Sistemi di protezione, Sistemi di protezione, manovra e sezionamento manovra e sezionamento
Possiamo suddividere i dispositivi di protezione manovra e sezionamento in: • dispostivi di protezione contro Ie sovracorrenti delle condutture. • dispositivi di manovra e sezionamento
PROTEZIONE DEI CAVI DALLE SOVRACORRENTI Lato corrente continua c.c. Una sovracorrente è una corrente superiore alla portata del cavo, che può verificarsi o a causa di un sovraccarico se il circuito elettrico è può verificarsi o a causa di un sovraccarico se il circuito elettrico è sano, oppure a causa di un cortocircuito se il circuito elettrico da un g guasto. Se i cavi sono scelti con una portata almeno uguale alla massima h li ò ll i i di i i d i corrente che li può attraversare nelle peggiori condizioni, ad esempio 1,25 Isc per i cavi di stringa, non sarà possibile sovraccaricare e non occorrerà quindi proteggere i cavi dell impianto fotovoltaico contro occorrerà quindi proteggere i cavi dell’impianto fotovoltaico contro il sovraccarico.
PROTEZIONE DEI CAVI DALLE SOVRACORRENTI Lato corrente continua c.c. I cavi di un impianto fotovoltaico saranno interessati da una corrente di cortocircuito se: • Si presenta un guasto tra i poli del sistema c.c. • Si presenta un guasto a terra nei sistemi con un punto a terra. • Si presenta un doppio guasto a terra nei sistemi isolati da terra. Si presenta un doppio guasto a terra nei sistemi isolati da terra Un cortocircuito su un cavo di stringa in un punto M verrà g p alimentato a monte dalla stringa in esame con: IM1 = 1,25 ISC E a valle da tutte le altre stringhe, con: IM2 = (n‐1) 1,25 ISC Dove n è il numero di stringhe connesse in parallelo all’inverter Dove n è il numero di stringhe connesse in parallelo all inverter.
PROTEZIONE DEI CAVI DALLE SOVRACORRENTI Lato corrente continua c.c. La corrente di corto circuito IM1 coincide con la corrente di impiego (IB = 1,25 ISC) per cui il cavo di stringa è stato dimensionato. In un impianto fotovoltaico con solo due stringhe, cioè n=2, anche la corrente di corto circuito IM2 è uguale a 1,25 ISC, non occorre quindi proteggere i cavi di stringa dal cortocircuito quindi proteggere i cavi di stringa dal cortocircuito. Se però all’inverte sono collegate più di 2 stringhe cioè n>2, la p g p g , corrente di corto circuito IM2 supera la corrente di impiego del circuito di stringa IZ, questo soddisfa la relazione IZ>=(n‐1) 1,25 ISC, ma se la portata dei cavi di stringa è sufficiente si può omettere la protezione dal cortocircuito di tali cavi.
PROTEZIONE DEI CAVI DALLE SOVRACORRENTI Lato corrente continua c.c. Un cortocircuito su un cavo posto tra quadro e l’inverter, in un punto N, verrà alimentato a monte dalle m stringhe, in parallelo che costituiscono il sottocampo interessato dal guasto IN1, e a valle dalle altre n‐m stringhe che fanno capo allo stesso inverter IN2. La corrente di cortocircuito IN1 coincide con la corrente di impiego del circuito IN1=m1,25 I , SC. La corrente di corto circuito IN2=(n‐m)1,25 ISC è invece maggiore della corrente di impiego del circuito se n>2m, in questo caso si può sovradimensionare il cavo, in modo che sia IZ>=(n‐m)1,25 ISC, oppure si può proteggere il cavo dal cortocircuito si può proteggere il cavo dal cortocircuito.
PROTEZIONE DEI CAVI DALLE SOVRACORRENTI Scelta del dispositivo di protezione lato c.c. Per proteggere l’impianto dai cortocircuiti, sul lato c.c., quando è necessario, si ricorre generalmente ai fusibili.
I fusibili devono essere idonei all’uso in c.c. ed avere tensione nominale in c.c. maggiore della massima tensione del generatore fotovoltaico.
PROTEZIONE DEI CAVI DALLE SOVRACORRENTI Scelta del dispositivo di protezione lato c.c. La corrente nominale del fusibile deve essere uguale a 1,25 ISC, così da evitare interventi intempestivi, e non deve essere superiore a quella indicata dal costruttore per proteggere il modulo. In assenza di indicazioni da parte del costruttore si assume: In <= 2 ISC In <= 2 I Un fusibile può proteggere il cavo dal cortocircuito se interviene in un tempo tale da limitare l’energia specifica passante I²t, ad un p g p p , valore sopportabile dal cavo stesso. Tuttavia se il fusibile protegge il cavo dal sovraccarico, cioè se In <= 0,9 Iz, limiterà sicuramente I²t a valori sopportabili dal cavo, per qualsiasi valore della corrente di cortocircuito, e quindi non sarà necessario eseguire alcuna verifica in proposito in proposito.
