verifica della conformità delle unita` di produzione alle

N° DRRPX04003
GUIDA TECNICA
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VERIFICA DELLA CONFORMITÀ DELLE UNITA’ DI
PRODUZIONE ALLE PRESCRIZIONI TECNICHE
Storia delle revisioni
Rev.
Descrizione della revisione
Autore
Data
00
Prima Emissione
Aggiornamento generale per corrispondenza con Codice di
Rete e caratteristiche cicli combinati. Introduzione verifica per
transitorio di frequenza.
G.DELL’OLIO
09-03-2003
G.PALLADINETTI
14-12-2005
01
14-12-2005 G.PALLADINETTI
Rev. 01
Data
Redatto
Filename: DRRPX04003 Verifica
Conformità Unità Produzione1.doc
Collaborazioni
Sostituisce:
M.SFORNA
C.SABELLI
Verificato
Approvato
GUIDA TECNICA
VERIFICA DI CONFORMITÀ DELLE
UNITA’ DI PRODUZIONE
N° DRRPX04003
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INDICE
1.
SCOPO..................................................................................................................................................................... 4
2.
DOCUMENTI DI RIFERIMENTO...................................................................................................................... 4
3.
GENERALITÀ........................................................................................................................................................ 4
4.
CARATTERISTICHE DELLA STRUMENTAZIONE...................................................................................... 6
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
TRASDUTTORE DI TENSIONE, CORRENTE, POTENZA ATTIVA, POTENZA REATTIVA. ........................................... 6
TRASDUTTORE DIFFERENZIALE DI FREQUENZA ................................................................................................ 7
TRASDUTTORE DI VALOR MEDIO ...................................................................................................................... 7
SISTEMA RAPIDO DI REGISTRAZIONE ................................................................................................................ 7
GENERATORE DI FUNZIONI O CALIBRATORE DC............................................................................................... 7
GENERATORE PROGRAMMABILE DELLE TERNE DI TENSIONE E CORRENTE ........................................................ 8
5.
ELENCO DEI SIMBOLI ....................................................................................................................................... 8
6.
PROVE DEL SISTEMA DI REGOLAZIONE DELLA FREQUENZA ........................................................... 9
6.1.
VERIFICA DELLO STATISMO PERMANENTE........................................................................................................ 9
6.1.1. Prescrizioni sullo statismo.......................................................................................................................... 9
6.1.2. Assetto di prova ........................................................................................................................................ 10
6.1.3. Assetto della misura.................................................................................................................................. 10
6.1.4. Grandezze da registrare ........................................................................................................................... 10
6.1.5. Modalità di prova ..................................................................................................................................... 10
6.1.6. Durata prevedibile della prova ................................................................................................................ 11
6.1.7. Registrazioni e calcolo dello statismo ...................................................................................................... 11
6.2.
MISURA DELLA INSENSIBILITÀ MASSIMA ....................................................................................................... 13
6.2.1. Prescrizioni............................................................................................................................................... 13
6.2.2. Assetto di prova ........................................................................................................................................ 13
6.2.3. Assetto di misura ...................................................................................................................................... 13
6.2.4. Grandezze da registrare ........................................................................................................................... 13
6.2.5. Modalità di prova ..................................................................................................................................... 13
6.2.6. Durata prevedibile della prova ................................................................................................................ 14
6.3.
VALUTAZIONE DEL COMPORTAMENTO DINAMICO DEL SISTEMA DI REGOLAZIONE DELLA VELOCITÀ DELLA
TURBINA E DEL TEMPO DI EROGAZIONE DELLA RISERVA PRIMARIA .............................................................................. 15
6.3.1. Prescrizioni............................................................................................................................................... 15
6.3.2. Assetto di prova ........................................................................................................................................ 15
6.3.3. Assetto di misura ...................................................................................................................................... 15
6.3.4. Grandezze da registrare ........................................................................................................................... 15
6.3.5. Modalità di prova ..................................................................................................................................... 15
6.3.6. Durata prevedibile della prova ................................................................................................................ 16
6.4.
VERIFICA DELLA MASSIMA POTENZA ATTIVA EROGABILE DAL GRUPPO PER 15 MINUTI CONSECUTIVI............ 16
6.4.1. Prescrizioni............................................................................................................................................... 16
6.4.2. Assetto di prova ........................................................................................................................................ 16
6.4.3. Assetto di misura ...................................................................................................................................... 16
6.4.4. Grandezze da registrare ........................................................................................................................... 16
6.4.5. Modalità di prova ..................................................................................................................................... 17
6.4.6. Durata prevedibile della prova ................................................................................................................ 17
6.5.
MASSIMA VELOCITÀ DI VARIAZIONE (IN AUMENTO E/O IN DIMINUZIONE) DELLA POTENZA ATTIVA EROGATA 17
6.5.1. Prescrizioni............................................................................................................................................... 17
6.5.2. Assetto di prova ........................................................................................................................................ 17
6.5.3. Assetto di misura ...................................................................................................................................... 17
6.5.4. Grandezze da registrare ........................................................................................................................... 17
6.5.5. Modalità di prova ..................................................................................................................................... 17
6.5.6. Durata prevedibile della prova ................................................................................................................ 17
6.6.
VALUTAZIONE DEL COMPORTAMENTO DELL’UNITÀ DI PRODUZIONE A FRONTE DI GRANDI PERTURBAZIONI
DELLA FREQUENZA DI RETE. ......................................................................................................................................... 18
GUIDA TECNICA
VERIFICA DI CONFORMITÀ DELLE
UNITA’ DI PRODUZIONE
6.6.1.
6.6.2.
6.6.3.
6.6.4.
6.6.5.
6.6.6.
7.
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Prescrizioni............................................................................................................................................... 18
Assetto di prova ........................................................................................................................................ 18
Assetto di misura ...................................................................................................................................... 19
Grandezze da registrare ........................................................................................................................... 19
Modalità di prova ..................................................................................................................................... 19
Durata prevedibile della prova ................................................................................................................ 19
PROVE DEL SISTEMA DI REGOLAZIONE DELLA TENSIONE.............................................................. 19
7.1.
MISURA DELLA PRECISIONE STATICA DEL REGOLATORE DI TENSIONE ............................................................ 19
7.1.1. Prescrizioni............................................................................................................................................... 19
7.1.2. Assetto di prova ........................................................................................................................................ 19
7.1.3. Assetto di misura ...................................................................................................................................... 19
7.1.4. Grandezze da registrare ........................................................................................................................... 19
7.1.5. Modalità di prova ..................................................................................................................................... 20
7.1.6. Durata prevedibile della prova ................................................................................................................ 20
7.2.
RILIEVO DELLE CURVE LIMITE IMPOSTATE NEL REGOLATORE DI TENSIONE.................................................... 21
7.2.1. Obiettivo della prova ................................................................................................................................ 21
7.2.2. Assetto di prova ........................................................................................................................................ 21
7.2.3. Assetto di misura ...................................................................................................................................... 21
7.2.4. Grandezze da registrare ........................................................................................................................... 21
7.2.5. Modalità di prova ..................................................................................................................................... 21
7.2.6. Durata prevedibile della prova ................................................................................................................ 22
7.3.
VERIFICA DELL’EFFICACIA DEL SISTEMA PSS ................................................................................................ 22
7.3.1. Prescrizioni............................................................................................................................................... 22
7.3.2. Assetto di prova ........................................................................................................................................ 22
7.3.3. Assetto di misura ...................................................................................................................................... 22
7.3.4. Grandezze da registrare ........................................................................................................................... 22
7.3.5. Modalità di prova ..................................................................................................................................... 22
7.3.6. Durata prevedibile della prova ................................................................................................................ 23
7.4.
VERIFICA DELLA TENSIONE DI CEILING POSITIVO ........................................................................................... 23
7.4.1. Prescrizioni............................................................................................................................................... 23
7.4.2. Assetto di prova ........................................................................................................................................ 23
7.4.3. Assetto di misura ...................................................................................................................................... 23
7.4.4. Grandezze da registrare ........................................................................................................................... 23
7.4.5. Modalità di prova ..................................................................................................................................... 23
7.4.6. Durata prevedibile della prova ................................................................................................................ 23
7.5.
VERIFICA DEL CORRETTO FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA DI ECCITAZIONE AL VARIARE DELLA TENSIONE DI
ALIMENTAZIONE ........................................................................................................................................................... 23
7.5.1. Prescrizioni............................................................................................................................................... 24
7.5.2. Assetto di prova ........................................................................................................................................ 24
7.5.3. Assetto di misura ...................................................................................................................................... 24
7.5.4. Grandezze da registrare ........................................................................................................................... 24
7.5.5. Modalità di prova ..................................................................................................................................... 24
7.6.
