Quando un impianto di generazione è connesso alla rete del distributore (DSO), la corrente di cortocircuito che può fluire verso la rete pubblica in caso di guasto diventa un parametro critico di sicurezza e power quality.
Se il contributo dei generatori del cliente è troppo elevato, le protezioni del DSO possono non essere più adeguate e la connessione rischia di non essere accettata o di richiedere costosi adeguamenti lato rete.
Per risolvere questo problema, Ortea ha progettato e realizzato una reattanza limitatrice di corrente in media tensione completamente personalizzata, sviluppata a partire dalle specifiche tecniche del cliente e dai vincoli logistici di installazione.
IL PROBLEMA DEL CLIENTE: LIMITARE IL CONTRIBUTO DI CORTOCIRCUITO VERSO LA RETE DEL DSO
Nel caso in esame, il cliente dispone di più gruppi di generazione in media tensione collegati alla rete pubblica. In condizioni di guasto sulla rete del DSO, i generatori contribuiscono alla corrente di cortocircuito in misura tale da superare i limiti imposti dal gestore di rete.
Gli obiettivi principali erano:
- Ridurre la corrente di cortocircuito che rifluisce verso la rete pubblica, riportandola entro i limiti richiesti dal DSO.
- Mantenere adeguati livelli di tensione e prestazioni in esercizio normale, limitando la caduta di tensione e le perdite durante il funzionamento ordinario.
- Rispettare stringenti vincoli dimensionali per l’installazione, legati agli spazi disponibili e alla movimentazione in sito (accessi, varchi, mezzi di sollevamento).
Dal punto di vista elettrico, l’approccio scelto è stato quello di inserire un reattore di linea in serie tra i gruppi di generazione del cliente e la rete del DSO, dimensionato con un’induttanza sufficiente a ridurre in modo significativo la corrente di guasto, ma senza penalizzare il funzionamento normale dell’impianto e la qualità dell’energia.
CHE COS’È UNA REATTANZA LIMITATRICE DI CORRENTE IN MEDIA TENSIONE
Una reattanza limitatrice di corrente in MT (o current limiting reactor) è un’induttanza di potenza installata in serie alla linea, progettata per controllare il livello di corrente di cortocircuito visto dalla rete e dalle apparecchiature collegate.
È tipicamente installata:
- tra generatori e rete pubblica;
- tra diversi rami di un sistema in anello;
- oppure a monte di carichi sensibili.
Le sue funzioni principali sono:
- Limitare la corrente di cortocircuito vista dalle protezioni e dalle apparecchiature a valle;
- Permettere la connessione alla rete anche in presenza di generatori che aumentano il livello di cortocircuito oltre i limiti ammessi;
- Proteggere interruttori, sbarre e cavi evitando il loro sovradimensionamento.
La progettazione corretta richiede un equilibrio tra:
- valore di induttanza (e quindi livello di limitazione della corrente di corto);
- caduta di tensione accettabile a regime;
- perdite, comportamento termico e compatibilità con le norme di riferimento.
LA SOLUZIONE ORTEA: UNA REATTANZA SU MISURA PER APPLICAZIONI IN MEDIA TENSIONE
Sulla base delle specifiche di rete, dei dati dei generatori e dei limiti imposti dal DSO, i tecnici Ortea hanno sviluppato una reattanza limitatrice di corrente in media tensione con le seguenti caratteristiche principali:
- Potenza nominale del reattore: 181 kVA
- Tensione nominale: 10 kV
- Corrente nominale: 80 A
- Induttanza: 30 mH
- Impedenza di cortocircuito: 13 % @ 50 Hz
- Caduta di tensione a carico nominale: ~750 V
- Potenza di carico associata: 1400 kVA
La costruzione è di tipo air-core (nucleo in aria) con avvolgimenti in alluminio, scelta che garantisce stabilità delle caratteristiche nel tempo, robustezza meccanica e buona gestione delle sollecitazioni elettrodinamiche in caso di guasto.
Dal punto di vista dell’isolamento:
- Tensione massima di esercizio: 12 kV
- Tensione di tenuta a frequenza industriale (1 min): 30 kV
- Tensione di tenuta ad impulso atmosferico (BIL): 75 kV
- Classe di isolamento e termica: H, con sovratemperatura ammessa di 125 °C
La reattanza è impregnata in VPI (dry), adatta per installazione indoor in esecuzione IP00, con classe ambientale E1-C1-F0 e altitudine massima di esercizio 1000 m.
PROGETTAZIONE SU MISURA: VINCOLI ELETTRICI, TERMICI E MECCANICI
Oltre al dimensionamento elettromagnetico, il progetto ha dovuto soddisfare vincoli stringenti in termini di:
- Dimensioni complessive, per poter introdurre e posizionare la reattanza in locali esistenti senza opere civili invasive;
- Peso e punti di sollevamento, per facilitare la movimentazione in cantiere;
- Distanze di isolamento e layout degli isolatori, in conformità alla norma EN 60076-6 per reattori di potenza.
