Cerca nel sito per parola chiave

rapporti - Rapporto di Sintesi

Progetto “Applicazione di Limitatori di Corrente SAT (Superconduttori ad Alta Temperatura)” – Attività 2005

rapporti - Rapporto di Sintesi

Progetto “Applicazione di Limitatori di Corrente SAT (Superconduttori ad Alta Temperatura)” – Attività 2005

Le attività del progetto LIMSAT sono state rivolte allo studio ed alla messa a punto di prototipi di dispositivi limitatori di corrente innovativi, incorporanti Superconduttori ad Alta Temperatura (SAT), per il miglioramento della flessibilità, della sicurezza e dell’affidabilità delle reti elettriche, rispetto alle problematiche tecniche legate alle correnti di cortocircuito. I risultati del progetto hanno permesso la valutazione delle potenzialità applicative dei dispositivi limitatori di corrente superconduttivi (SFCL) nelle reti di trasmissione e distribuzione tramite attività di studio, simulazione, caratterizzazione e prove di laboratorio. Il più rilevante impegno del progetto LIMSAT è consistito, anche tramite collaborazioni con Università ed Enti di ricerca nazionali, nello studio, progettazione, realizzazione e prova sperimentale di prototipi monofase e trifase di limitatori di corrente superconduttivi di taglia significativa. Il progetto si è concluso con la caratterizzazione sperimentale delle prestazioni elettriche di un dispositivo SFCL prototipale trifase realizzato in materiale SAT ed operante ad una temperatura di 65K tramite un idoneo sistema di refrigerazione. I risultati delle attività di studio e sperimentazione e soprattutto di analisi sia dei risultati di prova ottenuti sia delle possibilità di futuri impieghi dei dispositivi SFCL evidenziano le grandi potenzialità applicative dei dispositivi SFCL nelle reti elettriche. Nel corso del triennio, l’attività svolta nell’ambito del progetto ha effettivamente consentito di progettare, realizzare e provare sperimentalmente in laboratorio vari prototipi di limitatori di corrente superconduttivi di tipo resistivo. In particolare, nelle fasi conclusive del progetto, prototipi di SFCL monofase in conduttore SAT a base sia di BSCCO-2223 sia di MgB 2 , sono stati sottoposti a successive sessioni di prova di corto circuito sino a tensioni di fase applicate di 2,2kV rms . Sono stati inoltre realizzati alcuni prototipi di SFCL trifase in BSCCO- 2223, raffreddati in azoto liquido, con correnti nominali di circa 220A rms che sono stati sottoposti a prove di corto circuito sino a tensioni concatenate pari a 3,2kV rms e che quindi hanno una potenza pari a 1,2MVA. Tali prototipi oltre ad essere di una taglia decisamente superiore a quanto previsto inizialmente (400V, >100kVA), presentano caratteristiche tecniche molto promettenti ai fini di un futuro impiego in reti di trasmissione e distribuzione, in quanto evidenziano:

null impedenza trascurabile in condizioni nominali null rapidità di intervento null elevata capacità limitante null capacità di sopportare eventi di guasto lunghi null capacità di sopportare eventi di guasto ripetuti null velocità di ripristino delle condizioni precedenti al guasto null affidabilità e robustezza, ovvero capacità di mantenere le sopra citate caratteristiche anche dopo numerosi interventi (>100 cicli di prova). Sintetizzando i risultati delle attività di ricerca, si può affermare che i prototipi SFCL studiati mostrano delle caratteristiche quasi ideali per un dispositivo limitatore di corrente, ovvero un’impedenza trascurabile in condizioni nominali, tale da renderli praticamente invisibili all’interno della rete elettrica da proteggere (con cadute di tensione ai capi dell’SFCL di alcuni mV rispetto alla tensione applicata) mentre, in presenza di un evento di corto circuito, assumono un valore di impedenza tale da essere in grado di limitare istantaneamente (t < 1ms) la corrente presunta di guasto, ovvero la corrente che circolerebbe nel circuito in assenza del dispositivo SFCL. Nel seguito è riportata una breve sintesi dei principali risultati raggiunti al termine dello svolgimento delle attività di ricerca del progetto LIMSAT: null Analisi aggiornata delle potenziali applicazioni dei dispositivi limitatori di corrente (FCL) innovativi incorporanti Superconduttori ad Alta Temperatura (SAT) null Definizione delle specifiche tecniche dei vari conduttori SAT a base di BSCCO-2223 ed MgB 2 e caratterizzazione elettrica e magnetica ai fini del loro impiego per la realizzazione dei prototipi di limitatore di corrente monofase e trifase null Definizione delle specifiche tecniche e acquisizione di due sistemi di refrigerazione a circuito chiuso: null Criorefrigeratore per prototipi di SFCL operanti in azoto liquido a 64 – 77K null Criorefrigeratore per prototipi di SFCL operanti a 27K null Progetto esecutivo dei dispositivi SFCL null Definizione delle specifiche tecniche dei vari componenti ed accessori necessari alla realizzazione dei prototipi di SFCL da sottoporre a sperimentazione null Definizione della procedura per l’esecuzione delle prove di cortocircuito sui dispositivi SFCL realizzati null Allestimento delle postazioni di prova sperimentali per test di corto circuito su prototipi di limitatore di corrente monofase e trifase

null Risultati sperimentali delle prove di corto circuito su prototipi di limitatore di corrente monofase, sia in nastro SAT a base di BSCCO-2223 (raffreddati a 64 – 77K mediante azoto liquido) sia in nastro SAT a base di MgB 2 (raffreddati a 4,2 – 27K mediante elio o neon liquidi), sino a tensioni applicate pari a 2,2kV null Risultati sperimentali delle prove di corto circuito su prototipi di limitatore di corrente trifase in nastro SAT a base di BSCCO-2223 (raffreddati a 64 – 77K mediante azoto liquido) sino a tensioni di fase applicate pari a 1,8kV rms (tensione concatenata pari a 3,2kV rms ). Tali prototipi, progettati per una corrente nominale pari a 220A rms , hanno una potenza nominale di circa 1,2MVA null Modello matematico agli elementi finiti del comportamento elettrico di conduttori e avvolgimenti SAT con approfondimento delle problematiche di isolamento elettrico alle temperature criogeniche null Analisi dell’utilizzabilità di fluidi criogenici, tramite attività di modellizzazione matematica e sviluppo di algoritmi per il calcolo delle proprietà termodinamiche e fisiche di fluidi refrigeranti criogenici, quali ad esempio azoto, neon, idrogeno ed argon in un ampio intervallo di pressioni e temperature, per il raffreddamento di dispositivi e componenti SAT.

Progetti

Commenti