Taratura soglie relè di protezione secondo DK5600

[fantasy]

Innanzitutto voglio presentarmi: sono uno studente di ingegneria elettrica al terzo anno. Vorrei chidere a voi se qualcuno potesse gentilmente spiegarmi una volta x tutte e chiaramente come diavolo si scelgono le soglie di intervento dei relè di protezione richiesti dalla famosissima DK 5600 IV edition. (che calcoli si fanno o se si seguono norme pratiche dettate dal buon senso)
Questo argomento non è stato trattato durante le lezioni e nel progetto (mio primo progetto) che presenterò all'esame il 28 giugno prossimo vi è anche una bella cabina MT/BT........tipica domanda del professore: "come hai tarato le protezioni???" Io vorrei capirci qualcosa in più.
Da quanto ho capito dopo 1000 letture di documenti vari ed eventuali:

Qualora l’impianto del cliente sia “di dimensioni limitate”, ovvero:

– sia alimentato da uno o più trasformatori MT/BT situati in un unico locale cliente
– non siano presenti linee aeree di media tensione
– siano presenti linee di media tensione in cavo di lunghezza inferiore a 500 m (e comunque tali da fornire un contributo inferiore al 10% alla corrente di guasto monofase a terra della rete ENEL a neutro isolato).
In questo caso le protezioni richieste sono:

– protezione 50-51 di massima corrente mediante relè di tipo unipolare, almeno su due fasi, a due soglie di intervento, azionanti l’interruttore (nella Specifica DK 5600 edizione IV, marzo 2004, denominate 51.S1 e 51.S2, soglie di massima corrente, rispettivamente contro sovraccarico e contro corto circuito)
– protezione 51N di massima corrente omopolare di terra, regolabile sino a 10 A con gradini di 0,5 A, azionante l’interruttore (nella Specifica DK 5600 edizione IV, marzo 2004, denominata 51.N)
– non è richiesta la protezione 67N direzionale di terra.

CHE SOGLIE DEVO SCEGLIERE???? Praticamente che valori devo indicare nella mia relazione tecnica???

Ecco a voi tutti i possibili valori utili dell'impianto:
-Tensione: 20 kV
-Potenza di cortocircuito della rete nel punto di consegna: 600 MVA (corrente di cortocircuito nel punto di consegna pari a circa 14,4 kA)
-Corrente massima di terra (o corrente di guasto a terra): 200 A
-Tempo di intervento delle protezioni: 0,6 s

Potenza effettiva richiesta: CIRCA 220 kW

Trasformatore in olio serie PROL e a raffreddamento con circolazione naturale di olio e di aria.
-Potenza nominale: 315 kVA (oltre il 30% in più della potenza richiesta, per eventuali aumenti di carichi)
-altezza 1330mm, larghezza 1250mm, profondità 720mm
-Peso complessivo: 1080 kg (peso olio contenuto: 220 kg)
-collegamenti avvolgimenti primario/secondario:triangolo/stella
-tensione di isolamento: 24 kV
-tensione max al primario: 22,8 kV
-tensione al secondario: 400 V
-Gruppo vettoriale: DYN 11
-Frequenza: 50 Hz
-Perdite a vuoto: 750 W
-Perdite a carico: 3800 W
-Tensione di cortocircuito: 4% della tensione nominale

ATTENDO CON ANSIA UNA RISPOSTA DEFINITIVA, che mi permetta di sbloccarmi da questo punto morto della mia relazione tecnica. UN SALUTO A TUTTI! e grazie mille anticipatamente!

P.S: leggendo le altre risposte sullo stesso argomeno ho capito SOLO che la protezione 51N deve essere tarata a 4 A (poiché 20kV) perché lo dice l'ENEL........il resto è NEBBIA!

[MASSIMO-G]

La risposta è stata inserita nella sezione D&R del sito.

[sasà]

.. Vorrei chidere a voi se qualcuno potesse gentilmente spiegarmi una volta x tutte e chiaramente come diavolo si scelgono le soglie di intervento dei relè di protezione richiesti dalla famosissima DK 5600 IV..

la cosa è piu semplice di quello che sembra.
chiedi al gestore, con lettera ufficiale, quale siano i valori di protezione a cui devi attenerti (valori e tempi).
il gestore ti rimetterà i valori.
comunque tutto dipende dalle protezioni che il gestore ha in c.p. o smistamento...
i 4 A o i 2 A sono valori di riferimento di neutro isolato e bobina di petersen. sono i valori di taratura delle protezioni del gestore.
tutto qua.
ciao

[fantasy]

Ciao Massimo, comincio già a capirci qualcosa in più finalmente. Ho recuperato la CEI 11-35, ho letto la parte da te indicatami, ma mi è a lunghi tratti incomprensibile.....ad esempio la selettività con gli interruttori a valle del trasformatore.
Molto interessante la D/R sulla corrente di inserzione.

