Dall’intervento “Protezione catodica. Messa in servizio di un sistema a corrente impressa in presenza di interferenze non stazionarie”
SMART GRID DAYS 2024, 18 – 19 Settembre 2024.
Il gruppo INRETE distribuzione, parte del Gruppo Hera, si occupa della distribuzione di gas ed energia elettrica in Emilia-Romagna e Toscana.
Il case study che presentiamo riguarda la messa in servizio di un sistema di protezione catodica a corrente impressa di una struttura di distribuzione in presenza di interferenze non stazionarie. Proprio per la morfologia delle strutture, questo tipo di messa a punto risulta estremamente dinamica. Vedremo quindi come l’utilizzo delle tecnologie AUTOMA, applicate alla regolazione (con un G-POWER installato come alimentatore più prossimo all’interferenza) e alle tecniche di misurazione (un dispositivo G4C-PRO installato sul secondo alimentatore e un G4C-PRO con BOX SOLAR installato sul punto di misura remoto), può contribuire all’efficientamento dei nostri impianti, regolandoli in maniera più efficace.
La situazione di partenza
Il sistema che prendiamo in esame è una frazione di un impianto di distribuzione su un quartiere cittadino, in cui persiste un’interferenza causata dalla vicina sottostazione elettrica di un sistema di trazione a corrente continua.
La rete, posata in un terreno prevalentemente sabbioso, è protetta tramite due impianti a corrente impressa ed asservita da un impianto di drenaggio unidirezionale. L’architettura della rete è prevalentemente magliata, con un’estensione di circa 24 km, e con uno sviluppo superficiale di poco superiore ai 10.000 m².
Tutto ha inizio con la messa fuori servizio dell’impianto di drenaggio unidirezionale.
Il nuovo assetto parte nel 2019 con: determinazione dello stato elettrico; valutazione della variabilità del campo elettrico; regolazione e quindi bilanciamento del sistema elettrico. La nuova morfologia porta i due alimentatori (i due rombi che vedete nell’immagine) in posizioni molto decentrate rispetto all’interferenza rilevata.
Questo fa sì che l’area urbana più prossima all’interferenza si trovi a registrare attenuazioni di potenziali molto evidenti. Decidiamo pertanto di progettare un impianto a corrente impressa, determinando la variabilità del campo elettrico e analizzando le aree più anodiche, quindi le più idonee per questa realizzazione.
L’impianto a corrente impressa
Nell’ottobre del 2022 realizziamo il nuovo impianto a corrente impressa. Di conseguenza passiamo anche all’implementazione sull’intera rete di nuovi punti di misura con sonde di polarizzazione. Nel novembre 2022 realizziamo il nuovo assetto elettrico che, per l’appunto, pone l’alimentatore di nuova progettazione più prossimo all’interferenza.
A seguito della nuova messa in servizio e alla variazione di parametri elettrici monitorati – attenendoci alla UNI11094 – riclassifichiamo tutti i punti di misura. Decidiamo di conseguenza di rifare una nuova messa in servizio dell’intero sistema, attenendoci alla UNI EN ISO15589-1, partendo dall’indagine preliminare:
- Verifica dell’integrità del sezionamento.
- Verifica di tutti i cablaggi.
- Variabilità del campo elettrico.
- Avvio del sistema con checklist di tutti gli impianti e relativi dispositivi di sicurezza.
- Avvio degli impianti con settaggi stato elettrico.
- Verifica della continuità elettrica.
- Ribilanciamento sia degli impianti che dei resistori sulla nostra rete.
- Rilievi delle correnti sui giunti.
Conseguentemente procediamo alla mappatura completa di tutto il sistema.
Procediamo con la riclassificazione dei punti di misura, aggiornamento cartografico e – passaggio frequentemente dimenticato – la raccolta di tutti questi dati in un rapporto di messa in servizio, dove registriamo i valori di riferimento dello stato elettrico del nostro sistema, in conformità con la ISO, per un confronto con misure future.
Il nostro sistema di telesorveglianza ci fornisce l’opportunità di riportare per ogni singolo punto di misura il suo set point successivo alla calibrazione, indirizzandolo verso il bilanciamento dell’impianto. Come si può vedere nell’immagine, questo fa sì che, in caso di sforamento del set point impostato, il sistema di monitoraggio crei una riga di anomalia, da cui è possibile generare un ordine di intervento.
Un sistema a corrente impressa è particolarmente dinamico e i primi interventi, oltre alla già citata dismissione dell’impianto di drenaggio, hanno fornito la possibilità di efficientare l’impianto, riducendo la densità di corrente da 2,7 mA/m² ottenuta con il primo assetto del 2017 a circa 1,0 mA/m² nel 2023.
La soluzione AUTOMA al problema delle interferenze
Tutte queste attività hanno sicuramente mitigato le problematiche presenti nel sistema, ma senza risolvere le interferenze che interagiscono con il sistema di pilotaggio dell’alimentatore.
Fortunatamente le tecnologie ci vengono incontro e l’adozione della tecnica del rilievo del potenziale Eoff (Istant-off) sull’alimentatore maggiormente interferito risulterà una scelta azzeccata.
Il nuovo alimentatore G-POWER by AUTOMA ci ha fornito la possibilità di pilotare l’impianto direttamente sul valore Eoff, valore epurato dalla componente IR, permettendo al regolatore PID dello stesso di mostrarsi meno sensibile alle fluttuazioni dei potenziali.
Questo si nota in particolar modo sullo scarto quadratico dell’erogazione di corrente dall’alimentatore. In questo primo assetto, dove entrambi gli alimentatori operavano a corrente variabile, è possibile vedere quanto risultasse variabile lo scarto quadratico durante l’arco della giornata.
Nella fase di sperimentazione successiva abbiamo legato il pilotaggio dell’alimentatore più prossimo all’interferenza ad una E-sonda remotizzata ancora più attiguo all’interferenza stessa, mentre l’altro impianto a corrente impressa è stato portato in corrente costante (gli spike visibili nell’immagine sono dovuti ad attività di manutenzione).
Nell’ultimo assetto, in cui l’alimentatore interferito è stato portato a un potenziale di Eoff locale, è possibile apprezzare un appiattimento dello scarto quadratico medio. Con questa configurazione abbiamo effettivamente dimezzato lo scarto quadratico della corrente, fattore che, anche se meno evidente ma altrettanto interessante, si nota pure sullo scarto quadratico medio della DDP E-sonda rilevata sul punto più caratteristico del nostro sistema. Anche in questo caso si ha un quasi dimezzamento del valore nella fase di pilotaggio dell’alimentatore tramite Eoff locale, il quale riesce a lavorare a potenziali E-sonda meno elettro negativi.
AUTOMA progetta e produce soluzioni hardware e software innovative e Made in Italy peril monitoraggio e il controllo remoto in ambito Oil, Gas e Water.
Siamo nati nel 1987 in Italia, e oggi oltre 50.000 dispositivi Automa sono installati in più di 40 Paesi nel mondo.
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Coordinatore tecnico presso INRETE
Massimo Tassinari è il referente tecnico di protezione catodica c/o INRETE Distribuzione impegnato nella messa in servizio e supervisione al collaudo dei sistemi di protezione catodica, aggiornamento dei sistemi di monitoraggio e nel coordinamento della rendicontazione dati ARERA.
