reti elettriche: teoria e applicazioni. schemi di stazione. paolo pelacchi

Reti elettriche: teoria e Reti elettriche: teoria e applicazioni.applicazioni.

Schemi di stazione.Schemi di stazione.

Paolo PelacchiPaolo Pelacchi

reti elettriche - schemi di stazione 2

Apparecchi di manovra & Apparecchi di manovra & interruzioneinterruzione

- Questi dispositivi, come dice la parola, devono stabilire o interrompere una corrente in un circuito.

- Le operazioni di apertura e chiusura possono essere attuate:

- In condizioni “normali” (tipicamente corrispondenti alla corrente nominale)

- In condizioni “anormali” (tipicamente relative a correnti di guasto)

- Il loro funzionamento può essere manuale (anche da remoto) o automatico.


Apparecchi di manovra & Apparecchi di manovra & interruzioneinterruzione

- Questi dispositivi si suddividono tipicamente in due categorie:

- Sezionatori; sono dispositivi in grado di aprire o chiudere correnti di intensità trascurabile; il loro stato aperto/chiuso deve essere ben visibile oppure riportato da un indicatore affidabile

- Interruttori; sono dispositivi in grado di aprire o chiudere correnti anche di elevata intensità, come quelle di corto circuito.


Apparecchi di manovra & Apparecchi di manovra & interruzione:interruzione:sezionatorisezionatori

- In condizioni di circuito chiuso questi dispositivi devono comportarsi come un conduttore ideale, cioè non devono manifestare né cadute di tensione né riscaldamento quando vengono attraversati dalla corrente nominale; inoltre devono essere in grado di sopportare per un tempo assegnato le correnti di corto circuito previste nella sezione di rete nella quale sono installati.

- In condizioni di circuito aperto questi dispositivi devono comportarsi come un isolatore ideale mantenendo elettricamente separati i circuiti ai capi dei quali sono inseriti.


Apparecchi di manovra & Apparecchi di manovra & interruzione:interruzione:interruttoriinterruttori

- Questi dispositivi, oltre a svolgere le funzioni descritte per i sezionatori, devono possedere anche i seguenti requisiti.

- In condizioni di circuito chiuso gli interruttori devono essere in grado di interrompere un numero assegnato di volte le correnti di corto circuito previste nella sezione di rete nella quale sono installati.

- In condizioni di circuito aperto gli interruttori devono poter chiudere un circuito anche in presenza di guasto senza danneggiarsi o perdere le proprie caratteristiche.


Apparecchi di manovra & Apparecchi di manovra & interruzione:interruzione:

- Esistono ulteriori tipologie di dispositivi con caratteristiche intermedie:

- Interruttori di manovra, che sono in grado di aprire un circuito in condizioni normali e di chiuderlo anche in condizioni anormali

- Interruttori di manovra-sezionatori (sezionatori sotto carico) che sono funzionalmente interruttori di manovra nei quali è possibile verificare lo stato aperto/chiuso in maniera visibile

- Contattori, che sono dispositivi in grado di aprire o chiudere un circuito solamente in condizioni normali

- Fusibili, che sono dispositivi in grado solamente di aprire in maniera irreversibile un circuito in presenza di correnti di corto circuito o di sovraccarico; a rigore essi costituiscono degli apparecchi di protezione (safety).


Apparecchi di manovra & Apparecchi di manovra & interruzione:interruzione:

- La tabella sintetizza la caratteristiche della apparecchiature descritte.


Schemi di stazioneSchemi di stazione

- Le stazioni elettriche inserite in una rete svolgono tipicamente le seguenti funzioni:

- Smistamento linee AAT ed interconnessione con reti a tensione diversa (tipicamente con autotrasformatori 380/220 kV)

- Collegamento alla rete dei gruppi di produzione (stazione annessa alla centrale)

- Trasformazione dell’energia elettrica alla tensione della distribuzione primaria (tipicamente con trasformatori o autotrasformatori 380/132 kV e/o 220/132 kV)



- L’importanza delle stazioni elettriche comporta la necessità di una loro elevata affidabilità; tale obiettivo viene perseguito:

- Scegliendo schemi elettrici di collegamento dei diversi componenti della stazione adeguati all’importanza dell’impianto (quantità di energia elettrica transitante nella stazione)