Ricapitolando: la DK 5600 richiede:

Supponiamo i valori standard di ENEL (come dici tu):
234A 0,5s di prima soglia e 650A 0,120s di seconda
(non ho il tempo materiale di inviare e ricevere una lettera ufficiale ENEL)


I campi di taratura previsti sono i seguenti :

Soglia max corrente 51.S1 (sovraccarico):
Soglia (30÷600)A a gradini di 15A (valori primari)
Tempo di ritardo (0,05÷5) s, a gradini di 0,05 s

Soglia max corrente 51.S2 (corto circuito):
Soglia (30÷3000)A a gradini di 15A (valori primari)
Tempo di ritardo (0,05÷0,5) s a gradini di 0,05 s”

Per la 51.N taro a 4 A e tempo 50ms (che con i 70ms di apertura ed estinzione arrivo a 120ms e la DK è contenta!)

Taro la 51.S1 (sovraccarico). Il mio trasformatore assorbe una corrente al primario di 9,0932 A (= 315KVA/(1.73*20KV)). La soglia minina richiesta dalla 51.S1 è di 30 A......a me sembrano già tanti se la corr nominale è di 9 A!!! Come mi dici tu, utilizzando un TA 300/5 A 5P30 posso regolare la corrente a partire da 0,1 della corrente max al primario.....GIUSTO?? Ma a gradini di quanto poi??? di 0,01?? Fino a stamattina il problema dei TA non mi era stato mai posto.....Potrei utilizzare un TA elettronico come dici tu....

Taro la 51.S2 (cortocircuito). Calcolo la corrente di inserzione pari a circa 12 volte quella nominale e quindi pari a 109,12 A a cui corrisponde una costante di tempo di 0.23s...... posso tararlo a 120-135 A a 50ms (ossia pari a 30+15*6=120 e 30+15*7=135)

Non parliano della selettività........lì non ho capito nulla. Io a valle del trasformatore ho emsso un BTICINO Megatiker MA 630 magnetotermico + rele' differenziale(corrente regolata 500 A e corrente di intervento magnetico regolata a 5000 A (perché solo a 5000 garantisco la selettività a valle), corr differenziale 0,3 A)

Come ben vedi mi è chiaro poco o nulla....anzi una sola cosa mi è chiara: CHE I PROF NON SPIEGANO NULLA, SE NE FREGANO E PERDONO TEMPO A COMMENTARE LE TABELLE CEI-UNEL 35024 x la portata....che le capisce chiunque! Possibile che debba reperire informazioni su internet invece che chiedere direttamente ad un professore??? Di sicuro imparo di + leggendo le pagine del forum che gli appunti presi a lezione!

Grazie a tutti.

[MASSIMO-G]

Purtroppo nonostante sia sabato pomeriggio stò lavorando e non ho molto tempo di approfondire le questioni , scusami se sarò superficiale
Prima di tutto ti segnalo questa altra risposta
http://www.electroportal.net/vis_resour ... isp&id=702
relativa alla protezione dal sovraccarico del trasformatore mt-bt , con il motore di ricerca del sito puoi accedere a numerosi quesiti relativi a questi argomenti che ti interessano. Se hai letto l'allegato della guida ti sarai reso conto che la filosofia che stà alla base di quello che viene illustrato è che bisogna proteggere il trasformatore dal sovraccarico mediante l'interruttore generale bt che deve essere tarato in modo tale da essere selettivo per quanto possibile con i relé delle utenze bt e con la protezione posta sulla media tensione. Se hai a disposizione la guida e segui passo passo con calma i due esempi (dal punto F.8 in poi ) tutto ti sarà piu chiaro.
I valori che ti ho dati riferiti all'enel erano indicativi in minea di massima
sono quelli però possono variare da zona a zona e le municipalizzate li hanno a loro volte assai diversi da enel (in genere piu bassi , qualcuno
indica addirittura tre soglie di massima corrente). I moderni relé a parte qualche relé da battaglia montato direttamente sull'interruttore di media permettono a partire da quel 0,1In riferito alla corrente nominale del Ta variazioni molto fini della taratura che mi permettono di impostare la corrente che voglio. Nulla vieta che io possa usare un ta piu piccolo di 300/5 se me lo faccio costruire con un fattore limite di precisione tale per
cui la sua saturazione avvenga a 9000A come nei Ta da 300a normalmente utilizzati , con Ta piu piccoli posso scendere con la taratura di conseguenza.
I Ta elettronici a cui accenavo per ora sono abbinabili a un solo tipo di relé (SEPAM MERLIN GERIN)e consentono un ampissimo campo di taratura, presto saranno disponibili anche per gli altri costruttori. Comunque visto che il sovraccarico viene protetto in bassa tensione non è poi cosi male non
potere scendere vicino alla corrente nominale del trasformatore, in fondo piu il relé è tarato alto compatibilmente con le caratteristiche dell'impianto meno scatti intempestivi si avranno che sono assai piu frequenti dei guasti veri e propri. Per quanto riguarda il tuo generale di bassa io li non metterei il differenziale , i differenziali mettili sulle utenze in partenze , casomai metti un relé differenziale con toroide sul centro stella del trafo che fa sganciare la media tensione che ti protegge contro i guasti fase terra al secondario, in teoria questo non è necessario (vedi il punto F.8.6 della guida) ma in pratica ho visto molti esempi della sua utilità in quanto cosi vengono prontamente eliminati guasti ai morsetti secondari del trafo, invece il differenziale sul generale , a meno che il generale nonfunga anche da ripartenza verso un altro quadro, non ha nessuna utilità (guasti fase terra sulle sbarre del quadro per quanto improbabili verrebbero rilevati anche dal toroide posto sul centro stella, questi guasti avvengono solo se qualcuno si dimentica una chiave appaggiata alle sbarre omnibus assiemando il quadro) molto meglio avere il difefrenziale sulle partenze, spesso determinare l'impedenza dell'anello di guasto per verificare l'intervento dei soli relé termomagnetici è problematico , avendo il difefrenziale si è tranquilli di potere assolvere alla protezione conto i contatti indiretti ignorando quel dato (spesso il valore di questa impedenza non può essere determinato a priori nemmeno con approssimazione visto che le utenze, almeno a noi capita cosi, vengono spostate mille volte e continuamente cambiate)

