiunta da essi effettuata genera, in caso di ostruzione della luce stessa, un
segnale che ordina l’immediata chiusura del sistema di captazione, il quale dovrà essere quindi
ripristinato dopo le necessarie manovre di pulizia della luce stessa.
Lo stratigrafo è preposto alla misura dello spessore di sedimenti e del livello idrico a tergo
dell’apertura per il rilascio del DMV. L’elettronica trasmette attraverso la sonda ad asta (Ø =6-16
mm) degli impulsi ad alta frequenza (0÷2GHz) che scorrono sulla sonda e vengono riflessi dalla
superficie del materiale, ricevuti e analizzati dall’elettronica, ritardati del tempo che hanno
viaggiato. Ottenuto il profilo dell’eco riflesso si individuano i picchi di segnale che corrispondono
alle superfici di separazione solido-liquido e su questi si impostano anche le misure dei relativi
livelli (cfr. Figura 1).
Figura 1: Stratigrafo a microonde guidate su asta rigida.
L’asta mobile temporizzata è posizionata in corrispondenza della luce di scarico del DMV,
ricavata alla sommità della traversa.
Questo strumento è preposto alla misura, ad intervalli di tempo regolari, dello spessore dei
sedimenti medio-fini (0,5÷5 cm), non trattenuti dai bacini di sghiaiamento primario di monte, che
vanno man mano a depositarsi sul fondo di questa canaletta che può essere quindi assimilata
ad un bacino di sghiaiamento secondario. Quando il livello dei sedimenti raggiunge un valore
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limite che corrisponde alla quota di sfioro dell’apertura DMV (1566,45 m s.l.m.), lo strumento è
in grado di segnalarlo all’unità centrale di gestione.
Lo strumento è di semplice ed efficace funzionamento. Un’asta rigida è libera di scorrere
verticalmente all’interno di un controtubo in acciaio blindato ed immorsato alla struttura in
calcestruzzo dell’opera di presa, la meccanica del movimento è realizzata da un motore
elettrico, posizionato sopra il livello di massima piena, con funzionamento temporizzato
regolabile, accoppiato ad un trasduttore meccanico che trasforma il movimento rotatorio
dell’asse del motore in movimento verticale alternato dell’asta. Il motore elettrico è collegato poi
ad una centralina di comando munita di un contagiri che rileva il numero effettivo di giri dell’asse
del motore durante ogni operazione di misura, che corrisponde quindi all’avanzamento verticale
dell’asta.
Figura 2: Asta mobile temporizzata.
Tutta l’opera di presa viene controllata da un sistema automatico di gestione che utilizza gli
strumenti di misura descritti in precedenza.
Una centralina unica di controllo è collegata ai due strumenti di misura (asta mobile e
stratigrafo) ed al motore della paratoia di intercettazione della derivazione. Tutto il sistema
(motori e strumenti) è alimentato elettricamente e telecontrollato dalla centrale.
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L’asta mobile temporizzata rileva e trasmette in centrale il livello dei sedimenti sulla canaletta di
monte alla luce DMV e contemporaneamente lo stratigrafo misura in continuo il livello idrico a
tergo della luce ed anche il livello dei sedimenti che può essere accoppiato con la misura fatta
dall’asta mobile per una sorta di verifica incrociata.
Quando il livello dei sedimenti raggiunge la quota di imposta della luce DMV (1566,45 m s.l.m.)
il sistema trasmette subito un allarme in centrale e contemporaneamente comanda la chiusura
automatica della paratoia motorizzata di intercettazione della derivazione (sulla soglia del
dissabbiatore).
In questo modo quindi l’opera di presa cessa di derivare e le portate in arrivo vengono fatte
defluire liberamente sulla traversa (torrente), fino all’intervento di pulizia del personale preposto
e il ripristino della normale funzionalità della derivazione e della luce DMV.
La logica di funzionamento del sistema può essere sinteticamente descritta come nella tabella
seguente:
Livello sedimenti
a monte luce DMV
Status
centrale
Status luce
DMV
Status paratoia
derivazione
AZIONE
< Liv. limite
In funzione
Libera
Aperta
Monitoraggio in remoto livello
sedimenti a tergo luce DMV
Pulizia
immediata
intera
opera derivazione e ripristino
normale funzionalità
Tabella 1: Funzionamento del sistema di controllo e gestione luce del DMV.