- Definendo in maniera opportuna la struttura e l’alimentazione dei servizi ausiliari della stazione, necessari a garantirne il corretto funzionamento anche in condizioni critiche (assenza di rete)


- In ogni sistema elettrico sono necessari dispositivi che siano in grado di effettuare le seguenti operazioni:

- Inserire e disinserire carichi

- Inserire e disinserire elementi di sistema

- Togliere dal servizio in maniera tempestiva un elemento guasto

- Collegare a terra elementi del sistema

- Gli apparecchi di manovra possono sostanzialmente dividersi in

- Interrutori

- Sezionatori

- fusibili



- Consideriamo un generico nodo. Ogni elemento di rete che confluisce nel nodo può essere soggetto a guasti e quindi deve poter essere isolato senza che la continuità del servizio ne risenta; introduciamo quindi un interruttore.



- L’interruttore non garantisce da solo l’isolamento del circuito; è quindi necessario interporre un sezionatore. Inoltre l’interruttore può essere a sua volta soggetto a guasti e quindi deve poter essere isolato senza che la continuità del servizio ne risenta; introduciamo quindi un secondo sezionatore.



- Le manovre che devono quindi essere eseguite per escludere un elemento del sistema sono



Schemi di stazioneSchemi di stazione- Stazione a semplice sbarra


- Lo schema a semplice sbarra è semplice ed economico, ma troppo rigido (tutti gli elementi possono essere collegati solamente alla stessa sbarra).

- E’ quindi opportuno definire un nuovo schema di stazione denominato “a doppia sbarra”.



Schemi di stazioneSchemi di stazione- Stazione a doppia sbarra



- Ulteriori possibili schemi sono quelli cosiddetti “ad anello”.

- Vantaggi: garantiscono il fuori servizio di un qualsiasi interruttore senza alterare gli assetti di rete.


Schemi di stazioneSchemi di stazione- Svantaggi: un guasto su linea comporta l’apertura di 2 interruttori

(maggiori difficoltà); inoltre gli interruttori possono essere attraversati da correnti che dipendono dall’assetto e quindi il loro dimensionamento può risultare complesso.


- Una ulteriore esigenza è quella di mantenere in servizio un elemento di rete anche quando l’interruttore ad esso collegato deve essere messo fuori servizio, per es. per manutenzione.

- E’ quindi opportuno definire un ulteriore schema di stazione denominato “con sbarra di traslazione”.



Schemi di stazioneSchemi di stazione- Stazione a semplice sbarra con sbarra di traslazione


Schemi di stazioneSchemi di stazione- Montante di generatore

s er v iz iau s ilia r i s e r v iz i

au s ilia r is e r v iz iau s ilia r i

r ig id o f les s ib ile f les s ib ile


Schemi di stazioneSchemi di stazione- Montante di trasformatore

- Verso stazione: speculare

- Verso cabina primaria: speculare senza interruttore

- Verso generatore: montanti di generazione


Schemi di stazioneSchemi di stazione- Montante di linea

s b ar r aAT o AAT

am ar r olin ea

s b ar r aM T

lin eain c av o



- Per poter garantire il funzionamento dei sistemi di protezione, degli automatismi e la manovra degli interruttori deve essere assicurata la continuità dell’alimentazione dei servizi ausiliari anche in assenza di rete.

- I componenti che maggiormente influiscono sulla affidabilità della stazione (motori di comando degli interruttori, sistemi di teletrasmissione, illuminazione di emergenza, ecc.) sono alimentati in c.c. tramite batterie in tampone caricate tramite alimentazioni indipendenti (linee MT esterne alla stazione, gruppi elettrogeni, ecc.).


Schemi di stazioneSchemi di stazione- Dal punto di vista della tecnologia le stazioni possono

essere realizzate:

- In aria

- Blindate in SF6 (compatte)

- Le stazioni compatte sono spesso installate in ambienti chiusi in virtù delle loro dimensioni contenute.

- Le stazioni compatte, sia quelle installate all’aperto che quelle installate in ambienti chiusi, non sono influenzate dagli agenti atmosferici.

- Gli schemi delle stazioni sono generalmente indipendenti dalla tecnologia con la quale le stesse sono realizzate.

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