Il frequente intervento degli interruttori automatici in vuoto da 35 kV nei parchi eolici è fondamentalmente attribuito al fatto che il loro ambiente operativo e le condizioni di lavoro differiscono notevolmente da quelli delle reti elettriche convenzionali.
Le linee dei collettori nei parchi eolici si estendono per decine di chilometri, spesso attraversando aree montuose aperte o zone costiere, dove sopportano vento persistente, ampie fluttuazioni di temperatura ed elevata umidità, che degradano facilmente la resistenza dell'isolamento delle apparecchiature.
Nel frattempo, le operazioni di commutazione delinterruttori automatici in vuotostessi generano forti fluttuazioni di tensione. La combinazione di queste sollecitazioni elettriche interne e di fattori ambientali esterni funge da motore principale degli eventi di intervento.
Analisi delle cause delle situazioni di intervento
Più specificamente, lo sgancio è tipicamente innescato da due categorie di condizioni.
- Il primo è la rottura dell'isolamento causata da picchi di tensione: quando ilinterruttore automatico in vuotointerrompe carichi induttivi come i trasformatori di turbine eoliche, l'interruzione forzata della corrente produce picchi di tensione diverse volte superiori al valore normale. Queste sovratensioni si propagano lungo i cavi e, quando incontrano punti di isolamento deboli come giunti o terminazioni dei cavi, possono causare guasti e cortocircuiti, attivando così il relè di protezione.
- Il secondo è l'errore operativo di protezione: a causa della grande capacità-a-terra dei cavi lunghi, è già presente una piccola corrente sbilanciata durante il normale funzionamento. Se le impostazioni di protezione sono eccessivamente sensibili, le correnti transitorie causate da fulmini o operazioni di commutazione possono facilmente provocare interventi intempestivi.
- Inoltre, le armoniche ad alta frequenza generate dai convertitori a turbina potrebbero intromettersi nei circuiti di misurazione, interferendo con il corretto campionamento da parte dei dispositivi di protezione e portando a comandi di sgancio anche in assenza di un guasto effettivo.
Come ridurre la frequenza dei viaggi?
Per ridurre la frequenza degli interventi è necessario prestare attenzione sia alla protezione delle apparecchiature che all'ottimizzazione delle regolazioni.
- Da un lato è possibile installare scaricatori di sovratensione o dispositivi limitatori di tensione sul lato di uscita delinterruttori automatici in vuotoper mitigare le sovratensioni di picco, e periodici test di scarica parziale dovrebbero essere eseguiti sulle terminazioni dei cavi per rilevare difetti di isolamento latenti.
- D'altro canto, le impostazioni di protezione dovrebbero essere rivalutate in base ai parametri effettivi delle linee e dovrebbero essere aggiunti moduli di filtraggio e isolamento nei circuiti secondari per impedire l'ingresso di segnali interferenti.
Solo migliorando contemporaneamente la protezione dell’hardware e il coordinamento delle impostazioni basate sul software è possibile migliorare sostanzialmente l’affidabilità operativa, evitando così le perdite di produzione causate da interruzioni non pianificate.
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