≥ Liv. limite
Blocco
automatico
Ostruita
Chiusura automatica
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MISURATORI DI PORTATA
La misura della portata avrà il doppio scopo di misurare l’effettiva quantità derivata e monitorare
la condotta forzata segnalando eventuali perdite.
Quest’ultimo aspetto è risolto mediante un’analisi di tipo differenziale dei dati provenienti da 2
strumenti, uno posto presso l’opera di presa, a valle della valvola a farfalla ed il secondo
installato in centrale, immediatamente a monte del gruppo turbina-alternatore.
Confrontando i valori pervenuti, eventuali perdite saranno immediatamente segnalate ed il
sistema di automazione provvederà alla intercettazione del fluido a monte.
Gli strumenti previsti saranno misuratori di tipo elettromagnetico installati direttamente sulla
condotta DN350.
Si tratta di una tecnologia consolidata e diffusa, la misura è stabile e precisa, il convertitore di
segnale è controllato da microprocessore.
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ORGANI DI INTERCETTAZIONE
Escludendo le paratoie dell’opera di presa, gli unici organi di intercettazione presenti in impianto
sono costituiti dalle valvole sulla condotta forzata e da una saracinesca sul by-pass.
In centrale, per garantire l’arresto della produzione in caso di malfunzionamento o avarie
dell’impianto, ed anche come organo di guardia, sarà installata, a monte della flangia del
distributore della turbina, una valvola a farfalla DN350 e PFA40, avente azionamento
oleodinamico in apertura ed a peso in chiusura. Il peso sarà calibrato per garantire una chiusura
nei tempi adeguati ad evitare l’insorgere delle sovra pressioni da colpo d’ariete. Tale valvola
sarà dotata di by-pass automatico per il riempimento del tratto di condotta compreso fra la
valvola ed il distributore, equilibrando la valvola per l’apertura.
Presso l’opera di presa, a valle della vasca di carico, è prevista l’installazione di una valvola a
farfalla per presidiare la condotta. Essa avrà i seguenti dati nominali:
•
Diametro nominale:
DN350
•
Pressione nominale:
PFA 6
La valvola è azionata in chiusura con un peso tarato, fornita di un meccanismo di scatto a
palmola che comanda la chiusura d’emergenza del dispositivo; la fase finale della chiusura è
opportunamente rallentata. Corredata di centralina oleodinamica di azionamento, la quale
provvede al riarmo automatico della valvola, su segnale del sistema automatico di regolazione e
controllo della centrale
Sulla tubazione di by-pass della turbina, impiegata per lo svuotamento della condotta forzata, è
prevista una saracinesca ad azionamento manuale mediante volantino e vite esterna. I dati
saranno:
•
Diametro nominale:
DN200
•
Pressione nominale:
PFA 40
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TURBINA
Di seguito si riportano i dati nominali della macchina.
Salto statico H (m)
262,86
Salto netto alla portata massima HM[m]
231,21
Portata massima QM [l/s]
223
Velocità di rotazione n [rpm]
1500
Velocità di fuga [rpm]
2000
Potenza resa all’asse turbina [kW]
Numero tipico neq
392
0,035
Tabella 2: Caratteristiche generali della macchina
La turbina, di tipo Pelton a tre iniettori ed asse verticale, sarà accoppiata al generatore
direttamente attraverso la testa d’albero, a sbalzo, di cui sarà corredato il macchinario elettrico.
La turbina comprenderà le seguenti parti principali:
•
Tubazioni per la derivazione degli iniettori, di ampio raggio per minimizzare le perdite di
carico e ottimizzare la distribuzione della portata
•
Cassone inferiore con smorzatore d’energia e ganci di ancoraggio per l’inghisaggio in getto
di calcestruzzo
•
Telaio inferiore per l’appoggio diretto del cassone della turbina con superfici d’appoggio
lavorate
•
Cassone turbina in acciaio saldato con profilo idraulico idoneo. Lavorazione di tutte le
superfici di appoggio e uscite d'albero. Tenuta a labirinto con anelli di sgocciolamento con
dischi centrifugatori in prossimità dell'uscita dell'albero del generatore.
