Resilienza delle apparecchiature elettriche
Università di Trento 24 Marzo 2017
ABB Power Grids HV U. O. ADDA - Roberto Cameroni
Resilienza- Aspetti fondamentali Apparecchiature elettriche
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Agenda
Progettazione
Monitoraggio
Soluzioni a rapida installazione
Trento 24-03-2017
Resilienza- Aspetti fondamentali Apparecchiature elettriche
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Agenda
Progettazione
Monitoraggio
Soluzioni a rapida installazione
Trento 24-03-2017
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March 26, 2017 | Slide 4
PASS M0SPASS M00 PASS M0
Fino a 100 kV Fino a 170 kV Fino a 252 kV Fino a 420 kV
50 / 60 Hz 50 / 60 Hz 50 / 60 Hz 50 / 60 Hz
2000 / 3150 A 3150 A 4000 A 5000 A
31,5 / 40 kA 40 / 50 / 63 kA 50 kA 63 kA
Modulo Ibrido PASS – Plug and Switch SystemPortfolio
PASS M0S 420 kV
Modulo Ibrido PASS M0S 245 kVSSE Tocopilla Cile
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Conforme a norma sismica cilena NCH 2369-2003 e Transelec (ETG-A020-21)
Trento 24-03-2017
Trasformatori di corrente isolati in gas: TG Test di tenuta sismica
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Apparecchiatura:
Trasformatori di corrente di alta tensione tipo TG 170-245-420 kV
Scopo della prova:
Comportamento in presenza di terremoto
Livello AF5
Normativa:
IEC 62271-207
IEC 60068-2-6 (test metod)
Data 15-07-2009
Laboratorio:
ISMES-CESI
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Trasformatore induttivo di potenza: TIPTest di tenuta sismica
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Apparecchiatura:
Trasformatori induttivo di potenza TIP 245 kV
Rapporto di tensione 230/V3 kV-277 V
Potenza nominale 100 KVA
Scopo della prova:
Comportamento in presenza di terremoto
Livello 0,5g
Normativa:
IEEE 693
Data 12-1-2015
Laboratorio:
National center for research on earthquaqe engineering (Taiwan)
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Quadri Isolati in Aria di Media TensioneTest anti-sismico
Scopo della prova:
Verifica la resistenza al sisma
del quadro elettrico fino ad 1g
di accelerazione (UBC zona 4 -
livello massimo)
Garantisce non solo la solidità
della struttura metallica ma
anche il funzionamento
dell’apparecchiatura durante e
successivamente il sisma
Norma IEEE 693
Laboratorio:
ISMES in Bergamo
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Quadri Isolati in Aria di Media TensioneTest di vibrazione - Navale
Scopo della prova:
Verifica la resistenza al a vibrazioni prolungate del quadro elettrico fino ad 1g di accelerazione
Test specifico richiesto dai registri navali
Garantisce non solo la solidità della struttura metallica ma anche il funzionamento dell’apparecchiatura continuamente sottoposta a vibrazioni (generatore Diesel)
Norma IEC 60068-2-6
Referenza usata anche per altri siti con vibrazioni: grattacieli, ponti, etc…
Laboratorio:
ISMES in Bergamo
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Trasformatori di corrente isolati in gas Test di tenuta all‘arco interno
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Dati nominali:
Tensione: 420 kV (BIL 1550 kV, PF 680 kV)
Corrente: 800-1600-3200 A
Corrente di breve durata 63 kA
Scopo della prova:
Tenuta e comportamento in caso di arco interno
63 kA - 510 ms
Normativa:
Spec Terna INGTA00001
IEC 61869-1-2
Data 20-07-2009
Laboratorio:
Cesi
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Modulo Ibrido: PASS M0S 252 kVTest di manovra sotto ghiaccio
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Apparecchiatura:
Modulo ibrido multifunzione tipo PASS M0S 252 kV (BIL 1050 kV,PF 460 kV)
Tensione nominale 252 kV
Corrente nominale 4000 A
Scopo della prova:
Comportamento a basse temperature su sezionatore
20 mm di ghiacco
Normativa:
IEC 62271-102
GOST R 52726
Data 19-07-2013
Laboratorio:
Cella climatica ABB Lodi
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Isolatori in compositoAtti vandalici
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Componente testato:
Interruttori di alta tensione (involucro in
porcellana vs. involucro in materiale
composito)
Scopo della prova:
Confronto tra involucri in porcellana ed in
materiale composito (i componenti sono
pressurizzati per simulare l’onda d’urto in
caso di arco interno o un atto vandalico, lo
sparo crea la lesione attraverso la quale
inizia la frattura dell’involucro)
Normativa:
Procedura proprietaria ABB
Laboratorio:
Poligono dei Vigili del Fuoco di Ludvika
(Svezia)
Involucro in
porcellana
Involucro in
materiale
composito
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Resilienza- Aspetti fondamentali Apparecchiature elettriche
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Agenda
Progettazione
Monitoraggio
Soluzioni a rapida installazione
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Resilienza - MonitoraggioMotordrive - MD1.4
Motor Drive 1.4
A motor drive is a digitally controlled servomotor
able to directly drive the circuit breaker contacts
in a digitally accurate way.