VERIFICA DEL TEMPO DI MANTENIMENTO DELLA TENSIONE DI CEILING IN CASO DI CORTO CIRCUITO VICINO 25
7.6.1. Prescrizioni............................................................................................................................................... 25
7.6.2. Assetto di prova in laboratorio................................................................................................................. 25
7.6.3. Grandezze da registrare ........................................................................................................................... 26
7.6.4. Assetto di misura ...................................................................................................................................... 26
7.6.5. Modalità di prova ..................................................................................................................................... 26
7.7.
VERIFICA DELLA EROGAZIONE DEL VALORE DI CORRENTE DI ECCITAZIONE MASSIMA PER 10 SECONDI ......... 27
7.7.1. Prescrizioni............................................................................................................................................... 27
7.7.2. Assetto di prova in laboratorio................................................................................................................. 27
7.7.3. Assetto di misura ...................................................................................................................................... 27
7.7.4. Grandezze da registrare ........................................................................................................................... 28
7.7.5. Modalità di prova in laboratorio.............................................................................................................. 28
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VERIFICA DI CONFORMITÀ DELLE
UNITA’ DI PRODUZIONE
1.
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SCOPO
TERNA – Rete Elettrica Nazionale attua costantemente il controllo delle caratteristiche
tecniche degli impianti del sistema elettrico italiano per garantire l’adeguata fornitura di
servizi di sistema ed un elevato livello di sicurezza dell’esercizio. Ciò è normalmente
effettuato attraverso la supervisione delle grandezze elettriche nel punto di connessione di
ogni impianto alla rete rilevante, in tutte le condizioni di esercizio.
Ad integrazione, TERNA, a sua discrezione, intende effettuare delle ispezioni degli
impianti di generazione per raccogliere informazioni sulle loro caratteristiche e per
verificare la corrispondenza delle loro prestazioni alle prescrizioni richieste per un
esercizio elettrico affidabile e per la connessione efficace alla rete rilevante.
Specificatamente, l’attività di TERNA è orientata soprattutto a verificare la rispondenza
delle prestazioni delle unità di produzione alle prescrizioni descritte nel Codice di Rete e
nelle Monografie Tecniche integrative. A ciò si associa anche la verifica dell’attendibilità
dei dati che sono stati auto-certificati dai Titolari degli impianti durante l’iscrizione degli
stessi al Registro delle Unità di Produzione.
Il presente documento ha lo scopo di descrivere le modalità e gli accorgimenti di verifica
che TERNA ha stabilito per alcune delle prescrizioni tecniche riguardanti le unità di
produzione, con particolare riferimento alle unità termoelettriche di potenza rilevante.
2.
DOCUMENTI DI RIFERIMENTO
[1]
Codice di Trasmissione, dispacciamento, sviluppo e
sicurezza della rete
[2]
Partecipazione alla Regolazione di Tensione
IN.S.T.X1013
[3]
Partecipazione alla Regolazione di Frequenza e
Frequenza Potenza
IN.S.T.X1014
[4]
Sistema automatico per la regolazione della tensione
(SART) per centrali elettriche di produzione
DRRPX03019
[5]
Glossario e definizioni.
IN.S.E.X.1002
3.
GENERALITÀ
Il presente documento descrive le prove da eseguire per le unità (o gruppi) di produzione
al fine di valutarne la conformità alle prescrizioni tecniche. In particolare, sono descritte le
prove che verificano alcuni servizi di sistema e alcune prestazioni che possono influenzare
maggiormente la sicurezza dell’esercizio elettrico, come:
• la regolazione primaria e secondaria della frequenza in condizioni normali;
• la regolazione primaria della tensione;
• la contribuzione ai transitori di frequenza in condizioni di emergenza.
Inoltre, il documento definisce per ogni singola prova:
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UNITA’ DI PRODUZIONE
•
•
•
•
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l'assetto dell’unità in prova (in arresto, in marcia a vuoto, in parallelo a carico
predefinito, ecc.);
le modalità di esecuzione della prova;
l’assetto di misura e le grandezze da registrare;
il tempo prevedibile di esecuzione.
In seguito alla scelta delle unità di produzione da sottoporre a verifica, TERNA concorderà
con il Titolare il periodo e le condizioni di prova più opportune, ad esempio: con le unità in
esercizio, in fermata per manutenzione, in avviamento dopo la manutenzione, o in fase di
primo avviamento.
TERNA sceglierà le prove da eseguire su ciascuna delle unità, oggetto di verifica, tra
quelle descritte nel presente documento, valutando caso per caso, la loro compatibilità con
le caratteristiche dell’impianto, il suo esercizio programmato e la disponibilità del sistema
elettrico.
Altresì, TERNA può rinunciare, a proprio giudizio, ad eseguire una o più prove, se il
Titolare dell’impianto può dimostrare che lo stesso è gia stato provato con modalità
conformi al presente documento, e l’esito delle prove è stato positivo. A tale scopo, il
Titolare dovrà esibire una opportuna documentazione tecnica, costituita da relazioni di
prova, bollettini di collaudo, ecc., la cui validità e completezza sarà valutata dal personale
di TERNA.
Inoltre, TERNA può rinunciare a provare una certa unità di produzione, se il Titolare può
dimostrare che un'altra unità, di caratteristiche documentate identiche alla prima, è già
stata provata conformemente al presente documento con esito positivo.
Infine, TERNA può decidere di limitarsi ad assistere all’esecuzione di prove analoghe a
quelle descritte nel seguito e richieste in autonomia dal Titolare in occasione del primo
avviamento, di avviamenti successivi in seguito a manutenzioni o a modifiche sostanziali
dell’impianto di generazione.
In casi straordinari, TERNA potrà richiedere, qualora se ne rilevi la necessità e in accordo
con il Titolare dell’impianto, l’esecuzione di ulteriori prove non comprese fra quelle
descritte nel presente documento. Ciò può accadere per integrare, o confermare, i risultati
di prove precedentemente eseguite e di cui è stata fornita una documentazione oppure per
integrare delle prove in corso richieste dal Titolare.
Le prove saranno eseguite dal personale di TERNA, o da quello di altri Istituti delegati, che
fornirà la strumentazione specifica ad integrazione di quella normalmente presente
sull’impianto. TERNA si farà carico solo di questi oneri.
E’ richiesto che il Titolare metta a disposizione del personale TERNA adeguate risorse
umane e materiali per la progettazione di dettaglio delle prove, la loro predisposizione e la
loro attuazione.
Inoltre, il Titolare dell’impianto ha titolo a richiedere a TERNA, per tutta la durata delle
prove, l’esenzione dal servizio di bilanciamento e dal pagamento dell’onere dovuto
all’eventuale sbilancio di potenza.
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4.
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CARATTERISTICHE DELLA STRUMENTAZIONE
Per l’esecuzione delle prove TERNA prevede di utilizzare i seguenti apparati e strumenti
ad integrazione della strumentazione già connessa all’impianto:
• Trasduttore di tensione, corrente, potenza attiva e potenza reattiva.
• Trasduttore differenziale di frequenza.
• Trasduttore di valor medio.
• Sistema rapido di registrazione.
• Generatore di funzioni o Calibratore DC.
• Generatore programmabile delle terne di tensione e di corrente (GPTC)
Ciò fornisce una indicazione al Titolare dell’impianto delle grandezze e dei circuiti che
devono essere istituiti ad hoc durante il periodo di prova.
Nel corso degli accordi preliminari all’esecuzione della prova e con l’obiettivo di favorire e
semplificare la sua attuazione, sarà valutata l’utilizzazione di una strumentazione diversa
da quella descritta, se già disponibile sull’impianto purché di prestazioni sostanzialmente
equivalenti a quella fornita da TERNA. In questo caso, le prestazioni della strumentazione
fornita dal Titolare dovranno essere dimostrate con una adeguata certificazione. Nel
seguito si forniranno le caratteristiche generali della strumentazione in modo da
permettere al Titolare la verifica dell’idoneità di quella già disponibile sull’impianto.
4.1.
Trasduttore di tensione, corrente, potenza attiva, potenza reattiva.
Tale strumento è dedicato alla misura contemporanea della potenza attiva e della potenza
reattiva, generate dall’alternatore, e della tensione ai suoi morsetti. Se possibile le misure
di potenza saranno effettuate con un’inserzione monofase, altrimenti con una inserzione
ARON. Le caratteristiche raccomandate per il trasduttore sono le seguenti.
•
Tensione: 100 V oppure (100/ 3 ) V.
•
•
•
Corrente: 100 mA, oppure 1 A, oppure 5 A.
Precisione: almeno ±0,2 % del valore nominale.