•
Iniettori muniti di servomotori di comando, con sensori per l’indicazione della posizione delle
spine con ugelli e spine in acciaio, guide e bussole in bronzo, indicatori meccanici della
posizione. Ogni iniettore avrà la possibilità di essere comandato indipendentemente dai
restanti attraverso il sistema di automazione e sarà privo di supporti radiali di centraggio
della guida per evitare che eventuali detriti organici trascinati in condotta possano incastrarsi
su detti supporti limitando il normale funzionamento dell’impianto. L’iniettore dovrà essere
fornito di idoneo trasduttore lineare di posizione con interruttore di fine corsa aperto-chiuso.
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Girante Pelton con pale di profilo idraulico adeguato; il tondo è ricavato per lavorazione di
macchina da un forgiato in acciaio inox; le pale, del medesimo materiale, rifinite di mola
all’interno dei cucchiai con riscontro dei profili idraulici mediante sagome. Equilibrata
dinamicamente e bilanciata a norma ISO 1940. Scabrezza: interno max 2 micron, esterno
max 5 micron. Controllo con liquidi penetranti secondo norme EN 473, EN ISO 3059, EN
ISO 3452-3. Magnetoscopia secondo norme EN 473, EN ISO 9934 (1-3), EN ISO 3059, DIN
EN 1290 – 1291.
•
Tegoli deviatori dei getti, con alberi, avente la funzione di intercettare rapidamente il getto in
caso di manovra rapida di chiusura, consentendo la chiusura opportunamente ritardata della
spina dell'introduttore in modo da evitare le sovrappressioni in condotta che deriverebbero
da rapide variazioni dei regime idraulico con attuatore oleodinamico in apertura (posizione di
riposo durante il funzionamento della turbina) e molle a tazza a forza tarabile per la chiusura
di emergenza (posizione di lavoro deviazione del getto).
I supporti, sia di guida, sia di spinta, dovranno essere adeguatamente dimensionati in termini di
spinta e di durata. La tipologia di lubrificazione dovrà essere proposta dall’appaltatore. Il
sistema di lubrificazione dei supporti inseriti nella cassa turbina, dovrà essere dotato di
accorgimenti che consentano una semplice verifica in servizio dello stato della lubrificazione e
dovrà essere idoneo ad evitare la dispersione nell'acqua di eventuali perdite di lubrificante. La
durata dell’impianto è fissata in 30 anni.
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GENERATORE
Il generatore avrà le seguenti caratteristiche nominali.
Tipo di generatore
Asincrono
N di giri
1500 rpm
N di poli
4
N di giri di fuga
2000 rpm
Fattore di potenza nominale
0,80
Potenza
500 kVA
Tensione nominale
690V
Frequenza
50Hz
Classe di isolamento
F
Classe di sovratemperatura
B
Temperatura ambiente massima
40°C
Forma costruttiva
V1
Grado di protezione
IP23 o IP44
Tipo di raffreddamento
IC08
Tabella 3: Caratteristiche generali della macchina
Il generatore sarà corredato dei dispositivi termici di protezione (PT100) collocati :
•
n.1 nel rame di ciascuna fase (totale 3);
•
n.1 nei supporti d’albero (totale 2).
Il raffreddamento avverrà a liquido con scambiatore a bordo generatore. L’alimentazione del
lubrificante dei cuscinetti avverrà attraverso dispositivo esterno. La macchina sarà fornita con
ruota fonica per la determinazione della velocità.
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IMPIANTI ELETTRICI
Il presente paragrafo descrive in modo generale l’insieme delle apparecchiature e delle opere
elettriche ed elettroniche necessarie per la realizzazione dell’impianto idroelettrico sul torrente
Tartoiana.
