I sistemi di distribuzione di energia che garantiscono affidabilità e durata, sia in condizioni normali che di emergenza, richiedono l’uso di componenti di sicurezza. Tuttavia, la selezione corretta dei parametri e delle impostazioni richiede una conoscenza dettagliata dell’andamento e dei campi di variazione dei singoli parametri. A volte, però, una selezione inappropriata può essere indicata da un intervento ingiustificato della protezione.

Descrizione del problema identificato

In un sito industriale, una delle macchine si comporta in modo piuttosto insolito. Durante la commutazione casuale, la protezione da sovracorrente C16A è intervenuta. La riaccensione non ha più un effetto simile e la macchina si avvia senza problemi. Il dispositivo è dotato di una serie di attuatori sotto forma di servomotori per garantire la realizzazione della funzionalità tecnicamente richiesta. La registrazione per catturare il fenomeno casuale aveva un tempo di mediazione (intervallo) di 10 s.

Gli strumenti di misurazione usati:

• Analizzatore Sonel PQM-702 (vedi il successore Sonel PQM-710)
• Un set di morsetti C-5A
• Software Sonel Analisi

Figura 1. L’immagine delle tensioni e delle correnti dalla registrazione degli avviamenti della macchina

Nel Dis. 1 è stato indicato con l’Evidenziatore n. 1 un picco di corrente caratteristico e diverso dagli altri fino al valore MAX20ms 87.68 A circa, che ha comportato un’attivazione infondata del sistema di protezione. Un’ulteriore attivazione e avviamento sono stati indicati con l’Evidenziatore n. 2 al livello di corrente pari a 37 A. In altri momenti di funzionamento non viene superato il livello di 5 A.
Per studiare meglio il momento che ci interessa, ingrandiremo il frammento scelto.

Nella sezione ingrandita della registrazione (Dis. 2) sono visibili alcune informazioni particolarmente importanti. La disattivazione del sistema di protezione è avvenuta dopo un breve arresto della macchina (Vedi 1.), causato da un’assenza momentanea di corrente di alimentazione. I fenomeni di picchi di corrente momentanei avvengono nella fase L3. La corrente MAX20ms ha raggiunto il valore 87.68 A con le correnti delle altre fasi intorno al valore di 20 A. Uno dei carichi è stato il trasformatore di isolamento ad alta potenza, alimentato dalla fase L3. L’ulteriore attivazione della corrente (Vedi 2.), durante la quale non si è attivato il sistema di protezione. I picchi di corrente di avviamento presenti nella L3 avvengono in concomitanza con la comparsa della corrente della fase L2. È stata anche riscontrata la presenza di un consistente ritardo tra l’attivazione delle rispettive fasi.

Figura 2. L’immagine delle tensioni e delle correnti durante il funzionamento e l’intervento della protezione

Conclusioni preliminari

1. Uno dei carichi dell’unità esaminato è un trasformatore di isolamento monofase da 700 kV acceso da un interruttore comune.
2. Gli stati di avvio del trasformatore nella fase L3 sono intrinsecamente casuali e possono causare i fenomeni osservati a seconda:
   • lo stato di magnetizzazione del nucleo al momento dell’accensione,
   • la tensione istantanea al momento dell’accensione.
3. Le grandi componenti simmetriche (Fig. 3. e 4.) indicano carichi di fase non lineari (Fig. 2.) che possono contribuire ulteriormente a grandi correnti di accensione.
4. Il ritardo sospetto nella commutazione di fase può indicare un guasto meccanico dell’interruttore.

Figura 3. L’immagine del corrente durante il funzionamento normale

Figura 4. Le componenti simmetriche delle correnti durante il funzionamento quasi coincidono

Conclusioni:

1. Le correnti di spunto del trasformatore si verificano durante l’accensione del dispositivo, a cui la protezione C16A non è immune, anche se le altre condizioni sono soddisfatte.

Raccomandazioni:

1. Ispezionare l’interruttore per verificare che non ci siano danni meccanici.
2. Diagnosticare in dettaglio (registrazioni rapide con oscillogrammi) i processi di commutazione della macchina, con particolare attenzione alla accensione simultanea o ai guasti nei componenti del carico, dopo l’ispezione.
3. La selezione della protezione per lavorare con carichi induttivi in direzione di DxxA invece che di C16A deve essere rivista.

Autore: Krzysztof Lorek, Sonel S.A.

Prodotti di cui all’articolo: