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pubblicazioni - Presentazione

Development, testing and installation of a Superconducting Fault Current Limiter for medium voltage distribution networks

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Development, testing and installation of a Superconducting Fault Current Limiter for medium voltage distribution networks

Il limitatore di corrente di guasto superconduttivo è un dispositivo innovativo che, quando correttamente dimensionato ed installato nelle reti elettriche, è in grado di limitare la corrente di corto-circuito a valori compatibili con i requisiti di sicurezza ed affidabilità dei componenti di rete. Tra tutte le tipologie di limitatore, una delle più promettenti per le applicazioni è quella resistiva: essa sfrutta la proprietà intrinseca dei superconduttori di transire dallo stato superconduttivo allo stato normale non appena la corrente che li attraversa supera un valore di soglia, detto “corrente critica”. Dal 2009 Ricerca sul Sistema Energetico (RSE S.p.A.) ha sviluppato il progetto di un limitatore resistivo da installare nella rete di media tensione appartenente ad A2A Reti Elettriche S.p.A nell’area metropolitana milanese. In questo articolo vengono riportati i risultati principali riguardanti l’ultima fase dell’attività: lo sviluppo, la qualificazione in laboratorio e l’installazione presso A2A del prototipo trifase da 9 kV/3.4 MVA basato su nastri di prima generazione in BSCCO. Il dispositivo, sviluppato nell’ambito della Ricerca di Sistema, è ufficialmente il primo nel suo genere installato in Itala ed uno dei primi nel mondo.

The continuing growth in production of electricity, connection of independent producers, high penetration of distributed generation and network interconnections involve substantial changes to the electrical system with significant increases in short-circuit currents (ISC). Hence, electric utilities seek new strategies and technologies to avoid costly interventions such as replacement of substation equipment or changing network configuration. A solution to this problem are innovative and very efficient SFCL (Superconducting Fault Current Limiter) devices. In this paper we report on design criteria, network simulations, short-circuit test results and installation of a 3-phase resistive-type SFCL prototype for MV distribution application, 9.4 kV/3.8 MVA, developed by Ricerca sul Sistema Energetico – RSE Spa as part of a R&D project funded by the Research Fund for the Italian electricity system. This 3-phase SFCL device, based on 1G BSCCO tapes, already successfully underwent to short-circuit testing at 10.2 kV, 30 kA. Short-circuit tests confirmed the results of numerical simulations and showed that the SFCL is able to limit ISC values by a factor of about 2, as specified by the hosting utility. Owing to the positive results of the acceptance tests (short-circuit testing as well as PD measurements and dielectric testing) the 3-phase SFCL device is being to be installed in the A2A Reti Elettriche Spa distribution grid in the Milano area, followed by a 1-year long field-testing activity.

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