La soluzione tecnica degli impianti prevede l’installazione di:
•
N. 1 gruppo di generazione costituito da turbina accoppiata a generatore (alternatore
sincrono) di energia di energia elettrica in BT a 690V – 50Hz per una potenza media su
base annua di circa 192 kW;
•
N. 1 trasformatore MT/BT 20kV/0,69kV – 520kVA per l’elevazione della tensione generata
dal gruppo al valore unificato dell’ente distributore di 20kV;
•
N. 1 trasformatore BT/bt 0,69kV/0,4kV – 50kVA per l’alimentazione dei Servizi Ausiliari (SA)
di centrale;
•
N. 1 trasformatore BT/bt 0,69kV/0,4kV – 10kVA per l’alimentazione dei Servizi Ausiliari (SA)
delle opere di presa;
•
Quadri elettrici MT contenenti le apparecchiature di sezionamento, Protezione Generale
(PG), comando e controllo, ai fini della cessione sulla rete nazionale dell’energia elettrica
prodotta;
•
Quadri elettrici BT contenenti le apparecchiature di Protezione di Interfaccia e di Generatore
(PI e PGen) ed il sezionamento, comando e protezione dei servizi ausiliari di centrale ed
opere di presa;
•
Sistemi ausiliari per un corretto funzionamento della centrale ed il controllo della produzione
dei vettori energetici;
•
Impianti elettrici di servizio (illuminazione, FM);
•
Impianto di messa a terra presso l’edificio centrale e le opere di presa;
•
Sistema di automazione per monitoraggio continuo della centrale da remoto e per gestione
funzionamento impianto.
8.1
GENERALITÀ SUL SISTEMA ELETTRICO E LE APPARECCHIATURE
L’impianto elettrico e di distribuzione dell’energia elettrica sarà alimentato in media tensione
dalla rete ENEL con sistema trifase a neutro isolato e tensione nominale 20.000V - 50Hz.
Il sistema elettrico adottato sarà, perciò, il TN-S.
La cessione dell’energia sarà effettuata all’interno dell’edificio centrale, in locale dedicato.
Il locali per la connessione, previsti secondo i dettagli e le indicazioni contenuti nella specifica
DG2092 r2, comprendono,
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•
locale di consegna dell’energia (locale ENEL);
•
locale di misura.
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IMPIANTI DI TRASFORMAZIONE E TRASPORTO
Gli impianti elettrici di trasformazione e trasporto dell’energia elettrica avranno origine all’interno
della centrale idroelettrica a valle della sezione di produzione e più precisamente a valle del
quadro di macchina del generatore contenente i dispositivi di protezione di generatore e di
interfaccia.
I sistema comprenderà:
•
le condutture tra i morsetti di generazione alla tensione di macchina (690V) ed i quadri di
macchina/interfaccia e quelle dai quadri di macchina/interfaccia al trasformatore elevatore
sono costituite da una terna di cavi unipolari del tipo FG7OR (0,6/1kV);
•
le condutture tra il quadro alla tensione di generazione (scomparto 1 di Fig. 3) a 690V ed i
trasformatori (principale ed SA), la linea verso il trasformatore SA, sono costituite anch’esse
da terne di cavi unipolari del tipo FG7OR (0,6/1kV);
•
le condutture poste ad alimentare l’opera di presa dal quadro SA saranno pure costituite da
una terna di cavi unipolari FG7OR (0,6/1 kV) di lunghezza pari a 1600 metri circa, posate
entro tubazione protettiva Ø 110 interrata;
•
le condutture tra il quadro a 20 kV ed il trasformatore principale sono costituite da una terna
di cavi unipolari del tipo RG7H1R (12/20kV);
•
la conduttura dal quadro QG_MT all’interruttore di manovra ENEL ubicato in locale dedicato,
costituita da una terna di cavi unipolari tipo RG7H1R (12/20kV) di sezione 95 mm² (come da
prescrizione inserite nella norma CEI 0-16), per una lunghezza di linea di circa 5 metri,
posati in passerella metallica o cunicolo;
•
il trasformatore principale MT/BT (scomparto 2 di Fig. 3) del tipo con isolamento in resina, a
giorno, avente tensione nominale al primario 20kV, tensione nominale al secondario 0,69kV,
potenza nominale An1=520 kVA, collegamento DYn11, contenuto in apposito box dotato di
opportune aperture di aerazione e ventilazione;
•
il trasformatore di servizio BT/bt (scomparto 2 di Fig. 3) anch’esso in resina, segregato in
box, avente tensione nominale al primario 0,69kV, tensione nominale al secondario 400V,
potenza nominale An2= 50kVA, collegamento DYn11, in box dedicato o equivalente
segregazione IP23;
•
i quadri di batterie di condensatori trifasi per il rifasamento dei trasformatori;
•
il quadro generale e di consegna (scomparti 3a, 3b di Fig. 3) costituito da unità con
isolamento in aria con Dispositivo Generale (DG): interruttore a comando motorizzato
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completo di sganciatori, unità di protezione e misura a microprocessore, la cella di
protezione generale sarà equipaggiata di relè di protezione generale certificato secondo la
norma CEI 0-16;
•
il quadro BT del generatore (scomparto 1 di Fig. 3) sarà costituito da unità modulari
compatte ad isolamento in aria; tensione nominale 690V, sbarre con In>630A, interruttori
scatolati sia lato generazione (DDG) sia lato consegna (DI) e servizi ausiliari. Saranno
presenti riduttori voltmetrici e amperometrici; le apparecchiature di interruzione e
sezionamento saranno complete di sganciatori, unità di protezione e misura a
microprocessore;
•
il gruppo statico di continuità (UPS) per alimentare senza interruzioni le apparecchiature di
protezione / automazione.
