Scelta di un relè di protezione ACX6300 in base all'applicazione

Un ordine relativo a un relè di protezione viene solitamente inviato con lo schema unifilare allegato e una domanda riportata sotto di esso: quale modello è adatto a questa cella? La risposta onesta è che il modello dipende dall’applicazione, e l’applicazione è determinata da ciò che la cella protegge. Di seguito viene illustrato come procedere con la gamma ACX6300, oltre ai tre dettagli dell’ordine che spesso creano confusione.

Nota esplicativa: il presente documento riguarda i relè di protezione a microprocessore per circuiti di alimentazione, di derivazione, di motore, di trasformatore, di condensatore, di accoppiamento di sbarre e di trasformatore di tensione (PT) a 35 kV e inferiori. La protezione dei generatori e gli schemi di distanza per le linee di trasmissione non rientrano in questo ambito. Poiché ACXION produce questi dispositivi, le linee guida provengono dal settore manifatturiero.

Tre piattaforme: ecco perché questa divisione è importante

La famiglia ACX6300 non è costituita da un unico prodotto con diverse opzioni. Si tratta infatti di tre piattaforme hardware distinte, ciascuna con il proprio alloggiamento, la propria disposizione dei terminali e la propria profondità.

Articolo	ACX6300K	ACX6300Q	ACX6300L
Ingresso di corrente	5 A / 1 A	5 A / 1 A	5 A / 1 A
Corrente di sequenza zero	5 A / 1 A	5 A / 1 A	5 A / 1 A
Fornitura di dispositivi	C.A./C.C. da 80 a 270 V	C.A./C.C. da 80 a 270 V	C.A./C.C. da 80 a 270 V
Alimentazione di funzionamento separata	non richiesto	C.A./C.C. 110 o 220 V	C.A./C.C. 110 o 220 V
Opzione anti-pompaggio	no	facoltativo	facoltativo
Comunicazione	disponibile	disponibile	disponibile

La piattaforma K non richiede un'alimentazione operativa separata. Questo unico requisito è determinante per molti progetti di piccole sottostazioni, poiché un cubicolo dotato solo di alimentazione per i dispositivi e privo di batteria di stazione può utilizzare esclusivamente la piattaforma K.

I modelli Q e L funzionano con una tensione di alimentazione di 110 o 220 V CA/CC e offrono l’opzione anti-pompaggio, che impedisce all’interruttore di riarmarsi finché il comando di scatto rimane attivo. Su un ramo di alimentazione in cui la protezione scatta e l’operatore preme il pulsante di richiusura nello stesso momento, è proprio la funzione anti-pumping a impedire che l’interruttore effettui un’operazione di pompaggio contro il guasto.

La gamma dei modelli è la seguente: K21 per la protezione di linee e trasformatori, K25 per i motori, K29 per il monitoraggio dei PT. Sulla piattaforma Q: Q31 per linee e trasformatori, Q34 per condensatori, Q35 per motori, Q38 per il trasferimento automatico, Q39 per il monitoraggio dei PT. La piattaforma L è quella con la gamma più ampia: L91 per la linea, L92 per l’accoppiatore di barriera, L93 per il trasformatore, L94 per il condensatore, L95 per il motore, L98 per il trasferimento automatico, L99 per il monitoraggio del PT.

Abbinare il set di funzioni alla baia

L'elenco delle funzioni costituisce il vero criterio di selezione. Le funzioni di protezione sono raggruppate in base al tipo di vano, non alla corrente nominale.

Applicazione	Opzioni del modello	Funzioni di protezione tipiche
In entrata o di alimentazione	K21 / Q31 / L91	Sovracorrente multistadio, sequenza negativa, guasto a terra, tensione, frequenza, riarmo
Motore	K25 / Q35 / L95	Cortocircuito, sovraccarico, sequenza negativa, tempo di avvio, guasto a terra, protezione termica
Trasformatore	K21 / Q31 / L93	Sovracorrente, sequenza negativa, sequenza zero, sovraccarico, tensione, cause non elettriche
Banco di condensatori	Q34 / L94	Sovracorrente, guasto a terra, sovratensione e sottotensione, squilibrio
Giunto per autobus	L92	Ricarica, sovracorrente, sovraccarico, monitoraggio dei circuiti di controllo
Trasferimento automatico	Q38 / L98	Supervisione delle fonti e logica di trasferimento
Monitoraggio PT	K29 / Q39 / L99	Sovratensione, sottotensione, perdita di tensione, supervisione del circuito del trasformatore di potenza (PT)

Ci sono due errori di selezione che si verificano con una frequenza tale da meritare di essere menzionati.

Il primo consiste nell'utilizzare un modello di alimentatore su un banco di condensatori. La commutazione dei condensatori genera correnti di spunto e il banco funziona con uno squilibrio di corrente intenzionale, pertanto le funzioni dedicate allo squilibrio e alla sovratensione sono fondamentali. I componenti Q34 e L94 sono presenti proprio per questo motivo. Un K21 nella stessa posizione scatterebbe a causa di eventi che il banco gestisce normalmente.

Il secondo errore consiste nel sovradimensionare la piattaforma. Un quadro ausiliario da 400 V che alimenta quattro piccole linee di derivazione non necessita di un dispositivo della serie L con funzioni differenziali a trasformatore. Il problema non è il costo aggiuntivo, bensì le impostazioni supplementari che nessuno configura correttamente.

Le funzioni sopra indicate sono riepiloghi del portafoglio. Non sostituiscono un programma di protezione del progetto e le impostazioni provengono dallo studio, non dal catalogo.

