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prodotti - Dispositivo, Prototipo

Il primo limitatore di corrente superconduttivo installato nella rete di distribuzione italiana

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Il primo limitatore di corrente superconduttivo installato nella rete di distribuzione italiana

Dispositivo che, in caso di guasto, introduce istantaneamente una elevata impedenza elettrica, limitando così l’entità delle correnti di corto-circuito. Il limitatore superconduttivo, o SFCL (Superconducting Fault Current Limiter), di tipo resistivo, basato sulla transizione di un elemento superconduttivo posto in serie alla linea da proteggere.

Il dispositivo SFCL sviluppato da RSE, basato su nastri Superconduttori ad Alta Temperatura (SAT) a base di BSCCO, è stato installato e sperimentato nella rete di distribuzione di Milano, all’interno di Reti Elettriche (A2A). La prima fase dello sviluppo ha riguardato la progettazione e la realizzazione di un prototipo monofase, il cui comportamento è stato modellizzato numericamente e quindi verificato sperimentalmente tramite successive prove di corto-circuito.

Questo prototipo nel 2011 ha superato con successo le prove di qualificazione, dimostrando così di essere idoneo alla sua installazione in rete. Le prove di corto-circuito sono state condotte in maniera conservativa, con valori più severi rispetto a quelli di rete, e il dispositivo si è comportato come previsto, limitando le correnti di guasto in accordo con le richieste di A2A. Il dispositivo ha inoltre superato le prove dielettriche concordate di scariche parziali, di tenuta della tensione normalizzata di breve durata a frequenza industriale e all’impulso atmosferico.

Il limitatore superconduttivo, preliminarmente collaudato, è allacciato in modo permanente in rete di distribuzione a 9 kV ed esercito in servizio continuativo dal marzo 2012 nella sottostazione di San Dionigi di A2A. è così iniziata la fase di sperimentazione in campo di lunga durata (maggiore di sei mesi), durante la quale saranno raccolti ed elaborati tutti i dati relativi al funzionamento del dispositivo nelle diverse condizioni di esercizio. In figura è riportato un particolare del dispositivo SFCL nella sua installazione finale.

 

UTILIZZO DEL PRODOTTO

Nella prima fase della sperimentazione il dispositivo è posto a protezione di una singola linea (feeder) con correnti che potranno raggiungere i 220 Arms. Si prevede che successivamente l’apparecchiatura sia riprogettata per essere in grado di proteggere quattro differenti feeder, con una corrente totale che potrà raggiungere il valore di 1 kA.
La sperimentazione in campo ha lo scopo di verificare le caratteristiche base del limitatore di corrente SFCL sviluppato, e in particolare: funzionamento in sicurezza e compatibile con i normali cicli di manutenzione; perdite in CA e cadute di tensione trascurabili; semplicità, compattezza e affidabilità. Inoltre, a fronte di eventi di guasto potrà essere verificato quanto segue:
• Limitazione istantanea ed efficace della corrente di guasto;
• Recupero rapido e automatico delle condizioni di funzionamento precedenti al guasto.
Per ottenere i benefici legati all’utilizzo di nastri SAT, le tre fasi del limitatore sono contenute in un criostato e immerse in azoto liquido il cui livello è mantenuto costante grazie ad un macchina refrigerante a ciclo Stirling, che è in grado di ricondensare l’azoto gassoso evaporato dal bagno, a causa dei diversi ingressi termici. La temperatura del bagno di azoto può variare da 5 K a 77 K in base alle esigenze: più la temperatura è bassa, maggiore è la corrente critica del SAT e quindi dell’intero dispositivo SFCL. Ogni fase del dispositivo SFCL è collegata in parallelo ad un reattore in aria che, cortocircuitato dal SAT in condizioni nominali d’impiego, porta la maggior parte della corrente di corto-circuito in caso di guasto, permettendo così di limitare la corrente di guasto al valore desiderato. Il dispositivo ha elevata sicurezza e la sua affidabilità, in particolare quella del sistema di refrigerazione, sarà verificata durante la fase di sperimentazione di campo. In ogni caso è previsto che il dispositivo possa essere by-passato, in modo da preservare la continuità del servizio elettrico sulla rete sperimentale, ed è dotato di sistemi di sicurezza, quali la valvola di sfogo e il disco di rottura, che impediscono al criostato di subire sovrapressioni superiori alle sue specifiche di progetto. Il sistema di supervisione e controllo acquisisce dati aggiornati sulle grandezze elettriche e termiche ogni tre secondi, inviando in tre distinti momenti della giornata un messaggio di informazione circa il suo stato via sms agli operatori. In caso di funzionamento anomalo, il sistema invia un allarme, sempre tramite sms, in modo da consentire l’intervento tempestivo degli operatori. L’interfaccia grafica consente infine l’immediata visualizzazione della situazione, riportando in una sola schermata tutte le grandezze fondamentali.

 

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Scheda Aggiornata Set-2014

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