8.3
IMPIANTI ELETTRICI AUSILIARI AL SERVIZIO DELLA CENTRALE E DELL’OPERA
DI PRESA
Gli impianti elettrici di servizio saranno alimentati dal trasformatore destinato BT/bt
(Un1/Un2=0,69/0,4kV, An2=50kVA). All’interno della centrale sarà installato il quadro elettrico
generale servizi ausiliari contenente le apparecchiature automatiche di protezione e comando di
tutte le linee derivate costituito da armadio modulare del tipo per interno avente grado di
protezione IP41 e forma 2.
L’impianto elettrico FM di centrale sarà realizzato con condutture in cavo multipolare tipo
FG7OR (0.6/1kV) inserite nei tratti di dorsale in passerelle metalliche Fe-Zn e negli stacchi
terminali in tubazioni metalliche Fe-Zn; in corrispondenza di ogni brusca deviazione o di stacco
saranno installate scatole/cassette di derivazione metalliche posate a vista con modalità tali da
garantire il grado di protezione minimo IP55; la distribuzione dell’energia per l’impianto luce di
centrale sarà realizzata utilizzando il cavo suddetto o cavi unipolari tipo N07V-K all’interno di
tubazioni in PVC rigido.
Le utenze saranno costituite da dei punti prelievo FM formati da quadri prese a spina industriali
tipo IEC 309 dotate di interruttore di blocco meccanico e fusibili di protezione, da punti presa
serie civile di servizio a standard italiano / tedesco bivalente singolarmente protette da fusibile e
dai punti luce interni.
All’esterno dell’edificio, per l’illuminazione del piazzale antistante e sui lati, si prevedono
proiettori da 400W-230V.
Sono previsti circuiti per i punti luce di emergenza sia nella sala macchine e nei locali minori
formati da apparecchi autonomi con lampada da 24W dotati di batterie ermetiche al Ni-Cd e per
gli sganci di emergenza al fine di porre fuori tensione l’intero impianto o parte di esso in caso di
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emergenza (incendio, pericolo immediato per le persone, guasto, ecc.); sarà inoltre predisposto
un punto per la connessione alla rete telefonica Telecom da ubicarsi presso il quadro consolle.
Sarà realizzata l’alimentazione dei servomotori a corredo dei serramenti apribili con comando
apre-chiude tramite doppio pulsante posto in prossimità del portone di accesso alla centrale.
Nel locale dedicato al trasformatore elevatore sarà installato un ventilatore elicoidale per
l’estrazione diretta a parete atto a realizzare la ventilazione forzata ad integrazione della
ventilazione naturale del vano, comandato da termostato ambiente.