Un altro aspetto da tenere ben chiaro è la classe del dispositivo. I relè di questo tipo rientrano nella norma IEC 60255 relativa ai relè di misura e alle apparecchiature di protezione, mentre la serie GB/T 14598 ne costituisce l’equivalente cinese. La denominazione della norma è importante in fase di gara d’appalto, poiché è in quel momento che talvolta le specifiche richiedono un rapporto di prova che la classe di dispositivo non prevede. È meglio chiedere chiarimenti in anticipo piuttosto che dopo l’ordine.

Tre dettagli relativi agli ordini che causano problemi

Valore nominale della corrente in ingresso rispetto ai trasformatori di corrente effettivi

Il relè indica 5 A o 1 A, e l’ordine deve specificare quale dei due. Abbiamo avuto un ordine in cui il disegno riportava trasformatori di corrente 600/1, mentre la riga delle specifiche non menzionava nulla riguardo al secondario; di conseguenza, il dispositivo è stato realizzato con ingressi da 5 A. Il problema è emerso durante la messa in servizio: ogni lettura era pari a un quinto del valore reale e le soglie di intervento presentavano lo stesso errore. Non si sono verificati danni. È stato necessario riconfigurare due quadri in quella sottostazione e sostituire i dispositivi.

Da allora richiediamo il rapporto CT e la corrente secondaria sulla stessa linea, oltre al rapporto VT per gli ingressi di tensione. Entrambi i valori vengono riportati nella conferma d'ordine.

Profondità del pannello dietro l'apparecchio

Le tre piattaforme non hanno la stessa profondità. La parte frontale del modello K misura 172,0 x 128,2 mm, con un’apertura di 155,5 x 125,0 mm e una profondità complessiva di 86,5 mm. La piattaforma Q misura 224,5 x 153,0 mm sul lato anteriore, con un’apertura di 209,0 x 150,0 mm e una profondità di 79,2 mm. Il modello L presenta una superficie frontale di 150,3 x 178,0 mm e un corpo molto più profondo: 180,5 mm, ovvero 195 mm compresa l’area terminale.

Quest'ultimo dato pone un problema ai costruttori di quadri elettrici. In un armadio profondo 600 mm con la morsettiera CT montata direttamente dietro il relè, le curve del cablaggio risultavano più strette del minimo consentito dal produttore del cavo, e il cavo di controllo schermato ha dovuto essere riposizionato. Ora richiediamo la profondità della piastra di montaggio e, ove possibile, una foto dell’interno dell’armadio con la posizione del relè contrassegnata.

Misure anti-pompaggio nei sistemi di trasferimento

Nei dispositivi di trasferimento automatico Q38 e L98, la funzione anti-pompaggio interagisce con la logica di trasferimento. Se il controllo della sorgente è impostato per il trasferimento di ritorno dopo un breve ritardo e il segnale di intervento non è stato resettato, le due funzioni possono entrare in conflitto tra loro durante la messa in servizio. Si tratta di un problema di configurazione piuttosto che di hardware, ma è opportuno decidere il comportamento di reset prima di cablare il quadro, poiché modificarlo in seguito comporta il ricablaggio di parte del circuito chiuso.

Cosa deve comprendere il passaggio di consegne

I relè di protezione presentano guasti più spesso a livello di progetto che a livello di dispositivo. Il pacchetto di consegna serve proprio a risolvere questo problema. Il nostro pacchetto include il file delle impostazioni di protezione, i rapporti dei trasformatori di corrente (CT) e di tensione (VT), la logica di sgancio e di inserzione, l’elenco degli ingressi e delle uscite binarie, la mappa di comunicazione per il loop Modbus e lo schema di foratura e cablaggio del quadro.

Due di questi meritano particolare attenzione. L'elenco degli I/O binari è ciò di cui ha bisogno l'integratore SCADA ed è il documento che viene richiesto più spesso dopo la consegna. Lo schema di cablaggio per K, Q e L non è intercambiabile, poiché la disposizione dei terminali varia a seconda delle piattaforme. Effettuare la messa in servizio solo in base allo schema fornito con il dispositivo.

La comunicazione su tutte e tre le piattaforme utilizza il protocollo standard previsto per questa classe di dispositivi. Quando il relè invia i dati a un sistema SCADA dell’impianto, il percorso di trasmissione è normalmente lo stesso loop Modbus-RTU utilizzato dagli altri dispositivi di monitoraggio del quadro.

Come arrivare a un modello

Inviateci lo schema unifilare, i rapporti CT e VT, il tipo di vano, l’alimentazione disponibile nel quadro elettrico e la profondità del quadro. Queste informazioni sono sufficienti per individuare la piattaforma, il modello e il sezionatore.

Le tabelle dei modelli K, Q e L, le matrici di protezione e le serie di dimensioni sono disponibili nel catalogo dedicato al monitoraggio e alla protezione dell'alimentazione sul nostro sito centro download. I presunti problemi ai relè a volte sono in realtà problemi del quadro elettrico, e le nostre note esistenti su risoluzione dei problemi del pannello di controllo coprono il lato dell'interruttore e della spia dello stesso armadio. Le informazioni sulla storia dell'azienda sono disponibili su Informazioni su ACXION, mentre i file di configurazione e le domande relative al passaggio di consegne vengono gestiti tramite il pagina dei contatti. Ulteriori note relative alla messa in servizio sono raccolte nel Blog di ACXION.

I valori riportati in questo articolo sono tratti dal catalogo attuale. La fornitura del dispositivo, l'assorbimento di corrente e le dimensioni di montaggio sono confermati nella conferma d'ordine, mentre il disegno dei terminali fornito con il dispositivo fa da riferimento definitivo.

I relè di questa gamma vengono configurati e preventivati in base al singolo progetto. Inviateci l'elenco dei moduli e provvederemo a elaborare la configurazione e il preventivo.

A cura del team tecnico di ACXION