Tempo di risposta: ≤ 40 ms.
Il trasduttore deve essere sovraccaricabile almeno del 30%. Ciò significa che la grandezza
di uscita deve essere proporzionale alla grandezza di ingresso almeno fino a che
quest’ultima è pari o inferiore a 1.3 volte il proprio valore nominale.
I trasformatori di misura (TA, TV) utilizzati per la misura devono essere almeno di classe
0.5. La precisione dell’intera catena di misura (Figura 1) deve essere sempre migliore
dell’1%.
Trasformatore
(TA/TV)
Segnale in
ingresso
Trasduttore
(V/I/P/Q)
Segnale in ingresso
da misurare
Figura 1: Catena di misura.
Registratore
Risultato della
misura
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4.2.
Trasduttore differenziale di frequenza
Lo strumento deve misurare il periodo della oscillazione della tensione di rete, calcolare il
valore assoluto della frequenza e lo scarto rispetto ad una frequenza di riferimento. La
frequenza di riferimento è scelta manualmente dal verificatore ed è normalmente 50.0 Hz.
Si raccomandano le seguenti prestazioni minime del trasduttore:
• precisione: ± 5 mHz;
• risoluzione: ± 1 mHz;
• tempo di risposta: 40 ms.
4.3.
Trasduttore di valor medio
Il trasduttore di valor medio è uno strumento di misura di tensione con eliminazione delle
componenti a frequenza di rete. Fornisce il valor medio attenuato, in funzione della scala
impostata, della tensione di eccitazione degli alternatori che, notoriamente, è elevata e
molto disturbata. Esso calcola l’integrale della tensione misurata utilizzando la formula:
V=
1 T
V f ( t ) dt
T ³0
dove: T = 1/50 Hz = 0.02 sec.
La precisione di misura deve essere migliore di ± 0.5%.
Lo strumento può essere utilizzato anche per la misura della corrente di eccitazione,
tramite resistenza shunt con campo di misura compreso in ±100 mV.
Inoltre, il segnale d’uscita deve essere separato galvanicamente dalla tensione di campo
in ingresso.
4.4.
Sistema rapido di registrazione
Il sistema di registrazione deve essere del tipo Digital Signal Processor (DSP), e deve
permettere l’acquisizione contemporanea di un numero adeguato di segnali analogici e
digitali, ad esempio: 8 -16 canali analogici e 8 digitali.
La frequenza di campionamento deve essere adeguata alle velocità di variazione tipiche
delle grandezze da registrare, tipicamente minore di 10 ms.
I dati registrati devono essere esportabili in formato ASCII.
4.5.
Generatore di funzioni o calibratore DC
Il generatore di funzioni è uno strumento programmabile in grado di generare gradini di
tensione o di corrente utilizzabili per stimolare i sistemi di regolazione. Inoltre, è in grado di
generare rampe di tensione, o di corrente, con possibilità di impostarne sia i valori limite,
che il gradiente di variazione.
Normalmente è dotato anche di una sezione di misura della tensione e della corrente
utilizzabile per la verifica dei vari segnali scambiati tra regolatore e campo.
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Le prestazioni minime richieste sono:
• Output Tensione: Range: 0-10 V
Risoluzione: 100 µV
Precisione: ± 0,025 %.
• Output Corrente: Range: 0-20 mA Risoluzione: 1 µA
Precisione: ± 0,025 %.
• Input Tensione: Range: 0-10 V
Risoluzione: 100 µV
Precisione: ± 0,025 %.
• Input Corrente: Range: 0-50 mA
Risoluzione: 10 µA
Precisione: ± 0,025 %.
• Impedenza d’ingresso:
Tensione: >10 MΩ
Corrente: 5 Ω.
4.6.
Generatore programmabile delle terne di tensione e corrente
Dispositivo in grado di generare contemporaneamente una terna di tensioni simmetrica
equilibrata, con ampiezza paragonabile a quelle ottenute dal secondario dei TV
macchina (tipicamente 100 V o 100 / 3 ), ed una terna di correnti simmetrica
equilibrata, con ampiezza paragonabile a quelle ottenute dal secondario dei TA
macchina (tipicamente 5 A).
ed
di
ed
di
Tramite un calibratore deve inoltre essere possibile modificare l’ampiezza sia della terna di
tensioni che della terna di correnti sino a poterla annullare, e deve essere possibile
modificare la relazione di fase tra le due terne.
Il campo di tensione concatenata è: 0 ÷ 130 V, con gradini di tensione concatenata di 10 V
e con regolazione fine di 10 mV. La precisione nominale della tensione concatenata è
dello 0.1 % del fondo scala.
La distorsione massima della forma d'onda sinusoidale è 0.4 %.
Il campo di corrente di fase: 0 ÷ 6 A, con gradini di corrente da 0.5 A e con regolazione
fine della corrente di 1 mA. La precisione nominale della corrente è dello 0.1 % del fondo
scala.
Il campo di frequenza è di 0 ÷ 100 Hz, con gradini di frequenza di 1 Hz e con regolazione
fine della frequenza di 25 mHz. La precisione nominale della frequenza è del 0.02 % del
fondo scala.
5.
ELENCO DEI SIMBOLI
Nel resto del documento saranno utilizzati numerosi simboli di cui nel seguito si fornisce
l’elenco e il significato di ognuno:
Peff: potenza efficiente del gruppo in prova.
Pe0: potenza attiva generata dal gruppo all’inizio della prova.
Pe:
potenza attiva istantanea generata dal gruppo durante la prova.
Q:
potenza reattiva erogata, o assorbita, dall’alternatore in prova.
frequenza di rete.
fr:
fn:
frequenza nominale di rete.
fref:
frequenza di riferimento impostata sul regolatore di velocità.
∆f:
fr - fn
S:
statismo impostato sul regolatore di velocità del gruppo.
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pt
Vrif:
V:
Vsb:
Vf :
εv :
αc :
If :
Ifmax:
pressione ammissione turbina.
riferimento di tensione impostato sul regolatore di tensione.
tensione misurata ai morsetti dell’alternatore in prova.
tensione misurata sulla sbarra AT della centrale.
tensione di campo dell’alternatore in prova.
errore commesso dal regolatore di tensione dell’alternatore in prova.
coefficiente di compound per la potenza reattiva.
corrente di campo dell’alternatore in prova.
massima corrente di campo ammissibile per l’alternatore in prova.
6.
PROVE DEL SISTEMA DI REGOLAZIONE DELLA FREQUENZA
6.1.
Verifica dello statismo permanente
Lo statismo permanente di una unità di produzione è definito come il rapporto, cambiato di
segno, tra la variazione percentuale della frequenza e la corrispondente variazione
percentuale della potenza elettrica in uscita, a transitorio esaurito, conseguente all’azione
del regolatore di velocità. La formula utilizzata per il calcolo è la seguente:
S=−
∆f / f n
∆Pe / Peff
6.1.1.
Prescrizioni sullo statismo
Nell’ambito delle prestazioni minime descritte in [1], TERNA richiede l’aggiornamento del
parametro di statismo dei regolatori di velocità come segue:
• per le unità idroelettriche, il valore di statismo massimo1 richiesto è del 4%;
• per le unità termoelettriche di qualsiasi tipo, lo statismo massimo richiesto è del 5%. A
ciò deve attenersi anche ogni sezione di impianto a ciclo combinato, intendendo come
sezione l’unione delle turbine a gas e di quelle a vapore che utilizzano il calore di
recupero delle prime.
Se, in un ciclo combinato, la turbina a vapore è esercita con le valvole di regolazione
completamente aperte, modalità definita sliding pressure, non può contribuire alla
regolazione primaria di velocità. Pertanto la turbina a gas (TG), o il complesso delle
turbine a gas associate, dovrà avere uno statismo permanente pari a:
STG = S × α
dove: α è la frazione della potenza efficiente totale del ciclo combinato prodotta dalle sole
turbine a gas.
1
La prescrizione riguarda solo il valore massimo per lo statismo permanente. Sono quindi ritenute idonee
unità di produzione che presentano uno statismo permanente minore di quello prescritto.
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Analogamente, il valore della semibanda di potenza per la regolazione primaria che l’unità
TG deve rendere disponibile, deve essere pari a:2
BTG = B / α
6.1.2.
Assetto di prova
Per permettere l’esecuzione della prova è richiesto che l’unità di produzione sottoposta
alla stessa sia disponibile nelle seguenti condizioni:
• in parallelo con la rete, a potenza costante e con regolazione di carico in automatico;
• con la regolazione secondaria di frequenza-Potenza esclusa;
• con l’eventuale banda morta dei regolatori di velocità posta a valore nullo.
6.1.3.