8.4
OPERA DI PRESA
Gli impianti elettrici di servizio alle opere di presa saranno alimentati direttamente dal quadro SA
di centrale attraverso una linea dedicata posata parallelamente alla condotta forzata. Sarà
realizzata con conduttori unipolari FG7OR (0,6/1kV) con posa in tubazione interrata (come su
indicato). Il quadro elettrico servizi opera di presa, alimentato così alla tensione di 690V, sarà
connesso ad un piccolo trasformatore da 10 kVA che porterà alla classica tensione di 400V. Il
quadro conterrà inoltre le apparecchiature automatiche di protezione, comando e gestione di
tutte le linee derivate realizzate con condutture in cavo multipolare tipo FG7OR (0.6/1kV). Le
utenze in campo saranno costituite dalla centralina oleodinamica per l’azionamento dei
servomotori delle paratoie, da un punto di prelievo F.M. formato da blocco prese a spina
industriali tipo IEC 309 e da un punto luce su palo completo di punto di comando locale
ripetibile a distanza.
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SCHEMA GENERALE DI IMPIANTO
Si riporta di seguito lo schema unifilare generale d’impianto e l’elenco dei principali componenti:
Figura 3: schema unifilare semplificato
Elenco componenti - legenda:
1 – Quadro alla tensione di generazione (690 V);
2 – Trasformatori SA e principale;
3a, 3b – Quadri alla tensione di rete (20 kV);
DI+DGen – Dispositivo di Interfaccia e Generatore
SPI – Sistema di Protezione di Interfaccia;
PGen – Sistema di Protezione di Generatore;
DG – Dispositivo Generale
SPG – Sistema di Protezione Generale.
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10 TRASFORMATORE PRINCIPALE
Il trasformatore principale sarà del tipo isolato a resina, raffreddato ad aria e per interno, con le
seguenti caratteristiche di targa.
Potenza nominale Pn
520 kVA
Rapporto di Trasformazione
690 / 20000 ± 2x2,5%
Collegamento
Dyn11
Tensione di cortocircuito
6%
Tipo di raffreddamento
AN – AN
Grado di protezione
IP 23
Isolamento
Resina
Tabella 4: Caratteristiche generali della macchina
Il trasformatore verrà corredato di box di contenimento o griglia di segregazione posta ad
idonea distanza dalla macchina posta all’interno del locale macchine.
Inoltre verrà fornito di centralina RIS per segnalazione guasti ed interventi.
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11 QUADRO MT PRINCIPALE ED ALLACCIAMENTO ALLA RETE
Il quadro a 20 kV sarà protetto, isolato per la tensione nominale di 24 kV, con grado di
protezione IP 4X, rispondente alle norme CEI EN 60298 (CEI 17-6), costituito dalle seguenti
celle evidenziate nello schema unifilare.
Il Quadro Generale di Centrale sarà costituito dai seguenti elementi principali:
•
cella dell'interruttore avente la funzione di Dispositivo Generale (DG) secondo le norme CEI
0-16;
•
vano dispositivi TV per DDI e DDG;
•
relè di protezione generale con datalogger certificato CEI 0-16;
•
eventuali celle di risalita cavi se necessario.
La cella interruttore generale sarà equipaggiata con interruttore a SF6 o a vuoto, TA toroidali
isolati in resina, sezionatore rotativo verso consegna e sezionatore di messa a terra
interbloccato col sezionatore di sbarra.
Ciascuna cella comprenderà uno scomparto superiore segregato dalle rimanenti parti della
cella, per tutte le apparecchiature ausiliarie e le protezioni relative alla cella stessa.
Caratteristica
Valore
Tensione nominale [kV]
20
Frequenza nominale [Hz]
50
Tensione massima di riferimento [kV]
24
Corrente nominale [A]
630
Corrente di breve durata (1 sec) [kA]
16
Corrente limite dinamica [kA]
40
Grado di protezione
Potere di interruzione nominale degli interruttori [kA]
Ciclo nominale degli interruttori
IP4X
16
O-3sec-CO-3sec-CO
Rapporto nominale dei TA per la cella DG
300/5 A
Rapporto nominale dei TA toroidali
100/5 A
Numero dei nuclei dei TA
Tensioni ausiliarie
Tabella 5: Caratteristiche generali del quadro a 20 kV
1 nucleo protezioni
1 nucleo misure
400 V c.a. e 24 V c.c.
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12 SISTEMA DI MESSA A TERRA
Per gli impianti in esame sarà realizzato un idoneo impianto di terra atto ad assicurare un valore
di resistenza commisurato al valore della corrente nominale di guasto e al relativo tempo di
eliminazione delle protezioni installate a monte nella rete esercita dall’Ente distributore, in
conformità a quanto stabilito dalle Norme CEI 11-1 in vigore.