The input\output and interlocking are managed
by electronic boards, and the energy is stored
into capacitors.
I-LCC
MD1.4 is integrated with an Intelligent LCC
(Local Control Cabinet)
It allows self-monitoring and diagnostics, such as
system temperature, position of the breaking
contacts, and operation counter. It can be
operated locally and remotely.
© ABB GroupTrento 24-03-2017 | Slide 17
CIGRE WG A3.06 “Reliability of High Voltage
Equipment, Final Result – Circuit Breaker” stated that:
~70% of major and minor failures occur during
normal service of the CB, and when an operation
is demanded
~50% of these failures are due to mechanical
issues (for stress, ageing, corrosion)
~50% of major failures of High Voltage Circuit
Breaker are due to issues on operating
mechanism
Resilienza - MonitoraggioMotordrive - MD1.4
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Trento 24-03-2017 | Slide 18
Resilienza - MonitoraggioMotordrive - MD1.4
How to solve the mechanical reliability issue
Less moving components
Travel curve profile adjustable reducing
contacts ageing
Exceed M2 requirements as per IEC 62271-
100: tested for 30.000 operations
Type test for extreme environmental conditions
(-60°C up to +70°C, humidity), EMC and
shock/vibrations as per IEC 62271-1
How to solve the availability issue
Continuous self-diagnostic
Periodical verification of capability to operate the CB (micromotion)
Redundancy of critical components (powersupply and logic)
Remote monitoring and live maintenance service operations
Auto failure detection that allows service to rapidly identify the problem
© ABB GroupTrento 24-03-2017 | Slide 19
Motor Drive 1.4 Diagnostic and user interface for control
Contrarily to electromechanical
relays, malfunctioning is detected in
real time.
The system continuously monitors:
Charger functionality
Correct functioning of all the I/O
boards
Verification of internal supplies
Check of integrity of system
control logic
Verification of inverter (that allow
to operate motor) functionality
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Motor Drive 1.4 – IEC 61850 communication protocol The gateway to digital S/S
Digital PASS M0 pros:
Only an optical fiber connection is needed
No need of hardwired point to point connections between primary and secondary equipment
IEC 61850 is the standard of digital substation communication, vendor independent
ABB can provide a direct way of connection of CB, DS drive, ITs to protection relays and substation equipment: digital to digital
S/S control room can directly monitors/controls MD1.4 (and so CB, DS, etc.) and all diagnostic functions
Standard
s/s
Digital
s/s
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Resilienza- Aspetti fondamentali Apparecchiature elettriche
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Agenda
Progettazione
Monitoraggio
Soluzioni a rapida installazione
Trento 24-03-2017
Modulo Ibrido PASS M0 170 kVSottostazioni compatte per installazione rapida - SCRI
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Trento 24-03-2017
Modulo Ibrido PASS M0S 420 kV Installazione rapida: sottostazioni mobili
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Sottostazione mobile da 420 kV
Tempo di installazione 3 giorni
Trento 24-03-2017
| Slide 25© ABB Group
Modulo ibrido compatto da 420 kV
Soluzione ingegnerizzata ad hoc in base alle
necessità del cliente
Rapida Installazione
PASS montato su struttura rialzata di 10 m dal
suolo per evitare fuori servizio in caso di
inondazioni di acqua salata : caso di uragano
Sandy – blackout 2012
Modulo Ibrido PASS M0S 420 kVConED New York – USA
Trento 24-03-2017