Assetto della misura
La Figura 2 illustra lo schema a blocchi di inserzione della strumentazione di misura.
TV
TA
Gruppo
in prova
R
S
T
N
Trasduttore di:
- Potenza attiva
- Tensione
-∆f
Tens. di campo
GR
EHC / SdR
Gradino ∆f
Trasduttore di
Valor medio
Gen. Funzioni o
Terminale EHC
Sistema
rapido di
registrazione
∆ Set-point
∆ frequenza rete
Separatori
galvanici
Figura. 2 Schema di inserzione della strumentazione per la verifica dello statismo permanente.
6.1.4.
Grandezze da registrare
Le grandezze da registrare sono: Pe; fr; fref; ∆f.
6.1.5.
Modalità di prova
Sono previste le seguenti due modalità di prova:
2
Per esempio, se lo statismo richiesto è S = 5% e la turbina a gas produce i 2/3 della potenza efficiente
complessiva della sezione a ciclo combinato, con la turbina a vapore in funzionamento sliding pressure, si
ha che lo statismo della sola unità turbogas deve essere: STG = 5 x (2/3) = 3.3%.
Analogamente, se la semibanda di riserva primaria richiesta è dell’1.5%, allora la semibanda che deve
rendere disponibile la sola unità turbogas dovrà essere pari a 1.5/(2/3) = 2.25%.
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1. lo statismo permanente dell’unità sottoposta alla prova è valutato osservando le
normali variazioni della frequenza di rete e le relative variazioni di potenza attiva
prodotta. Al fine di verificare che il valore di statismo permanente calcolato non risenta
delle condizioni del punto di lavoro dell’unità, la prova dovrà essere eseguita almeno
due volte, a partire da due diversi valori di Pe0 , definiti a medio-basso carico ed ad alto
carico, come esemplificazione delle più frequenti condizioni di esercizio nomale.
Pertanto, in un caso si eseguirà la prova per una potenza intorno al 90% della potenza
efficiente dell’unità, mentre in un secondo caso intorno al 60%.
2. Lo statismo permanente dell’unità sottoposta alla prova è valutato imponendo al
riferimento di frequenza del regolatore di velocità una variazione a gradino di ampiezza
opportuna, una volta in aumento ed una volta in diminuzione, e misurando la
variazione di potenza prodotta. Anche in questo caso, la prova dovrà essere eseguita
due volte, a partire da due diversi valori di Pe0: 90% e 60% della potenza efficiente.
L’ampiezza del gradino è la massima ampiezza tale da non far intervenire le
saturazioni della semibanda di riserva primaria. Ad esempio, se la massima variazione
di potenza a regime dovuta all’azione della regolazione primaria fosse impostata sul
regolatore a ± 5% della potenza efficiente e lo statismo dell’unità fosse pari al 4 %, si
avrebbe che l’ampiezza massima del gradino è:
∆f / fn = 0.04 * 0.05 = 2 * 10-3
e quindi con fn = 50 Hz:
∆f = 100 mHz3
Durante l’esecuzione della prova si dovrà considerare l’effetto dell’eventuale intervento di
altre non linearità quali, ad esempio, la limitazione alla richiesta di carico dovuta all’errore
di pressione di ammissione presente negli impianti termoelettrici convenzionali.
6.1.6.
Durata prevedibile della prova
Modalità 1:
Orientativamente 8 ore per ogni punto di lavoro, con un tempo della sola
registrazione di circa 6 ore.
Modalità 2:
1 ora, di cui circa ½ ora per ogni variazione imposta.
6.1.7.
Registrazioni e calcolo dello statismo
Modalità 1: si riporteranno in un piano cartesiano le seguenti grandezze, calcolate sulla
base dei segnali (Pe, fr), registrati durante la prova4.
In ascissa:
3
∆Pe =
Pe − Pe 0
Peff
(p.u.)
E’ questo un valore confrontabile all’ampiezza delle normali variazioni della frequenza di rete, che sono di
circa 25 mHz per la rete UCTE. Pertanto, solo per questa prova si può inserire un ampio valore di banda
morta, ad esempio 50 mHz, sul canale tachimetrico del regolatore in modo da neutralizzare le variazioni di
carico dovute alla regolazione primaria di frequenza al fine di considerare solo gli effetti della sola iniezione
del gradino di frequenza.
4
I dati di misura registrati di Pe e fr dovranno essere filtrati con un filtro passa basso avente frequenza di
taglio pari a 0.01 rad/sec.
GUIDA TECNICA
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VERIFICA DI CONFORMITÀ DELLE
UNITA’ DI PRODUZIONE
∆f r =
In ordinata:
fr − fn
fn
Pagina:
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(p.u.)
dove: Pe rappresenta la potenza elettrica misurata;
Pe0 rappresenta la potenza attiva iniziale di riferimento.
Peff è la potenza efficiente del gruppo dichiarata nel RUP.
La pendenza del grafico ottenuto dalle coppie di valori precedenti fornisce il valore di
statismo permanente. La Figura 3 è un esempio di questa modalità di misura.
Modalità 2: utilizzando i dati registrati, si dovranno calcolare le seguenti grandezze.
∆f ref =
f ref − f n
(p.u.)
fn
P − Pe 0
∆Pe = e
Peff
(p.u.)
dove: fref é il nuovo set-point di frequenza che è impostato per eseguire la prova.
∆fref è la variazione (relativa) di set point imposta.
∆Pe la variazione (relativa) di potenza conseguente.
Ciò premesso, lo statismo S deve essere calcolato con la formula seguente:
S = 100 ×
m Hz
∆f ref
(%)
∆p e
fre q u e n z a
60
50
40
S = −
30
∆f / fn
∆ Pe / Peff
20
10
0
-1 0
-2 0
-3 0
-4 0
-5 0
-6 0
490
495
500
505
510
515
520
P o te n z a
525
MW
Figura 3: Esempio della caratteristica potenza-frequenza per la determinazione del grado di statismo.
GUIDA TECNICA
VERIFICA DI CONFORMITÀ DELLE
UNITA’ DI PRODUZIONE
N° DRRPX04003
Pagina:
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6.2.
Misura della insensibilità massima
L’insensibilità del regolatore è definita come l’intervallo di frequenza entro il quale, a causa
dei limiti intrinseci degli apparati, lo stesso non attua regolazioni in seguito ad una
variazione di frequenza. Per misurare l’insensibilità massima si deve escludere l’eventuale
banda morta del regolatore, impostandone il valore al minimo, cioè a 0.0 Hz.5
6.2.1.
Prescrizioni
Il valore massimo di insensibilità, secondo quanto prescritto nel Codice di Rete e
richiamato in [3], deve essere di norma, per tutti i regolatori e per tutte le tipologie di
impianto, inferiore a ± 10 mHz.
6.2.2.
Assetto di prova
Per l’esecuzione di questa prova si richiede:
• Unità in parallelo, a carico costante e con regolazione di carico in automatico.
• Potenza generata non superiore al 90% di Peff.
• Regolazione secondaria di frequenza esclusa.
6.2.3.
Assetto di misura
L’inserzione della strumentazione di misura è identica a quella da impiegare per la
determinazione dello statismo.
6.2.4.
Grandezze da registrare
Le grandezze sono le stesse utilizzate per il calcolo dello statismo (cfr. § 6.1).
6.2.5.
Modalità di prova
Sono possibili le seguenti due modalità di prova:
1. Si valuterà l’insensibilità del regolatore utilizzando le normali variazioni della frequenza
di rete e, quindi, si potranno utilizzare le stesse misure registrate per la misura dello
statismo. In un piano cartesiano saranno riportate le grandezze ∆pe e ∆fr, già definite in
precedenza. Sull’asse delle ordinate si dovrà tracciare, nell’intorno dell’origine,
l’intervallo corrispondente a [–10 mHz; +10 mHz]. Si dovrà accertare che per tutti i
valori di ∆fr esterni a tale intervallo, si abbiano valori di ∆Pe diversi da zero. Le Figure 4
e 5 sono un esempio di applicazione di questa metodologia.
2. Si dovrà imporre al riferimento di frequenza del regolatore, una variazione a rampa di
ampiezza non inferiore a 40 mHz , a partire da fn, una volta in aumento ed una volta in
diminuzione. Si accerterà, come nel caso precedente, che per tutti i valori di frequenza
esterni all’intervallo di ampiezza +/-10 mHz si abbia, a regime, una ∆pe diversa da
zero.
5
Lo scopo della prova è quello di verificare il requisito funzionale minimo richiesto ai regolatori di velocità per
partecipare alla regolazione primaria di frequenza. L’eventuale banda morta intenzionale non deve essere di
norma superiore a ± 10 mHz per le unità a vapore e ± 20 mHz per le unità turbogas di qualsiasi tipologia.
