Generazione di energia ad alta tensione

Gruppo elettrogeno diesel ad alta tensione

Gruppo elettrogeno con motore diesel con uscita alternatore ad alta tensione, configurato per la distribuzione diretta a 6,3 kV, 10,5 kV o 11 kV senza trasformatore elevatore, che fornisce grandi carichi industriali, operazioni minerarie e alimentazione di riserva su scala industriale.

6.3 / 10.5 / 11

Tensione di uscita kV

500-4000

Gamma di potenza in kW

1500/1800

giri al minuto per 50 / 60 Hz

Introduzione al prodotto

Il gruppo elettrogeno diesel ad alta tensione è un generatore con motore diesel configurato per produrre energia elettrica a livelli di media tensione, in genere 6,3 kV, 10,5 kV o 11 kV, consentendo la distribuzione dell'energia ai carichi ad alta tensione senza un trasformatore step-up intermedio. Il set è composto da motore diesel, alternatore ad alta tensione, sistema di eccitazione, pannello di controllo, relè di protezione, interruttore automatico e sistemi ausiliari, integrati come un'unità o suddivisi in moduli separati per il trasporto. L'uscita ad alta tensione è adatta per grandi impianti industriali, operazioni minerarie e applicazioni di standby su larga scala in cui la rete di distribuzione funziona a media tensione e dove è necessario ridurre al minimo le perdite del trasformatore e i costi delle apparecchiature. L'avvolgimento dell'alternatore, il sistema di isolamento e i collegamenti dei terminali sono configurati per la classe di tensione specificata, con coordinamento della protezione per la rete ad alta tensione. Le funzioni di controllo e protezione includono la sincronizzazione, la condivisione del carico, la regolazione della tensione e il coordinamento con i dispositivi di protezione a monte e a valle. Il set viene applicato laddove la potenza richiesta supera l'intervallo pratico di generazione di bassa tensione o dove la rete di distribuzione dell'impianto è già a media tensione.

Uscita ad alta tensione e uscita a bassa tensione con trasformatore step-up

Uscita ad alta tensione diretta

Gruppo elettrogeno con alternatore ad alta tensione

Elimina il trasformatore elevatore tra il generatore e la rete di distribuzione dell'impianto.
Rimuove le perdite del trasformatore, migliorando l'efficienza complessiva dall'ingresso del carburante alla potenza erogata.
Riduce l'ingombro delle apparecchiature rimuovendo il trasformatore e i relativi quadri elettrici dal layout.
Una corrente inferiore ai terminali del generatore riduce le dimensioni del cavo e la sezione trasversale del rame per il percorso di alimentazione principale.
Ambito di messa in servizio più breve, poiché non sono richiesti l'installazione del trasformatore, il riempimento dell'olio e il coordinamento della protezione.
Adatto a siti minerari, cementiferi e industriali pesanti che già utilizzano una rete di distribuzione a media tensione.

BT con trasformatore

Gruppo Elettrogeno a Bassa Tensione con Trasformatore Step-Up

Richiede un trasformatore elevatore tra i terminali del generatore e la rete di media tensione.
Le perdite del trasformatore riducono l'efficienza complessiva del percorso di conversione della potenza.
Ingombro aggiuntivo e opere civili per il trasformatore, il contenimento dell'olio e le apparecchiature di protezione.
Correnti più elevate ai terminali del generatore a bassa tensione richiedono cavi più grandi e più percorsi paralleli.
Possibilità aggiuntive per l'installazione del trasformatore, il coordinamento della protezione e la messa in servizio.
Configurazione comune in cui il gruppo elettrogeno è standardizzato sull'uscita a bassa tensione su più siti.

Opzioni di configurazione

Classe di tensione

Uscita 6,3 kV, 10,5 kV o 11 kV, altri valori su richiesta

Capacità di uscita

Da 500 kW a 4.000 kW, a seconda del modello

Tipo di motore

Motore diesel a quattro tempi, turbocompresso, iniezione diretta

Velocità del motore

1500 giri al minuto per 50 Hz, 1800 giri al minuto per 60 Hz

Tipo di alternatore

Alternatore sincrono ad alta tensione, isolamento Classe H, protezione IP23 o IP44

Sistema di eccitazione

Eccitazione brushless con regolatore automatico di tensione

Interruttore automatico principale

Interruttore automatico in vuoto dimensionato per la tensione e la corrente dell'alternatore

Schema di protezione

Differenziale, sovracorrente, guasto a terra, sovratensione, sottotensione, inversione di potenza

Pannello di controllo

Controller basato su PLC con funzioni HMI, sincronizzazione, condivisione del carico e protezione

Comunicazione

Modbus, Ethernet o altri protocolli per integrazione SCADA su richiesta

Valutazione del dazio

Continuo, primario o standby, a seconda della configurazione

Stoccaggio del carburante

Serbatoio giornaliero, serbatoio di base o stoccaggio esterno, a seconda della configurazione

Modulo di installazione

Skid aperto, tettoia insonorizzata o recinzione containerizzata

Operazione parallela

Sincronizzazione e condivisione del carico con altri apparecchi o con la rete di utenza

Dove è specificata l'uscita ad alta tensione

Operazioni minerarie

I siti minerari distribuiscono comunemente energia a media tensione per trasportare camion, frantoi, trasportatori e pompe di drenaggio. La generazione diretta di alta tensione evita il trasformatore tra il generatore e la rete di distribuzione del sito.