[MASSIMO-G]

Dimenticavo vai sul sito della thytronic http://www.thytronic.it/index.php?azione=treemenu
qui scaicati dall'area download il manuale del relé SIF5600 e leggito bene capirai molte cose

[admin]

scusami se sarò superficiale

E se non fossi stato superficiale come avresti risposto?
Io credo di doverti ringraziare pubblicamente. Risposte così meticolose e dettagliate è difficile ottenerle gratuitamente.
Chi frequenta questo forum ha veramente occasione di imparare.

[fantasy]

Ciao Massimo, sei davvero gentilissimo....rispondi a tutti e ho notato la tua presenza in diversi forum.....e leggendo le tue risposte sono giunto alla conclusione che si tratta della stessa brava persona....MASSIMO-G, MASSIMOPC......Massimo Gandini.
Sono le 3 di notte passate, ma prima di andare a dormire voglio mettere la parola fine alla mia domanda posta a te......FORSE ora mi è tutto chiaro...mi serviva un po' di calma e seguire parola x parola quello che mi hai detto tu, la DK 5600 e la norma 11-35. Mentre stasera mangiavo una bella crepe salata (ai gamberi) mi è giunta l'illuminazione e tutto ciò che mi hai detto ha trovato un senso!

Ecco qui i calcoli e ti riporto (come al solito tutto ciò che ho capito):

Per la protezione di massima corrente omopolare verso terra 51N non ci sono problemi........taratura a 4 A e 50ms (che aggiunti a 70ms di apertura ed estinzione arco mi danno i 120ms che vanno bene)

Per la protezione 51.S1 (contro il sovraccarico) la taro in questo modo.
In realtà, la protezione contro il sovraccarico del trasformatore è affidata all'interruttore generale di bassa tensione (corrente max assorbita dal trasformatore è di 315kVA/(1,73*400 V)=454 A.......taro allora il BTCINO MEGATIKER 0,8*500=400 A come corrente termica. QUINDI IL TRASORMATORE è PROTETTO a valle da eventuali sovraccarichi.
Utilizzo trasformatori amperometrici di tipo 300/5 A 5P30. Giustamente posso cominciare a regolare solo da 30 ampere in su (pari a 0,1 la corrente nominale al primario = 300 A)
Sapendo che la corrente nominale assorbita dal lato MT dal trasformatore è di circa 9 A, i 30 A (minimi) di prima soglia della 51.S1 sono effettivamente troppi per proteggerlo da un sovraccarico......ecco perché devo proteggerlo dall'interruttore in BT.
La corrente di inserzione del trasfo è di 12 volte la corrente nominale.
12*9=108 A. La Ti di un trasformatore in olio da 315kVA è di 0,23 s.
Se regolo la prima soglia a 30 A, il rapporto tra corr regolata e quella di inserzione è di 30/108=0,27777777 quindi il tempo di ritardo minimo per evitare interventi intempestivi è pari a 0,9*0.23= 0,21 s circa (qui ho seguito la 11-35 e i suo grafico x ricavare il rapporto 0,9).
In definitiva posso traquillamente tarare la prima soglia 51.S1 a 30 A e un ritardo di almeno 0,21 s......ma io pongo a 0,4 s....cosi sommando poi i 70ms di apertura e estinzione arco sto sempre al di sotto dei 0,5 s.