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VERIFICA DI CONFORMITÀ DELLE
UNITA’ DI PRODUZIONE
mHz
Pagina:
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fre q u e n z a
20
15
10
5
0
-5
± 10 mH z
-1 0
-1 5
-2 0
MW
P o te n z a
322
321
320
319
318
317
316
315
314
313
312
1 3 .0 5
1 3 .1 0
1 3 .1 5
1 3 .2 0
1 3 .2 5
1 3 .3 0
10^3 s
Figura 4: Esempio di registrazioni della frequenza e della potenza attiva durante l’esecuzione della
prova per la misura dell’insensibilità del regolatore di velocità.
6.2.6.
Durata prevedibile della prova
Modalità 1: orientativamente 8 ore, con un tempo di registrazione di circa 6 ore.
Modalità 2: 2 ore.
0,002
Fr (p.u.)
0,0015
0,001
0,0005
0
-0,04
-0,03
-0,02
-0,01
0
0,01
0,02
0,03
Pe (p.u.) 0,04
-0,0005
INSENSI
-0,001
-0,0015
-0,002
Figura 5: Esempio della caratteristica potenza-frequenza per la determinazione dell’insensibilità
massima, ottenuta con le registrazioni di Figura 4.
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VERIFICA DI CONFORMITÀ DELLE
UNITA’ DI PRODUZIONE
6.3.
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Pagina:
15 di 28
Valutazione del comportamento dinamico del sistema di regolazione
della velocità della turbina e del tempo di erogazione della riserva
primaria
6.3.1.
Prescrizioni
Le unità di produzione che forniscono il servizio di regolazione primaria della frequenza
devono erogare metà della propria riserva primaria entro un tempo massimo di 15 secondi
e l’intera riserva entro 30 s dal manifestarsi della variazione di frequenza. Inoltre devono
continuare l’erogazione della riserva per almeno 15 minuti consecutivi.
Infine, il sistema di regolazione della velocità della turbina deve assicurare un
comportamento stabile durante l’erogazione della riserva primaria.
6.3.2.
Assetto di prova
Per l’esecuzione di questa prova si richiede:
• Unità in parallelo, a carico costante e con regolazione di carico in automatico.
• Regolazione secondaria di frequenza esclusa.
• Eventuale banda morta pari al valore richiesto da TERNA, per il tipo di unità in prova.
6.3.3.
Assetto di misura
L’inserzione della strumentazione di misura è identica a quella da impiegare per la
determinazione dello statismo (cfr .§6.1).
6.3.4.
Grandezze da registrare
Durante la prova, si dovranno registrare le seguenti grandezze: Pe; fr; fref.
Si dovranno inoltre registrare tutte quelle grandezze necessarie per la comprensione del
comportamento dinamico del gruppo. l’elenco delle quali, sia per il processo, che per il
sistema di controllo, sarà concordato con TERNA durante gli accordi preliminari. Ad
esempio, per le unità a vapore si registrerà anche la pressione del vapore ammissione
turbina.
6.3.5.
Modalità di prova
Si dovrà imporre una variazione a gradino di ampiezza opportuna al set-point di frequenza
del regolatore di velocità, in aumento e, successivamente, in diminuzione, registrando con
continuità le grandezze richieste. Per ciascuno dei due casi, di gradino in aumento e
gradino in diminuzione, si dovrà riportare in un piano cartesiano la potenza prodotta Pe in
funzione del tempo. Si dovrà quindi accertare che nei primi 15 secondi dopo la
perturbazione, l’unità abbia erogato almeno la metà della propria riserva primaria e che
dopo i 30 secondi lo stesso abbia erogato l’intera riserva. Infine, si dovrà poi accertare che
l’andamento della Pe sia smorzato e stabile durante i 15 minuti seguenti la variazione.
Sono previste le seguenti due modalità di prova:
1. Si porterà l’unità alla massima potenza attiva erogabile con continuità per 15 minuti,
coerentemente a quanto è stato dichiarato nel RUP6. Successivamente, si imporrà una
variazione positiva a gradino al riferimento di frequenza di ampiezza tale da produrre
6
La massima potenza attiva erogabile dal gruppo per 15 minuti consecutivi, P15min, deve necessariamente
essere maggiore o uguale alla Peff.
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VERIFICA DI CONFORMITÀ DELLE
UNITA’ DI PRODUZIONE
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Pagina:
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una variazione a scendere della potenza elettrica, pari alla semibanda di riserva
primaria. Raggiunta una situazione stabile, si lascerà l’unità erogare la riserva primaria
per almeno 15 minuti consecutivi. La prova sarà ripetuta allo stesso modo, a partire
dalla condizione di stazionarietà precedentemente raggiunta, ma con un gradino di
frequenza negativo tale da riportare l’unità ad erogare la potenza massima P15 min. Se
l’unità è di tipo turbogas, la potenza massima erogabile sarà il base-load, se è
operativo l’overfiring, altrimenti sarà il base load meno la semibanda di riserva
primaria7.
2. Si porterà l’unità alla potenza non superiore al 90% della potenza massima erogabile
con continuità per 15 minuti dichiarata nel RUP. Successivamente, si imporrà una
variazione a gradino al riferimento di frequenza di ampiezza tale da produrre una
variazione a salire della potenza elettrica sensibilmente superiore alla semibanda di
riserva primaria. Raggiunta una situazione stabile, si lascerà il gruppo ad erogare la
riserva primaria per almeno 15 minuti consecutivi. La prova sarà ripetuta allo stesso
modo ma con un gradino a scendere.
6.3.6.
Durata prevedibile della prova
La durata di ciascuna prova è di circa 2 ore.
6.4.
Verifica della massima potenza attiva erogabile dal gruppo per 15
minuti consecutivi
Previo accordo con TERNA, questa prova può essere sostituita da quella descritta come
Modalità 1 al §6.3.
6.4.1.
Prescrizioni
L’unità deve erogare per 15 minuti consecutivi il valore di potenza massima che è stata
dichiarata nel RUP (P15min). Tale valore deve essere maggiore o uguale alla Peff dell’unità
in prova.
6.4.2.
Assetto di prova
Si richiede il gruppo in parallelo alla rete con potenza iniziale Pe0 pari alla propria Peff.
6.4.3.
Assetto di misura
L’inserzione della strumentazione di misura è identica a quella da impiegare per la
determinazione dello statismo (cfr .§6.1).
6.4.4.
Grandezze da registrare
Le stesse previste al §6.3.
7
Nella valutazione dei risultati delle prove eseguite su una unità turbogas si dovrà tener conto del fatto che
nelle condizioni di normale esercizio, quando l’unità è chiamata ad erogare la riserva primaria, la velocità
della macchina si porta ad una valore corrispondente alla frequenza di rete che, a regime, è diversa dal
valore nominale. Si osservi che se la frequenza di rete scende la regolazione incrementa la portata
combustibile, ma la portata d’aria comburente elaborata dal compressore diminuisce (perché è diminuita la
velocità), quindi la macchina potrebbe portarsi alle condizioni limite di temperatura ingresso turbina
(termoregolazione).
GUIDA TECNICA
VERIFICA DI CONFORMITÀ DELLE
UNITA’ DI PRODUZIONE
N° DRRPX04003
Pagina:
17 di 28
6.4.5.
Modalità di prova
Agendo sul riferimento di carico, si dovrà condurre il gruppo al valore dichiarato di potenza
massima e mantenere tale condizione di funzionamento per almeno 15 minuti consecutivi.
6.4.6.
Durata prevedibile della prova
La durata della prova è di circa 1/2 ora.
6.5.
Massima velocità di variazione (in aumento e/o in diminuzione) della
potenza attiva erogata
6.5.1.
Prescrizioni
Per le unità di produzione che partecipano alla regolazione secondaria di frequenza i
regolatori di velocità devono essere in grado di ricevere, dal regolatore centralizzato di
TERNA, il segnale di livello di variazione del riferimento del carico. In tal caso, l’unità deve
essere in grado di variare la potenza attiva erogata con il gradiente prescritto [1] e [3], in
funzione del tipo di turbina.
6.5.2.
Assetto di prova
Per l’esecuzione di questa prova si richiede:
• Unità in parallelo, con potenza Pe0 non superiore all’80% di Peff.
• Regolazione di carico in automatico.
• Regolazione secondaria di frequenza esclusa.
6.5.3.
Assetto di misura
L’inserzione della strumentazione di misura è identica a quella da impiegare per la
determinazione dello statismo (cfr .§6.1).
6.5.4.
Grandezze da registrare
Le stesse previste al §6.3.
6.5.5.