Lavorazione del cemento e dei minerali

Gli azionamenti dei mulini, i forni e le attrezzature di frantumazione negli impianti di lavorazione del cemento e dei minerali funzionano a media tensione. I gruppi elettrogeni con uscita ad alta tensione possono alimentare questi carichi direttamente durante le interruzioni della rete o in modalità isola.

Alimentazione in standby su scala industriale

Le sottostazioni e gli impianti di pubblica utilità che richiedono la generazione di riserva a media tensione possono utilizzare gruppi elettrogeni ad alta tensione per alimentare direttamente il bus a media tensione, evitando un trasformatore elevatore nel percorso di riserva.

Grandi impianti industriali

Acciaierie, impianti petrolchimici e grandi siti produttivi con reti di distribuzione a media tensione possono integrare gruppi elettrogeni ad alta tensione per il peak shaving, lo standby o l'alimentazione continua.

Impianti di lavorazione del petrolio e del gas

Le raffinerie, gli impianti di trattamento del gas e le stazioni di compressione dei gasdotti che funzionano a media tensione possono utilizzare gruppi elettrogeni ad alta tensione per il funzionamento in modalità standby e in isola.

Data Center con distribuzione in media tensione

I grandi data center che distribuiscono energia a media tensione possono integrare gruppi elettrogeni ad alta tensione per alimentare direttamente il bus a media tensione durante le interruzioni delle utenze.

Domande di ingegneria e applicazione

Selezione della classe di tensione per il progetto

La classe di tensione viene selezionata per corrispondere alla rete di distribuzione dell'impianto. Laddove il sito funzioni già a 6,3 kV, 10,5 kV o 11 kV, il gruppo elettrogeno può essere specificato a quella tensione per evitare un trasformatore elevatore. Confermare la tensione di rete, lo schema di protezione e la disposizione della messa a terra del neutro durante la fase di specifica del progetto.

Coordinamento della protezione con la rete esistente

Le impostazioni di protezione per le funzioni differenziale, sovracorrente, guasto a terra, sovratensione, sottotensione e potenza inversa sono coordinate con i dispositivi di protezione a monte e a valle nella rete dell'impianto. Gli studi di coordinamento vengono eseguiti durante la fase di progettazione e le impostazioni finali vengono convalidate durante la messa in servizio.

Requisiti dei cavi e dei quadri ad alta tensione

I cavi e i quadri per il circuito ad alta tensione vengono selezionati in base alla tensione nominale, alla corrente e al livello di cortocircuito sui terminali del generatore. La tensione più elevata riduce la corrente a parità di potenza erogata, consentendo sezioni trasversali del cavo più piccole rispetto a una configurazione equivalente a bassa tensione. Confermare il tipo di quadro, il percorso dei cavi e i requisiti di terminazione durante la fase di progettazione.

Funzionamento in parallelo con la rete pubblica

Il funzionamento in parallelo con la rete dei servizi richiede apparecchiature di sincronizzazione, coordinamento della protezione con il servizio e conformità ai requisiti di interconnessione dei servizi nel luogo del progetto. Confermare i requisiti di interconnessione dei servizi, le impostazioni di protezione e le modalità di misurazione durante la fase di specifica del progetto.

Considerazioni sull'installazione e sul trasporto del sito

I gruppi elettrogeni ad alta tensione possono essere forniti come unità integrata o suddivisi in moduli separati per il motore, l'alternatore e le apparecchiature di controllo, a seconda del percorso di trasporto e dell'accesso al sito. Confermare il percorso di trasporto, la capacità di sollevamento nel sito e i requisiti delle fondazioni durante la fase di pianificazione del progetto.

Requisiti di sicurezza e accesso del personale all'alta tensione

Le apparecchiature ad alta tensione richiedono procedure adeguate di controllo degli accessi, messa a terra e isolamento e formazione del personale per il funzionamento e la manutenzione. L'installazione comprende punti di messa a terra, sistemi di rilevamento della tensione e interblocchi per supportare un funzionamento sicuro. Confermare i requisiti normativi locali per gli impianti ad alta tensione durante la fase di progettazione.

Manutenzione e ricambi per apparecchiature ad alta tensione

La manutenzione delle apparecchiature ad alta tensione segue le raccomandazioni del produttore dell'alternatore e del quadro, con ispezione periodica dell'isolamento, delle terminazioni e dei test dei relè di protezione. L'inventario dei pezzi di ricambio dovrebbe coprire gli elementi soggetti a usura identificati nel manuale di manutenzione e i componenti di protezione critici per la configurazione specifica.

Funzionamento e sicurezza ad alta tensione

Isolamento

Isolare e mettere a terra il circuito ad alta tensione prima della manutenzione, utilizzando il sezionatore di terra e il sistema di rilevamento della tensione forniti con l'installazione.

Accesso

Limitare l'accesso al compartimento alta tensione al personale addestrato e autorizzato, con interblocco per impedirne l'apertura in condizioni di tensione.

Protezione

Verificare le impostazioni del relè di protezione e testare le funzioni di protezione in base al programma di manutenzione per mantenere il coordinamento con la rete.

Isolamento

Ispezionare l'isolamento degli avvolgimenti dell'alternatore, le terminazioni e i giunti dei cavi a intervalli programmati, registrando i valori di resistenza di isolamento per l'analisi delle tendenze.

Messa a terra

Verificare la continuità del sistema di terra e la disposizione della messa a terra del neutro a intervalli programmati, confermando che il valore di resistenza corrisponda alle specifiche di progetto.

Documentazione

Conservare schemi unifilari, registrazioni delle impostazioni di protezione e rapporti di prova per l'installazione ad alta tensione secondo le procedure di documentazione del sito.