L'impianto di messa a terra sarà costituito dal dispersore e dalla rete di conduttori di terra,
compresi quelli di collegamento fra la sbarra di terra ed il dispersore ed avrà lo scopo principale
di ridurre le tensioni di contatto, in caso di guasto, al disotto dei 50 V previsti dalla normativa.
Ciò consentirà, secondo la CEI 64-8, l’eventualità di non richiedere l’interruzione
dell’alimentazione ed il venir meno ogni problema relativo all’impedenza dell’anello di guasto.
Il dispersore della centrale sarà costituito da una corda in rame nudo di sezione 50mm2 (o
tondino in ferro Φ10 mm) che circonda l’edificio collegato ai picchetti in acciaio zincato infissi nel
terreno ai 4 angoli. L’esiguo numero di picchetti previsto sta ad indicare la loro limitata influenza
per guasti in BT ed MT con queste portate di corrente.
Sarà essenziale prevedere il collegamento alle reti elettrosaldate ed ai ferri di armatura, al
collettore di terra della sala macchine al collettore principale di terra. A questo impianto saranno
collegate anche tutte le masse e masse estranee della cabina e dell’edificio, i centri stella dei
trasformatori e del generatore e l’eventuale sistema di messa a terra contro le scariche
atmosferiche.
Tale conduttore sarà interrato a non meno di 70 cm di profondità ed a non meno di un metro
dall'edificio.
I picchetti saranno di tipo a croce e con lunghezza non inferiore a 1,5 m, saranno dotati punta
terminale battipalo e piastra forata per il collegamento.
Un impianto di terra è previsto anche presso le opere di presa, esso sarà costituito dal
dispersore in corda di rame nuda da 35 mm2, dai relativi picchetti del tutto simili ai precedenti,
dai collegamenti con il centro stella del trasformatore 690/400V, le armature e con la condotta
forzata. Quest’ultimo consente di collegare il dispersore in centrale con quello presso le opere
di presa, rendendo dunque unico l’impianto di terra.
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13 SERVIZI AUSILIARI
13.1 TRASFORMATORI DEI SERVIZI AUSILIARI
I trasformatori dei servizi ausiliari BT di centrale e dell’opera di presa saranno del tipo isolato in
resina, raffreddato in aria e per interno, con le seguenti caratteristiche.
Potenza nominale Pn
50 kVA
Rapporto di Trasformazione
690/400 ± 2x2,5%
Collegamento
Dyn11
Tensione di cortocircuito
4%
Tipo di raffreddamento
AN – AN
Grado di protezione box
IP 23
Tabella 6: Caratteristiche generali della trasformatore servizi ausiliari di centrale
Potenza nominale Pn
10 kVA
Rapporto di Trasformazione
690/400 ± 2x2,5%
Collegamento
Dyn11
Tensione di cortocircuito
4%
Tipo di raffreddamento
AN – AN
Grado di protezione box
IP 23
Tabella 7: Caratteristiche generali della trasformatore servizi ausiliari opera di presa
13.2 APPARECCHIATURA ELETTRICA DEI SERVIZI AUSILIARI
I servizi ausiliari (SA) comprenderanno tre sistemi separati:
1) Sistema a 400/230 V c.a. di centrale – alimentato dal trasformatore SA 690/400V;
2) Sistema a 400/230 V c.a. opere di presa – alimentato dal trasformatore OP 690/400V;
3)
Sistema a 24 V c.c. costituito da una batteria, un carica batteria alimentato da un apposito
interruttore del quadro Servizi ausiliari in c.a., e un quadro distribuzione corrente continua.