Modalità di prova
Agendo sul riferimento di carico si dovrà condurre l’unità al valore dichiarato nel RUP di
massima potenza attiva erogabile per due ore consecutive (P2h).
Si dovrà riportare in un piano cartesiano l’andamento della potenza Pe in funzione del
tempo, e si accerterà che il gradiente sia almeno pari al valore prescritto.
Se possibile, è preferibile eseguire la prova inserendo la regolazione secondaria di
frequenza ed inviare con un calibratore il segnale a gradino di teleregolazione in
sostituzione del segnale proveniente dal regolatore centrale di TERNA.
6.5.6.
Durata prevedibile della prova
La durata prevedibile della prova è di circa 2 ore.
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VERIFICA DI CONFORMITÀ DELLE
UNITA’ DI PRODUZIONE
6.6.
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Pagina:
18 di 28
Valutazione del comportamento dell’unità di produzione a fronte di
grandi perturbazioni della frequenza di rete.
E’ stato sperimentalmente osservato che in occasione di gravi disservizi, che causano la
perdita di importanti unità di produzione, per le reti isolate, o separazioni della rete
continentale, la velocità di variazione della frequenza è generalmente di -0.5÷1.0 Hz/s e,
una volta esaurito il transitorio, il valore della frequenza si arresta orientativamente intorno
a 48.8÷49.0 Hz.
Per le unità di produzione, nel caso di variazioni della frequenza superiori a 0.3 Hz deve
entrare in funzione una regolazione secondaria locale ed integrale (di unità) che si
sostituisce alla regolazione primaria ed ha l’obiettivo di ristabilire il valore nominale della
frequenza con i gradienti di potenza prodotta, sostenibili dall’impianto, fino ad un valore di
frequenza pari a +/- 0.1 Hz del valore nominale8.
Nel funzionamento in rete isolata occorre pertanto predisporre un’azione di tipo integrale
sull’errore di frequenza al fine di garantirne l’annullamento, a transitorio esaurito. E’
necessario quindi il passaggio dalla regolazione di carico/velocità (rete in parallelo) alla
regolazione della frequenza/velocità (rete in isola) e ciò è realizzabile tramite il regolatore
isocrono di tipo PI, oppure tramite l’Integratore Locale di Frequenza (ILF) che permette di
inserire un’azione di tipo integrale a monte del regolatore di carico di tipo proporzionale.
La commutazione tra la regolazione di carico e la regolazione di frequenza di tipo ILF,
deve essere gestita in maniera automatica dalla logica del regolatore sulla base dell’errore
di frequenza rilevato, mentre il passaggio dalla modalità di funzionamento ILF a quella di
reti in parallelo deve invece essere impostata manualmente dal conduttore dell’impianto
che è a conoscenza del ripristino delle condizioni che garantiscono il mantenimento della
frequenza di rete e che consentono, dunque, di operare una regolazione di carico anziché
di velocità, senza rischi per la continuità di funzionamento dell’impianto.
6.6.1.
Prescrizioni
Il regolatore di velocità deve essere in grado di far funzionare l’unità in modo stabile con
qualunque valore di statismo impostabile, per qualunque frequenza compresa fra 47.5 Hz
e 51.5 Hz, e con qualunque potenza compresa fra quella dei servizi ausiliari e la potenza
massima generabile dall’unità.
Poiché a seguito di eventi eccezionali nel sistema elettrico la frequenza può diminuire
anche di 1.0 Hz, in un tempo di 2 secondi, con questa prova si vuole verificare che in tale
circostanza l’unità resti correttamente in servizio e continui l’erogazione di potenza attiva
nel modo previsto dal Codice di Rete.
6.6.2.
Assetto di prova
Per l’esecuzione di questa prova si richiede:
• Unità in parallelo con la rete con potenza Pe0 non superiore all’80% di Peff.
• Regolazione di carico in automatico.
• Regolazione secondaria di frequenza esclusa.
8
La funzione del regolatore che effettua questa regolazione è obbligatoria per tutti i regolatori di velocità
perché permette in modo automatico di agevolare la riconnessione tra le porzioni della rete separata.
GUIDA TECNICA
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UNITA’ DI PRODUZIONE
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Pagina:
19 di 28
6.6.3.
Assetto di misura
L’inserzione della strumentazione di misura è identica a quella da impiegare per la
determinazione dello statismo (cfr .§6.1).
6.6.4.
Grandezze da registrare
Le stesse previste al §6.3.
6.6.5.
Modalità di prova
Si dovrà imporre una variazione a rampa di 1.0 Hz in diminuzione con gradiente di -0.5
Hz/s al set-point di frequenza del regolatore di velocità registrando con continuità le
grandezze indicate. Si dovrà verificare che il gruppo resti in esercizio senza scattare e che
continui ad erogare la potenza secondo quanto prescritto nel Codice di Rete.
Infine, sarà verificata la correttezza della logica di commutazione dalla regolazione di
carico in parallelo e quella di frequenza (isola di carico).
6.6.6.
Durata prevedibile della prova
La durata prevedibile della prova è di circa 2 ore.
7.
PROVE DEL SISTEMA DI REGOLAZIONE DELLA TENSIONE
7.1.
Misura della precisione statica del regolatore di tensione
7.1.1.
Prescrizioni
Al regolatore di tensione è richiesto di controllare la tensione ai morsetti di macchina con
un errore, rispetto al valore di riferimento, non superiore a ±0.5%.
7.1.2.
Assetto di prova
Per l’esecuzione di questa prova si richiede:
• Unità in parallelo con la rete.
• Potenza attiva generata: come descritto nel seguito.
• Compound di potenza reattiva escluso o posto pari a 0.0 p.u..
• Regolazione di tensione primaria di centrale9 e secondaria di tensione escluse.
7.1.3.
Assetto di misura
La Figura 6 mostra lo schema a blocchi di inserzione della strumentazione di misura.
7.1.4.
Grandezze da registrare
Durante la prova, si dovranno registrare le seguenti grandezze:
• la tensione ai morsetti dell’unità in prova (V)
• la tensione di riferimento del regolatore (Vrif).
9
La regolazione di tensione primaria di centrale è generalmente svolta dall’apparato SART [4] che,
coordinando la produzione/assorbimento della potenza reattiva delle unita di produzione, regola la tensione
della sbarra locale AT, seguendo dei profili di tensione giornalieri forniti dal TERNA.
GUIDA TECNICA
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VERIFICA DI CONFORMITÀ DELLE
UNITA’ DI PRODUZIONE
Pagina:
20 di 28
7.1.5.
Modalità di prova
Si dovrà condurre l’unità di produzione in prossimità del suo minimo tecnico. Si dovrà
diminuire il riferimento di tensione Vrif fino a raggiungere il limite inferiore di tensione o
quello di sotto-eccitazione. Si dovrà aumentare leggermente tale riferimento, in modo da
non far intervenire il limitatore10.
Trasduttore
Pe,Q,V
R
S
T
N
TV
TA
3G
Trasduttore
∆f
P,Q,V
∆f
R
Unità in prova
Reg.
Tensione
SISTEMA
DI
REGISTRAZIONE
Vrif
V rif
V
Generatore
Funzioni
Separatori
Galvanici
Figura 6: Schema di inserzione per la strumentazione per la misura della precisione statica del
regolatore di tensione.
Si dovrà confrontare il valore di tensione misurato (trasduttore V in Figura 6), con il
riferimento Vrif impostato sul calibratore di tensione e si dovrà accertare che lo scarto
percentuale sia inferiore al valore prescritto.
Mantenendo costante il carico attivo ancora al minimo tecnico, si dovrà aumentare il
riferimento di tensione sino a raggiungere il limite superiore di tensione o quello di sovraeccitazione. Diminuendo leggermente tale riferimento, in modo da non fare intervenire la
funzione di limitazione, si dovrà ripetere la precedente verifica di precisione statica sullo
scarto di regolazione di tensione.
La prova sarà ripetuta per altri tre valori di potenza attiva: 0.4Peff, 0.8Peff e Peff.
7.1.6.
Durata prevedibile della prova
In funzione della massima pendenza della rampa di carico attivo impostabile,
approssimativamente una giornata.
10
In questo modo, si evita il contributo nel nodo somma del regolatore di tensione dovuto al dispositivo di
limitazione della sottoeccitazione.
GUIDA TECNICA
VERIFICA DI CONFORMITÀ DELLE
UNITA’ DI PRODUZIONE
7.2.
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Pagina:
21 di 28
Rilievo delle curve limite impostate nel regolatore di tensione
7.2.1.