Per la protezione 51.S2 (per il cortocircuito).............non mi è chiaro ma penso che mi debba basare sulla corrente di inserzione che è molto elevata e tararla ad una corrente superiore ad essa. La corrente di inserzione è di 108 A ......taro la soglia a 120 A e 50ms (istantanea che con i soliti 70ms arrivo a 0.120 s)....il trasformatore di corrente 300/5 A 5P30 sarà tarato a 0,40 della sua corrente nominale pari a 300 A (120/300=0.4).
Tarando a 120 A sono selettivo anche con la protezione contro i cortocircuiti dell'interruttore generale BT perché quest'ultimo interviene x una corrente di 5 kA che riportata in MT a 20kV diventa di 100 A....sempre minore ai 120 A di taratura!

In questo modo penso di aver soddisfatto le richieste minime dell'ENEL che ho supposto quelle date da te come standard.

Supponiamo i valori standard di ENEL (come dici tu):
234A 0,5s di prima soglia (e ci rientro) e 650A 0,120s di seconda soglia (e ci rientro)

Secondo te, Massimo, ho ragionato bene ed ho capito tutto il senso? Sulla soglia 51.S1 non ho dubbi........ma vorrei la tua conferma........sulla soglia 51.S2 non saprei....

GRAZIE MILLE x TUTTO IL TUO SUPPORTO......grazie davvero!!!

[MASSIMO-G]

Mi sembra che tu abbia inquadrato bene il tutto. Per quanto riguarda l'interruttore di bassa avendo tu scritto in precedenza che la sua taglia è esuberante rispetto alla potenza richiesta per ampliamenti futuri mi sembra corretto quanto hai scritto , al momento non sfrutti appieno la potenza del trafo ma ti riservi di farlo, considera che in genere sul trasformatore in olio è presente sia il termometro che il relé buchholz entrambi dotati di contatto di scatto e di allarme e quindi volendo puoi tarare la corrente nominale dell'interruttore a valori vicini alla corrente nominale del trasformatore. Per quanto riguarda la seconda soglia secondo me puo essere tarata anche a valori piu alti , infatti le correnti di inserzione dei trafo sono sempre piu alte di quelle dichiarate e quindi bisogna sempre considerare almeno 15 volte la corrente nominale del trasformatore dopotutto i margini che si hanno rispetto a quanto richiesto da enel (corrente richiesta che puo variare da 600 a 650A) sono abbastanza alti
secondo me si puo tarare a valori intorno a 150-180A . Se si considera che un trasformatore di quel tipo dà una corrente di cto cto al secondario di
circa 11kA corrispondenti a circa 220A al primario si potrebbe alzare ultriormente la seconda soglia in modo tale da avere la selettività piu completa con le partenze di bassa tensione ma anche cosi mi sembra accettabile (se si tarasse a 180A questi al secondario sarabbero equivalenti a 9kA)

[fantasy]

Mi sembra che tu abbia inquadrato bene il tutto. Per quanto riguarda l'interruttore di bassa avendo tu scritto in precedenza che la sua taglia è esuberante rispetto alla potenza richiesta per ampliamenti futuri mi sembra corretto quanto hai scritto , al momento non sfrutti appieno la potenza del trafo ma ti riservi di farlo, considera che in genere sul trasformatore in olio è presente sia il termometro che il relé buchholz entrambi dotati di contatto di scatto e di allarme e quindi volendo puoi tarare la corrente nominale dell'interruttore a valori vicini alla corrente nominale del trasformatore. Per quanto riguarda la seconda soglia secondo me puo essere tarata anche a valori piu alti , infatti le correnti di inserzione dei trafo sono sempre piu alte di quelle dichiarate e quindi bisogna sempre considerare almeno 15 volte la corrente nominale del trasformatore dopotutto i margini che si hanno rispetto a quanto richiesto da enel (corrente richiesta che puo variare da 600 a 650A) sono abbastanza alti
secondo me si puo tarare a valori intorno a 150-180A . Se si considera che un trasformatore di quel tipo dà una corrente di cto cto al secondario di
circa 11kA corrispondenti a circa 220A al primario si potrebbe alzare ultriormente la seconda soglia in modo tale da avere la selettività piu completa con le partenze di bassa tensione ma anche cosi mi sembra accettabile (se si tarasse a 180A questi al secondario sarabbero equivalenti a 9kA)

Grazie mille Massimo, alzerò la soglia.....la porto a 180 A è giustissimo. Sei stato troppo bravo....come posso ringraziarti?

Davvero grazie!