Dimensionamento resistori di centro stella

[Ele8]

Salve a tutti,

nel dimensionamento dei componenti di una centrale idroelettrica, mi sono imbattuto nel collegamento verso terra del centro stella dei generatori sincroni tramite resistore. Ora, non avendo mai affrontato tale calcolo, chiedo se sapete darmi qualche consiglio sulla starda corretta da seguire. Il generatore è connesso in rete (20kV) tramite un trasformatore 20000/400 Dyno con centrostella francamente a terra.

Grazie

[Ele8]

Qualcuno ha per caso idea di dove posso cercare della documentazione inerente questo problema?

[fpalone]

Salve Ele8,
se il centro stella del trasformatore è francamente collegato a terra mi sfugge il motivo per il quale sia necessario mettere a terra anche il centro stella del generatore; per quanto ne so (e potrei sbagliarmi) questa operazione si effettua per generatori collegati a trasformatori con avvolgimento a triangolo a lato generatore.
In quest'ultimo caso, in linea di massima, si possono usare resistenze di alto valore, tali da far circolare in caso di guasto verso terra una corrente dello stesso ordine di grandezza della corrente capacitiva verso terra.

[Ele8]

Ciao Fpalone,

Ti ringrazio per l'intervento, il fatto è che mi son trovato d'innanzi a sistemi in cui il trasformatore è DYn e sistemi in cui invece èYnD. Vorrei capire effettivamente come si esegue il dimensionamento del resistore.

Grazie
Ciao

[fpalone]

Salve ele8,
se il trasformatore presenta l'avvolgimento a triangolo a lato generatore allora per dimensionare il resistore si sceglie un valore di R dello stesso ordine di grandezza della reattanza capacitiva verso massa degli avvolgimenti statorici. In questo caso però è probabile che il trasformatore sia un MT/AT. Se invece la rete alla quale ti colleghi è di MT è impossibile che l'avvolgimento lato rete sia con neutro francamente a terra, quindi il trasformatore ha l'avvolgimento a stella a lato generatore e la messa a terra tramite resistenze è superfluo.
A quale caso ti riferisci in particolare (tensioni e potenze in gioco, mi è parso di capire BT/MT)?

[Ele8]

Ancora grazie per l'intervento,

La situazione è la seguente: Generatore a 400 V con neutro accessibile collegato a terra tramite resistore; Trasformatore BT/MT (400V-20kV)con collegamento a triangolo sul lato BT e collegamento a stella sul lato MT.

Su un altro generatore invece ho riscontrato la seguente situazione:
Generatore a 3150V con neutro accessibile collegato a terra tramite resistore; trasformatore 3150V/20kV con collegamento a stella sul lato generatore (e relativo centro stella direttamente a terra) e collegamento a triangolo sul lato 20 kV (rete)

Grazie

[fpalone]

Salve ele8,
per quanto riguarda il 2o caso :

Generatore a 3150V con neutro accessibile collegato a terra tramite resistore; trasformatore 3150V/20kV con collegamento a stella sul lato generatore (e relativo centro stella direttamente a terra)

il resistore di centro stella è praticamente ininfluente, essendo stato collegato a terra il neutro del trasformatore.
Per quanto riguarda il primo caso invece, essendo presente un triangolo a lato generatore il resistore è indispensabile.
I dati di capacità verso massa dell'avvolgimento statorico dovresti poterli ricavare da dati di targa, ed in base a questi potresti calcolare il valore delle resistenze di messa a terra del neutro. Piuttosto sei sicuro che gli avvolgimenti siano proprio così:

Trasformatore BT/MT (400V-20kV)con collegamento a triangolo sul lato BT e collegamento a stella sul lato MT

spero che in caso affermativo il centro stella a lato MT sia isolato da terra (l'ente distributore se la prende abbastanza a male se metti a terra il suo centro stella! )

[Ele8]

infatti il trasformatore con collegamento a triangolo sul lato BT, ha il neutro del centro stella sul lato MT isolato.
ma allora mi domando perché nell'altro caso sia stato messo il resistore!!
Data la tua cortesia ti chiedo:

Si trova della documentazione relativa a questi dimensionamenti? (libri, articoli, ecc..)?
In merito al calcolo della capacità degli avvolgimenti statorici verso massa: come si esegue il calcolo?

Mi piacerebbe inoltre chiarire come mai il resistore assume un valore proprio uguale all'impedenza capacitivo: permette di limitare la Icc? o permette di limitare la tensione di contatto nel caso di guasto?

Grazie mille per i tuoi consigli

Ele8

[fpalone]

Non so perché sia stato messo il resistore se il c.stella del trasformatore è a terra, magari perché la messa in opera del generatore è stata fatta da una persona diversa da chi ha lavorato sul trasformatore...
comunque non è che la resistenza debba essere proprio di valore pari alla reattanza capacitiva, di solito si sceglie un valore dello stesso ordine di grandezza (un migliaio di Ohm per i grandi turboalternatori a 20kV) in modo da fornire un buono smorzamento verso i transitori veloci che si vengono a creare a causa di archi tra avvolgimento e massa senza tuttavia causare correnti di guasto troppo ingenti. D'altra parte il valore della resistenza deve essere coordinato con le protezioni del generatore, visto che i guasti monofase devono essere prontamente individuati su tutto l'avvolgimento statorico.
Il calcolo delle capacità è abbastanza complicato, in genere è un dato fornito dal costruttore a seguito di misure.
Per quanto riguarda il materiale ti posso segnalare la guida :
IEEE Guide for the Application of Neutral Grounding in Electrical Utility Systems. Part II - Grounding of Synchronous Generator Systems
e numerosi articoli, tipo :
Zero-sequence voltages in unit-connected generator for different methods of grounding generator neutral
Protection scheme considerations for common generator bus configurations used in cogeneration plants
e qualche documento di accesso libero in rete, tipo questi:
http://www.ewh.ieee.org/r1/schenectady/ ... slides.pdf
http://www.postglover.com/Literature/NG ... h_Info.pdf
http://cindulkar.tripod.com/lab10.pdf
http://www.powerconcorp.com/docs/pcib-1032.pdf
l'ultimo link, realtivo più a sistemi di distribuzione, specifica abbastanza bene la necessità di conoscere, o stimare, la capacità verso terra del sistema da proteggere.

[Ele8]

bene, ora con tutti questi indizi dovrei trovare risposta alle situazioni che mi si pongono:

prima situazione:

alternatore da 700kVA, Vn=3150V, collegamento a stella con neutro accessibile collegato a terra tramite reistore R=225Ohm. a valle del generatore c'è un trafo elevatore 3.150/20kV 1600kVA con collegamento a stella sul lato 3150V e collegamento a triangolo sul lato 20kV. il centro stella del trasformatore franco a terra.

seconda situazione:

alternatore da 650kVA Vn=400V, collegamento a stella con centro stella accessibile collegato a terra tramite resistore R=150Ohm. a valle del generatore è installato un trasformatore elevatore 0.4/20kV 650kVA con collegamento a triangolo sul lato 400V e collegamento a stella sul lato 20kV.

Non riesco a capire come sia stato fatto il dimensionamento dei resistori!!
Ho omesso comunque una cosa (e mi scuso): in parallelo al primo generatore(quello a 3150V) c'è un secondo sincrono con stessa potenza e tensione (700kVA 3150V) (il che spiega il trafo da 1600kVA) che però non ha il centro stella accessibile.

Ciao