Laboratorio per lo Studio dei Relè di Protezione delle Reti di Trasporto dell’Energia

Le reti di trasporto dell’energia devono essere protette contro i guasti, che si manifestano sotto forma di sovraccarico, cortocircuito e guasto a terra. La storia dei relè di protezione nelle reti di trasporto è legata all’evoluzione stessa delle reti e dei sistemi elettrici. Inizialmente, le reti erano semplici e i relè di protezione erano meccanici e progettati per rilevare sovracorrenti e cortocircuiti.

Con l’aumento della complessità delle reti, l’introduzione di sistemi di trasmissione ad alta tensione e la necessità di garantire una maggiore affidabilità, i relè hanno subito un’evoluzione verso modelli statici (a semiconduttori) e digitali, offrendo funzionalità più avanzate per il rilevamento e la gestione delle anomalie. Studiare i relè di protezione con singole funzioni, effettuare i collegamenti, effettuare le regolazioni e verificare il loro funzionamento è la premessa per l’utilizzo dei complessi relè a funzioni programmabili.

I relè distanziometrici, per esempio, sono utilizzati nelle linee in alta tensione per la protezione contro il cortocircuito quando i relè di sovraccarico di corrente non forniscono una protezione adeguata. I relè distanziometrici funzionano anche in caso di bassa corrente di cortocircuito, poiché il parametro di reazione non dipende dal valore della corrente di cortocircuito. Il dispositivo di protezione distanziometrico è un relè che, in base alla corrente e alla tensione della linea di cui è a protezione, ne calcola l’impedenza Z.

Il relè memorizza l’impedenza Zo della linea in condizioni normali di funzionamento e la confronta continuamente con i valori effettivi di Zo. Quando la differenza tra i due scende al di sotto del valore prestabilito (Z < Zo), il relè si attiva e indica la distanza del guasto, in funzione di Zo, dal punto di inserimento del relè. Il set comprende:

»Una serie di relè tradizionali;

»Un relè distanziometrico;

»Un simulatore di linea trifase in alta tensione frazionata in quattro parti a parametri concentrati;

»Un trasformatore trifase per dare origine alla linea AT con neutro a terra o isolato Sono inoltre inclusi accessori quali:

»Un alimentatore con tensione trifase fissa e variabile;

»Un carico resistivo, induttivo e capacitivo mono-trifase variabile;

»Strumenti di misura che permettono di gestire sia le prove funzionali che quelle prestazionali I moduli e gli accessori sono collocati sopra due robusti tavoli da lavoro inclusi nella fornitura per garantire la massima fruibilità delle apparecchiature.

Nel laboratorio, gli studenti parteciperanno attivamente alle prove con particolare riguardo a:

»Utilizzare i relè di protezione collegati direttamente alle line elettriche, linee di bassa tensione, o con l’ausilio di TA (trasformatori di corrente) e TV (trasformatori di tensione);

»Regolare le soglie e i tempi delle funzioni di protezione;

»Eseguire le prove per verificare l’intervento del dispositivo.

Il laboratorio è pensato per gli studenti del secondo ciclo di istruzione, in particolare per gli indirizzi tecnici, ma può essere adattato anche ad altri contesti scolastici o formativi.