La reattanza realizzata da Ortea presenta dimensioni pari a 1250x1250x1960 mm (L x P x H) e un peso di circa 800 kg, valori ottimizzati per rispettare le limitazioni di accesso al sito e le esigenze di installazione del cliente.
Il progetto ha richiesto una stretta collaborazione tra:
- ufficio tecnico del cliente (per la definizione dei dati di rete, dei generatori e delle logiche di protezione);
- specialisti Ortea, che hanno eseguito il dimensionamento elettrico e termico della reattanza, la verifica delle perdite (circa 8,1 kW totali AC+DC a 115 °C) e la progettazione meccanica della struttura.
BENEFICI PER IL CLIENTE E PER IL GESTORE DI RETE
Grazie alla reattanza limitatrice di corrente in media tensione progettata da Ortea, il cliente ottiene:
- Conformità ai limiti di cortocircuito del DSO, senza dover intervenire sull’infrastruttura di rete pubblica.
- Migliore coordinamento delle protezioni, con correnti di guasto entro il campo di taratura previsto.
- Protezione delle apparecchiature (interruttori, quadri, sbarre) da sollecitazioni eccessive.
- Soluzione perfettamente integrata nel layout dell’impianto, grazie al rispetto dei vincoli dimensionali e logistici.
- Affidabilità nel tempo, favorita dalla scelta dei materiali, dall’isolamento in classe H e dal processo di impregnazione VPI.
Per il gestore di rete, la presenza della reattanza consente di:
- limitare l’impatto della generazione del cliente sul livello di cortocircuito della rete;
- garantire il corretto funzionamento e la selettività delle protezioni;
- agevolare l’integrazione di nuova generazione distribuita senza compromettere la sicurezza dell’infrastruttura esistente.
PERCHÉ SCEGLIERE ORTEA PER SOLUZIONI SU MISURA
Questo progetto dimostra la capacità di Ortea di:
- partire da specifiche di sistema complesse (dati di rete, generatori, protezioni, limiti del DSO);
- tradurle in una soluzione elettrotecnica concreta, con un reattore di linea dimensionato esattamente per il livello di limitazione richiesto;
- progettare l’apparecchiatura su misura anche dal punto di vista meccanico e logistico, nel rispetto di ingombri e vincoli di installazione.
Che si tratti di reattanze limitatrici di corrente in media tensione, reattori di linea, filtri o altre apparecchiature speciali, Ortea mette a disposizione un know-how consolidato in:
- progettazione elettromagnetica e termica;
- verifica delle prestazioni in regime normale e di guasto;
- conformità alle norme di riferimento;
- personalizzazione meccanica e impiantistica.
Il tutto all’interno di un portafoglio completo di soluzioni per power quality ed efficienza energetica, interamente progettate e realizzate in Italia e supportate da una rete internazionale di specialisti.
FAQ SULLA LIMITAZIONE DELLA CORRENTE DI CORTOCIRCUITO IN MEDIA TENSIONE
- Perché è necessario installare una reattanza limitatrice in presenza di generatori connessi alla rete?
Quando un impianto di generazione è connesso alla rete del DSO, i generatori contribuiscono alla corrente di cortocircuito in caso di guasto. Se questo contributo supera i limiti ammessi dal gestore, le protezioni e le apparecchiature di rete possono non essere più adeguate. Una reattanza limitatrice in media tensione riduce la corrente di corto a un livello compatibile con le specifiche del DSO, consentendo la connessione in sicurezza. - Come si dimensiona una reattanza limitatrice di corrente in media tensione?
Il dimensionamento parte dai dati di rete, dalle caratteristiche dei generatori e dai limiti di cortocircuito imposti dal DSO. Si definisce il valore di induttanza necessario a ridurre la corrente di guasto, verificando al tempo stesso la caduta di tensione e le perdite in esercizio normale. Ortea effettua anche le verifiche termiche e meccaniche per garantire affidabilità e conformità alle norme di riferimento. - Quali benefici offre una reattanza limitatrice rispetto al semplice adeguamento delle apparecchiature?
Senza una reattanza, l’unica alternativa può essere il sovradimensionamento di interruttori, sbarre e quadri, con costi molto elevati e possibili interventi strutturali sull’impianto. La reattanza limitatrice consente di contenere la corrente di corto entro valori gestibili dalle apparecchiature esistenti o da apparecchiature standard, semplificando il coordinamento delle protezioni e riducendo l’investimento complessivo. - In che modo Ortea personalizza le reattanze in media tensione per le esigenze del cliente?
Ortea progetta reattanze in media tensione partendo dalle specifiche elettriche (tensione, corrente, induttanza, impedenza di cortocircuito) e dai vincoli impiantistici (dimensioni, peso, modalità di installazione, layout dei collegamenti). Vengono personalizzati anche materiali, classe di isolamento, sistema di raffreddamento e configurazione meccanica, così da offrire una soluzione su misura perfettamente integrata nell’impianto del cliente.