Obiettivo della prova
L’obiettivo della prova è quello di verificare che i valori delle curve limite impostate nel
regolatore di tensione siano il più possibile uguali ai valori delle curve di capability degli
alternatori che sono state dichiarate dal costruttore. In tal modo si intende accertare che il
campo di variazione della potenza reattiva sia il più ampio possibile, e che non siano state
inserite delle limitazioni volontarie eccessive .
7.2.2.
Assetto di prova
Per l’esecuzione di questa prova si richiede:
• Unità in parallelo con possibilità di variare il carico attivo e reattivo.
• Potenza attiva: come descritto nel seguito.
• Compound di potenza reattiva escluso o posto pari a 0.0 p.u.
• Regolazione primaria di centrale e secondaria di tensione escluse.
7.2.3.
Assetto di misura
L’inserzione della strumentazione di misura è identica a quella da impiegare per la misura
della precisione statica del regolatore di tensione (cfr. §7.1).
7.2.4.
Grandezze da registrare
Durante la prova, si dovranno registrare le seguenti grandezze: Pe, Q, V, Vsb, If.
7.2.5.
Modalità di prova
Si dovrà condurre l’unità di produzione in prossimità della sua potenza efficiente Peff,
raggiunta la quale si porterà il gruppo inizialmente al limite di sotto-eccitazione. Raggiunto
tale limite si dovranno registrare le grandezze elencate in precedenza. Successivamente,
a parità di carico attivo, si porterà l’unità a funzionare in corrispondenza del limite di sovraeccitazione. Raggiunto tale limite, si registreranno le stesse grandezze.
Si dovranno ripetere le operazioni precedenti in corrispondenza di altri tre valori di potenza
attiva: Pmin, 0.4Peff e 0.8Peff.
Qualora non si riuscisse a raggiungere il limite di massima corrente11 a causa
dell'intervento del limite di tensione, si potranno impiegare le altre unità della centrale per
assorbire/erogare parte della potenza reattiva generata/assorbita dall’unità in prova, o
ancor meglio, se esiste, si potrà ricorrere all'utilizzo del trasformatore elevatore a rapporto
variabile con commutazione sotto carico dell’unità in prova.
Qualora invece non si riuscisse a raggiungere il limite di sottoeccitazione, a causa
dell’intervento del limite di tensione, se è possibile, si potrà ricorrere ad alimentare gli
ausiliari dell’unità derivando l’alimentazione o dalle sbarre AT, o da un’altra unità della
centrale in esercizio.
11
Si tratterà del limite di massima corrente rotorica, oppure statorica, a seconda del punto di funzionamento
dell’unità in prova.
GUIDA TECNICA
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VERIFICA DI CONFORMITÀ DELLE
UNITA’ DI PRODUZIONE
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7.2.6.
Durata prevedibile della prova
E’ previsto che la prova duri circa un giorno, in funzione della massima pendenza della
rampa di carico attivo impostabile. Questa prova può essere effettuata contestualmente
alla precedente.
7.3.
Verifica dell’efficacia del sistema PSS
7.3.1.
Prescrizioni
Per generatori di potenza superiore a 100 MW, devono essere previsti dei dispositivi di
stabilizzazione, denominati Power System Stabilizer (PSS), che agiscano sul sistema di
eccitazione in modo da smorzare eventuali le pendolazioni di potenza attiva causate da
disturbi sulla rete di connessione. Le tarature di tali dispositivi devono essere concordate
con TERNA nell’ambito della documentazione di connessione.12
7.3.2.
Assetto di prova
Per l’esecuzione di questa prova si richiede:
• Unità in parallelo con la rete con potenza prossima alla Peff.
• Possibilità di disattivare i segnali stabilizzanti.
• Compound di potenza reattiva escluso, o posto pari a 0.0 p.u.
• Regolazione primaria di centrale e secondaria di tensione escluse.
7.3.3.
Assetto di misura
Si deve fare riferimento allo schema di inserzione di Figura 6.
7.3.4.
Grandezze da registrare
Durante la prova, si dovranno registrare le seguenti grandezze: Pe, ∆f, V, Vrif.
7.3.5.
Modalità di prova
Si dovrà condurre l’unità di produzione in un punto di funzionamento interno alla regione di
sotto-eccitazione, nella quale l'effetto dell’apparato PSS è particolarmente critico. Con un
generatore di funzioni, si dovrà applicare nel nodo somma, in ingresso al regolatore, un
gradino di tensione di ampiezza tale da permettere una perturbazione del ciclo
elettromeccanico sufficientemente apprezzabile. Dove è possibile, il gradino dovrà essere
applicato simultaneamente all’unità in prova e a tutti le unità della centrale che sono
connesse alla stessa sbarra AT.
Si dovranno registrare
precedentemente.
gli
andamenti
nel
tempo
delle
grandezze
elencate
In seguito, si disabiliteranno i segnali stabilizzanti e si ripeterà la prova a partire dallo
stesso punto iniziale, registrando le medesime grandezze.
Confrontando gli andamenti della potenza istantanea ottenuti, nei due casi di segnali
stabilizzanti inseriti e segnali stabilizzanti disabilitati, si deve verificare che nel primo caso
12
Lo scopo della prova non è quello di verificare la taratura ottima dei valori impostati sui PSS, ma solo di
verificare che questi intervengano correttamente riducendo le oscillazioni della potenza attiva istantanea.
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il tempo di assestamento Ta13 della potenza elettrica sia inferiore a 5 secondi,
corrispondente ad un coefficiente di smorzamento non inferiore a 0.15.
7.3.6.
Durata prevedibile della prova
Orientativamente un giorno.
7.4.
Verifica della tensione di ceiling positivo
7.4.1.
Prescrizioni
In base a quanto prescritto nel Codice di Rete, il valore della tensione di ceiling deve
essere non inferiore al 200% della tensione di eccitazione, nelle condizioni nominali di
funzionamento del generatore nel caso di eccitatrici statiche, ed al 160%, negli altri casi.
7.4.2.
Assetto di prova
Per l’esecuzione di questa prova si richiede:
• Unità in parallelo con la rete o in marcia a vuoto.
• Compound di potenza reattiva escluso, o posto pari a 0.0 p.u..
• Regolazione primaria di centrale o secondaria di tensione esclusa.
7.4.3.
Assetto di misura
Lo schema a blocchi di inserzione della strumentazione di misura è identica a quella
utilizzata per la verifica dell’efficacia dei dispositivi PSS.
7.4.4.
Grandezze da registrare
Durante la prova si dovranno registrare le seguenti grandezze: Vrif, Vf medio
7.4.5.
Modalità di prova
Si dovrà condurre l’unità di produzione nel funzionamento in sottoeccitazione.
Successivamente, si applicherà un gradino al riferimento di tensione di ampiezza
opportunamente variabile, e di durata pari a 500 msec, e tale da portare l’eccitatrice al
raggiungimento della tensione di ceiling (indicativamente il valore del gradino da applicare
è compreso tra il 5% ed il 10% della tensione nominale).
Si dovrà verificare quindi che il ceiling raggiunto è almeno pari al doppio del valore
nominale della tensione di eccitazione.
7.4.6.
Durata prevedibile della prova
Orientativamente cinque ore.
7.5.
Verifica del corretto funzionamento del sistema di eccitazione al variare
della tensione di alimentazione
Una delle verifiche sulle prestazioni del sistema di eccitazione nel caso di corto circuito
vicino nella rete di connessione, consiste nell’accertare il corretto funzionamento
dell’eccitatrice a tensione di alimentazione ridotta.
13
Il tempo di assestamento è l’intervallo di tempo necessario affinché il valore della risposta sia compreso
entro una fascia del +/-5% del valore a regime.
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Infatti, a seguito di un corto circuito in rete, la tensione di macchina subisce un brusco e
notevole abbassamento, a cui segue una riduzione della tensione di alimentazione
dell’eccitatrice. Ciò che principalmente interessa verificare è il corretto funzionamento dei
dispositivi di accensione dei tiristori.
E’ noto che la regolazione del convertitore a tiristori si basa su una variazione di fase degli
impulsi di accensione rispetto alla tensione applicata ai tiristori. Il corretto sincronismo tra
gli impulsi e la tensione di alimentazione del ponte deve essere quindi conservato, anche
se la tensione di alimentazione dei tiristori è soggetta a forti variazioni.
Se nel caso di forti riduzioni della tensione, fino al 20% del valore nominale, è assicurato il
corretto funzionamento dei generatori di impulsi, la tensione ai morsetti dell’eccitazione,
anche per corto circuito vicino si riduce ma non diventa mai nulla, come potrebbe
succedere se gli impulsi venissero a mancare.
7.5.1.
Prescrizioni
Il sistema di eccitazione se di tipo statico deve funzionare regolarmente anche con
tensione di alimentazione pari al 20% della propria tensione nominale.