13.3 QUADRI 400/230V DI DISTRIBUZIONE DEI SA IN C.A.
I quadri dei servizi ausiliari di centrale e dei servizi ausiliari dell’opera di presa saranno
rispondenti alle norme CEI-EN 60439 (CEI 17-13); il primo, derivato dalle sbarre alla tensione di
generazione, comprenderà:
•
un sezionatore generale quadri polare;
•
TA e strumentazione di misura dell'energia;
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•
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interruttori di alimentazione delle utenze sia trifasi, sia monofasi, di numero e portata idonei
alle stesse, come indicato nello schema unifilare;
•
pannello frontale con strumenti di misura della tensione e della corrente assorbita.
13.4 QUADRO DI DISTRIBUZIONE IN C.C. A 24V
Il quadro sarà rispondente alle norme CEI 17-13, e comprenderà:
•
l'interruttore generale munito di protezione magnetotermica;
•
interruttori di alimentazione delle utenze, di numero e portata idonei alle stesse, come da
schema unifilare;
•
pannello frontale con strumentazione e regolazioni del carica batteria nonché strumento
indicatore della carica residua:
•
sistema UPS per l'alimentazione in continuità dell'elettronica di segnalazione e controllo.
Il carica batteria e la batteria potranno essere incorporati nel quadro distribuzione c.c..
Quest'ultimo dovrà comunque essere fisicamente distinto dal quadro distribuzione c.a..
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14 SISTEMA DI PROTEZIONE
La centrale sarà dotata di un sistema di protezioni idoneo a determinare i necessari interventi
(arresto, arresto con blocco, scatto, blocco) in condizioni di sicurezza al verificarsi di anomalie
che presentino rischi per le persone o per i macchinari e gli impianti.
Tale sistema opererà attraverso circuiti convenzionali a minima, indipendenti da ogni altro
sistema di automazione e controllo della centrale e dovrà essere concepito in modo da ottenere
che l'arresto del gruppo avvenga, sia in caso di guasto che determini l'intervento di una
protezione, sia in caso di rottura di cavetteria o di mancanza di alimentazione ai circuiti di
protezione.
Esso comprenderà:
•
la protezione multifunzionale secondo CEI 0-16 operante come protezione del DG;
•
un complesso multifunzionale di protezione del generatore;
•
protezione multifunzionale per trasformatore;
•
protezioni termiche "di bordo macchina" costituite da sonde PT100 inserite nel generatore e
nel trasformatore.
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15 SISTEMA DI CONTROLLO E REGOLAZIONE
Il
gruppo
turbina-alternatore
sarà
dotata
di
un
proprio
indipendente
regolatore
a
microprocessore, idoneo per svolgere le seguenti funzioni:
•
avviamento, parallelo e marcia a vuoto;
•
presa di carico secondo un programma fornito manualmente, o in regolazione automatica in
base al livello in vasca di carico;
•
variazione di carico su comando manuale;
•
arresto comandato (da comando manuale o da protezione);
•
arresto di emergenza con chiusura rapida del distributore.
Il regolatore sarà contenuto in un apposito armadio da collocare in sala macchine, munito di
pannello frontale con comandi manuali di Avviamento, Arresto, Aumenta, Diminuisce, Blocco
Emergenza, Riarmo blocco. La scelta del modo di funzionamento (Manuale o Automatico) potrà
essere effettuata mediante comandi sul pannello frontale o attraverso il sistema di controllo
generale della centrale.
Il regolatore sarà dotato di adeguate interfacce per la connessione al PC di centrale.
Sarà inoltre installato un sistema di automazione locale con possibilità di supervisione remota a
mezzo vettore telefonico per comandare e controllare gli impianti tramite personal computer;
detto sistema sarà in grado di memorizzare i livelli dell’acqua nelle opere di presa a monte, la
portata d’acqua in condotta forzata, segnalare lo stato di funzionamento delle utenze (paratoie
aperte o chiuse), quello di malfunzionamento (allarmi, scatti apparecchiature di protezione, ecc.)
e il controllo di stato di tutte le apparecchiature dell’impianto elettrico (consumi energia,
protezioni, ecc.) in tempo reale con la visualizzazione ed eventualmente la stampa dei dati
ricevuti.
Il sistema sarà costituito da due controllori programmabili a microprocessore (PLC) di cui uno
“Master” installato nel quadro generale in centrale e uno “Slave” installato nel quadro di
distribuzione presso le opere di presa, dalle linee di connessione.
