L'Industria 4.0 e 5.0 ha cambiato il profilo di carico degli stabilimenti. Robot, azionamenti, PLC e alimentatori switching aumentano l'efficienza e rendono la rete interna sensibile ai disturbi di Power Quality.
Il nuovo profilo di carico
La digitalizzazione, i robot antropomorfi, gli azionamenti a frequenza variabile (VFD), i PLC e gli alimentatori switching hanno alzato l'efficienza dei processi. La stessa rete, però, regge male buchi di tensione e protezioni non coordinate.
Il costo di un fermo non programmato
In uno stabilimento un buco di tensione o uno scatto fuori sequenza non è solo un guasto. Un fermo macchina può costare migliaia di euro al minuto, tra scarti, rotture meccaniche e riprogrammazione dei cicli.
Selettività totale e selettività parziale
Dove il quadro non è calcolato da uno studio specialistico compare spesso lo scatto intempestivo a catena. Un guasto su un solo macchinario, o su una linea ausiliaria, fa intervenire l'interruttore generale di reparto prima, o insieme, alla protezione locale.
In linea con le norme CEI EN 60947-2 e CEI 64-8, il progetto punta alla selettività totale. Lo studio dei tempi e delle correnti di sgancio si traduce in due tecniche.
Selettività cronometrica
Ritardi intenzionali, dell'ordine dei millisecondi, sulle protezioni a monte. Il tempo basta all'interruttore a valle per isolare il guasto.
Selettività logica
Gli sganciatori elettronici dei quadri si parlano. Chi vede il guasto manda un blocco temporaneo alle protezioni superiori e limita l'anomalia a una sola isola di produzione.
Schema della selettività logica
Il generale di stabilimento non scatta da solo. Attende il segnale del quadro che ha visto il guasto. La linea sana resta alimentata.
Interruttore generale di stabilimento
Attende il segnale logico
Linea sana
Quadro linea sana
Resta attivo al 100%
Linea in guasto
Quadro linea in guasto
Invia il blocco a monte e sgancia
Buchi di tensione e distorsione armonica
I buchi di tensione sono cali rapidi dell'ampiezza, tra il 10% e il 90%, che durano frazioni di secondo. Nascono da manovre sulla rete del distributore o dall'avvio di grandi carichi vicini. In una fabbrica digitale bastano 20 millisecondi per bloccare i bus di campo dei PLC o far ricadere i teleruttori di sicurezza, e fermare la linea.
In parallelo, gli inverter immettono correnti armoniche di ordine dispari, in particolare la 3ª, la 5ª e la 7ª. Quelle componenti scaldano i trasformatori di cabina MT/BT e accorciano la vita dei cavi di potenza.
Filtri attivi d'armonica (AHF)
Sistemi elettronici che misurano la distorsione di corrente e iniettano, nello stesso istante, componenti in controfase. L'onda sinusoidale torna utilizzabile.
Accumulo BESS e UPS industriali
Continuità dimensionata sui transitori e sui buchi critici. Tengono stabile la tensione, e il dV/dt, sulle macchine a controllo numerico.
Adeguamento alla CEI 0-16
Negli stabilimenti in Media Tensione il coordinamento arriva fino alla protezione generale di cabina. Tarature e interfaccia di rete seguono il distributore e la norma CEI 0-16.
Relè di massima corrente o di terra tarati male staccano l'intera fabbrica dalla rete pubblica per un guasto interno minore, con il rischio di penali dell'autorità d'ambito.
Fermi macchina inspiegabili o scatti intempestivi?
Lo studio esegue campagne di misura della Power Quality, studi di selettività logica e progettazione di cabine MT/BT per l'Industria 5.0. Il primo passo è un audit elettrico dello stabilimento.
Richiedi un audit elettricoLeggi anche: La transizione al Full-Electric nelle cucine professionali