PROTEZIONE DEI CAVI DALLE SOVRACORRENTI Scelta del dispositivo di protezione lato c.c. Nei sistemi con un polo a terra è sufficiente porre un fusibile sul conduttore non collegato a terra. Nei sistemi isolati da terra, o con il punto mediano da terra, i fusibili devono essere installati su entrambi i poli del circuito poichè devono essere installati su entrambi i poli del circuito, poichè potrebbero essere percorsi da una corrente verso terra. Nei piccoli impianti i fusibili di stringa possono essere installati dentro l’inverter, mentre negli impianti più grandi vanno installati nel quadro di sottocampo perché devono proteggere il quadro di stringa dalla corrente di cortocircuito IM2 = (n‐1) 1,25 ICS che deriva delle n 1 stringhe delle n‐1 stringhe.
PROTEZIONE DEI CAVI DALLE SOVRACORRENTI Scelta del dispositivo di protezione lato c.c. I fusibili posti a protezione del cavo che collega il quadro di sottocampo all all’inverter, inverter, avranno una portata Iz, e devono avere una avranno una portata Iz, e devono avere una corrente nominale In che soddisfi la condizione m 1,25 ISC <= In <= 0,9 Iz I fusibili andranno posti in prossimità dell’inverter, poiché devono proteggere il cavo dalla corrente IN2 = (n‐m) 1,25 I (n m) 1 25 ISC che deriva dalle che deriva dalle proteggere il cavo dalla corrente I n‐m stringhe.
PROTEZIONE DEI CAVI DALLE SOVRACORRENTI Lato corrente continua c.a. Il cavo posto tra l’inverter e il punto di parallelo con la rete ha in genere una portata superiore alla massima corrente che l’inverter genere una portata superiore alla massima corrente che l inverter è è in grado di fornire, non è quindi soggetto a sovraccarico. Deve essere però protetto dalla corrente di cortocircuito che proviene dalla rete. Solitamente si utilizza un interruttore magnetotermico che viene installato in prossimità del punto di parallelo con la rete parallelo con la rete. Negli impianti con più inverter, una protezione dedicata per ogni Negli impianti con più inverter, una protezione dedicata per ogni linea consente, in caso di guasto su un singolo inverter, il normale funzionamento degli altri.
PROTEZIONE DEI CAVI DALLE SOVRACORRENTI Lato corrente continua c.a. I cavi risultano protetti se risultano soddisfatte 2 condizioni: ddi f 2 di i i
PROTEZIONE DEI CAVI DALLE SOVRACORRENTI Lato corrente continua c.a.
TIPI DI INTERRUTTORI
TIPI DI INTERRUTTORI
PROTEZIONE DAI CONTATTI DIRETTI IlIl contatto diretto si verifica quando contatto diretto si verifica quando la persona entra in contatto con parti attive dell’impianto attive dell impianto N t l t li i i ti li hi Naturalmente gli impianti e gli apparecchi elettrici devono essere isolati e protetti in modo che le persone non possano venire in contatto con parti in tensione senza deliberato contatto con parti in tensione senza deliberato proposito.
PROTEZIONE DAI CONTATTI DIRETTI Le misure di protezione contro i contatti diretti possono suddividersi in: 1. Protezioni di grado totale (contro il contatto volontario) che sono 1 Protezioni di grado totale (contro il contatto volontario) che sono ottenute mediante: • Isolamento delle parti attive senza possibilità di rimozione; • Involucri o barriere che sono rimovibili mediante utensili, interblocchi, l b h bl d l bl h barriere intermedie. 2. Protezioni di grado parziale (contro il contatto involontario) che sono g p ( ) ottenute mediante: • Allontanamento delle parti a tensione diversa simultaneamente accessibili. ibili 3. Protezioni addizionali che sono ottenute utilizzando relè differenziali ad alta sensibilità
Abbiamo visto che la norma CEI 0‐21 ci impone di utilizzare 2 dispositivi di ci impone di utilizzare 2 dispositivi di manovra/sezionamento. Il Dispositivo Generale DG ed il dispositivo di Generatore DGen Utilizziamo tali dispositivi per proteggere i cavi e le persone. In particolare è prassi utilizzare come DG un interruttore magnetotermico‐ g differenziale e come Dgen un interruttore magnetotermico.