7.5.2.
Assetto di prova
Per l’esecuzione di questa prova si richiede:
• Unità in parallelo con la rete o in marcia a vuoto.
• Compound di potenza reattiva escluso, o posto pari a 0.00 p.u..
• Regolazione primaria di centrale o secondaria di tensione esclusa.
7.5.3.
Assetto di misura
Si veda schema di inserzione della strumentazione di Figura 7
7.5.4.
Grandezze da registrare
Durante la prova si dovrà registrare la seguente grandezza: V, Vf,
7.5.5.
Modalità di prova
L’obiettivo della prova è di dimostrare la capacità delle regolazioni di mantenere il controllo
sui ponti raddrizzatori anche quando la loro tensione di alimentazione, e quindi anche le
tensioni dei servizi sincroni (che sono da questi derivate), si siano ridotte al 20% del loro
valore nominale.
Sono gli sfasatori infatti che, in tali condizioni di lavoro, potrebbero essere a rischio di
errore per la difficoltà di elaborare tensioni di sincronismo troppo ridotte e quindi con
difficile discriminazione degli istanti di zero.
Per poter valutare il comportamento degli sfasatori anche con i sincronismi ridotti, si
dovranno collegare i TV di sincronismo del regolatore attraverso un VARIAC, per poterne
così consentire la riduzione fino al 20% del loro valore nominale; simulando in questo
modo allo sfasatore la virtuale riduzione della tensione di alimentazione al ponte.
Raggiunta tale condizione si verificherà il regolare funzionamento del sistema di
eccitazione misurando la tensione di eccitazione e la tensione di macchina, che non
devono modificare il loro valore al variare della tensione applicata ai dispositivi generatori
di impulsi.
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Trasduttore P,Q,V
Pe,Q,V
R
S
T
N
TV
Unità in prova
3G
TA
Trasduttore ∆f
∆f
Pagina:
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SISTEMA
DI
REGISTRAZIONE
R
Valim
TVS
VARIAC
Vrif
Vf
Vrif
Reg
Tensione V
Generatore di
Funzioni
Separator
Galvani
i
Figura 7: Schema di inserzione della strumentazione per la verifica del corretto funzionamento del
sistema di eccitazione al variare della tensione di alimentazione.
7.6.
Verifica del tempo di mantenimento della tensione di ceiling in caso di
corto circuito vicino
Nel caso di corto circuito trifase in prossimità delle sbarre AT della centrale, il regolatore di
tensione deve presentare un comportamento tale da fornire un contributo utile al
mantenimento del più alto valore possibile della tensione presente sulle sbarre.
Pertanto ai fini della stabilità transitoria, si chiede al sistema di eccitazione di portare il più
rapidamente possibile la tensione di eccitazione al ceiling e di mantenerla per un tempo
minimo richiesto.
Poiché questa prova non può essere eseguita in impianto, il Titolare dovrà esibire la
opportuna documentazione tecnica costituita da relazioni di prova, bollettini di collaudo,
ecc., eseguiti dal Fornitore dell’eccitatrice, la cui validità e completezza sarà valutata caso
per caso da TERNA.
7.6.1.
Prescrizioni
Il tempo di mantenimento della tensione di ceiling in caso di corto circuito in rete, per
generatori con potenza maggiore di 100 MVA, deve essere almeno pari a 2 s.
7.6.2.
Assetto di prova in laboratorio
L’assetto della prova in laboratorio prevede di collegare al convertitore di potenza un
carico fittizio, tale da fare erogare una corrente sufficiente a mantenere la conduzione
continua del ponte.
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La parte di potenza può eventualmente essere alimentata con tensione pari a 380 V
(Valim).
Gli ingressi del sistema di eccitazione (TV e TA di misura) possono essere generati da un
generatore programmabile delle terne di tensione e di corrente (GPTC) in anello aperto,
perché si vuole verificare il solo raggiungimento ed il mantenimento del ceiling, con ridotte
condizioni di alimentazioni del ponte e della tensione di macchina.
7.6.3.
Grandezze da registrare
Durante la prova si dovranno registrare le seguenti grandezze: Vf (medio).
7.6.4.
Assetto di misura
Si deve fare riferimento alla Figura 8.
Figura 8: Schema di inserzione della strumentazione per le prove di laboratorio.
NOTA: Valim = 380V. Eventualmente anche Valim è asservita a VARIAC dedicato.
7.6.5.
Modalità di prova
L’obiettivo della prova è di dimostrare la capacità delle regolazioni di mantenere il controllo
sul ponte raddrizzatore anche quando la tensione di alimentazione, e quindi anche le
tensioni dei servizi sincroni (che sono derivate da quelle), si siano ridotte al 20% del loro
valore nominale.
Rispetto alla prova Verifica del corretto funzionamento del sistema di eccitazione al variare
della tensione di alimentazione (che può verificarsi in corrispondenza di una manovra di
cambio sbarra o di rialimentazione con tensione residua), questa prova comporta
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necessariamente anche la simulazione della riduzione delle misure di tensione di
macchina provenienti dai TV.
Come per la prova precedente sono gli sfasatori che in tali condizioni di lavoro, potrebbero
essere a rischio di errore per difficoltà di elaborare tensioni di sincronismo troppo ridotte e
quindi con difficile discriminazione dei loro istanti di zero.
Per poter valutare il comportamento degli sfasatori anche con i sincronismi ridotti, si
dovranno collegare i TV di sincronismo del regolatore (TVS) attraverso un VARIAC, per
poterne così consentire la riduzione fino al 20% del loro valore nominale; simulando in
questo modo la virtuale riduzione della tensione di alimentazione al ponte dovuta al corto
circuito in rete.
Si imposterà come tensione di riferimento per l’eccitatrice la tensione nominale di
macchina.
Per simulare la riduzione dei TV di misura si simulerà con un il Generatore programmabile
delle terne di tensione e di corrente (GPTC) la riduzione delle misure di tensione di
macchina ad un valore pari al 20% del loro valore nominale; questa situazione forzerà
necessariamente l’eccitatrice al ceiling positivo.
Si verificherà che in tale situazione il ceiling sia mantenuto per almeno 2 secondi.
7.7.
Verifica della erogazione del valore di corrente di eccitazione massima
per 10 secondi
Lo scopo della prova, da eseguirsi presso il Fornitore, è quello di verificare la
sovraccaricabilità del convertitore di potenza fino al 150% della corrente nominale di
eccitazione, per una durata di 10 secondi.
In particolare si vuole verificare che le sovra temperature a cui sono soggetti i tiristori siano
contenute all’interno dei limiti di sicurezza, garantendo così l’integrità dei componenti
stessi.
Poiché questa prova non può essere eseguita in impianto, il Titolare dovrà esibire la
opportuna documentazione tecnica costituita da relazioni di prova, bollettini di collaudo,
ecc., eseguiti dal Fornitore dell’eccitatrice, la cui validità e completezza sarà valutata caso
per caso da TERNA.
7.7.1.
Prescrizioni
Il Codice di Rete prescrive che il sistema di eccitazione, per generatori di potenza maggiori
di 100 MVA, sia in grado di erogare per 10 secondi una corrente di eccitazione pari al
150% del valore della corrente di eccitazione nominale.
7.7.2.
Assetto di prova in laboratorio
L’assetto della prova prevede di cortocircuitare l’uscita del convertitore di potenza e di
predisporre il controllo dell’eccitatrice in regolazione manuale di corrente.
7.7.3.
Assetto di misura
Si deve misurare la corrente in uscita al ponte e inviare la misura al sistema di
acquisizione, come illustrato in figura 9.
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7.7.4.
Grandezze da registrare
Durante la prova si dovranno registrare le seguenti grandezze: If.
7.7.5.
Modalità di prova in laboratorio
Dopo aver cortocircuitato l’uscita del convertitore di potenza, tramite il regolatore manuale,
si aumenterà lentamente la corrente in uscita, fino a far circolare la corrente nominale di
targa. Si lascerà lavorare il ponte in questa condizione per almeno 5 minuti, così da
raggiungere il regime termico dei tiristori.
Successivamente, sempre tramite il calibratore del regolatore manuale, si aumenterà
molto rapidamente la corrente fino a portarla al valore del 150% e si manterrà tale valore
per 10 secondi, trascorsi i quali si riporterà nuovamente la corrente al valore nominale per
altri 5 minuti.
Durante tutta la prova si misurerà la corrente di campo, e si verificherà che il ponte
funziona correttamente anche dopo la forzatura della corrente al 150%.
Figura 9: Schema di inserzione della strumentazione per la verifica della erogazione del valore di
corrente di eccitazione massima per 10 secondi.
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