Impianto per monitoraggio sul lungo periodo

Il sistema per il monitoraggio sul lungo periodo è pensato, non solo per la misura delle scariche irradiate, ma anche per la misura tradizionale. Per questa prima versione è stato concesso di montare anche questo tipo di sistema composto da due ferriti. In questo modo sarà possibile confrontare le misure effettuate con i due metodi, ed avere un riferimento per le misure. Lo schema a blocchi del sistema completo è riportato in Figura 139. È dotato di una connessione internet, con la quale sarà possibile effettuare misure da remoto e controllare lo stato dei vari componenti.

Figura 139: Schema a blocchi dell’impianto pilota per il monitoraggio sul lungo periodo.

Il sistema si basa su un computer industriale prodotto dalla Cincoze DA-1000 [52], in grado di sopportare le temperature presenti a bordo della Nacelle, che in estate possono anche superare i 50°C. Al computer è collegata una scheda di acquisizione, per la digitalizzazione dei segnali. Con una banda di 200MHz e un campionamento da 1Gsample è possibile gestire

139 sia i segnali del sistema per la misura dei segnali condotti, sia il sistema per la misura dei segnali irradiati.

Il sistema per la misura dei segnali condotti è stato montato sulla turbina utilizzando il sistema sviluppato per le misure di scariche condotte. È indispensabile uno stadio di filtraggio per eliminare il rumore in bassa frequenza e le commutazioni dell’inverter, è sufficiente un filtro di tipo passa alto con frequenza di taglio di 25MHz. Il posizionamento della scheda di acquisizione, dei filtri e delle ferriti è mostrato in Figura 140. Le ferriti sono state posizionate sulle uscite statoriche, sono state scelte due fasi, e per ogni fase sono stati inseriti all’interno della ferrite tutti i 6 cavi utilizzati per trasportare la corrente verso il trasformatore.

Il sistema per la misura dei segnali condotti mediante ferriti si basa sulla misura della corrente che scorre nelle connessioni. La ferrite lavora a tutti gli effetti come un TA ma, grazie al materiale con cui è realizzata, permette di trasdurre i segnali in alta frequenza invece della sola componente a frequenza industriale. Pertanto gli impulsi di corrente di breve durata, tipici delle scariche parziali, che transitano all’interno dei cavi vengono trasdotti in un segnale in corrente. Mediante un’opportuna resistenza questo segnale viene convertito in tensione ed è pronto per essere condizionato dal sistema di misura. La ferrite, per avere le migliori prestazioni dovrebbe essere unica e andrebbe posizionata sulla connessione di terra, in particolare quella del centro stella. Sull’impianto eolico, a causa della particolare natura del generatore non è possibile eseguire questo tipo di misura, il centro stella è fisicamente inaccessibile. Sono stati quindi posizionati due sensori su due fasi, è comunque possibile misurare le scariche che avvengono anche sulla terza in quanto vi è un certo accoppiamento tra una e l’altra. La misura avrà una sensibilità inferiore, ma sufficiente per rilevare la presenza o meno di scariche sull’apparecchiatura.

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Figura 140: Sistema di acquisizione e sensori per la misura dei segnali condotti.

I due sistemi per la misura irradiata sono stati inseriti uno sulla testata T2 (Figura 141), e uno sul vano del trasformatore (Figura 142).

Figura 141: Antenna Solbox montata sulla testata T2

Il sensore posto sul vano del trasformatore è stato posizionato sul lato superiore del trasformatore, contrariamente al posizionamento ottimo. È stato necessario posizionarlo in

141 questo modo a causa del poco spazio a disposizione a bordo della Nacelle. Posizionandolo infatti nella parte bassa del pannello sarebbe andato in contatto con il portellone presente sul pavimento, portellone utilizzato per far accedere materiale mediante montacarichi. Le connessioni e lo stesso incollaggio del sistema potrebbero essere danneggiati dall’apertura. Si è scelto quindi di posizionare il sistema in una posizione meno performante per quanto riguarda la misura, ma più sicura.

Figura 142: Sistema di misura per segnali irradiati montato sul pannello del vano trasformatore.

Le prime misure effettuate mostrano come sia possibile distinguere le scariche parziali che avvengono all’interno della turbina eolica, l’acquisizione di un segnale è riportata in Figura 143. Da questa acquisizione è possibile vedere come il segnale sulla bobina sia ben distinguibile dal fondo di rumore. Il sistema che misura i segnali irradiati riconosce il segnale della scarica, portando la sua uscita quasi a zero. Ma sono presenti numerosi impulsi, anche di ampiezza elevata quando in realtà non è presente nessuna scarica.

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Figura 143: Segnale di scarica misurato da remoto.

In conclusione la misura può essere effettuata impostando correttamente una soglia per le scariche irradiate, discorso leggermente diverso deve essere fatto per il sistema montato sul pannello del trasformatore. Il segnale relativo, acquisito da remoto è riportato in Figura 144, è possibile vedere come, nonostante l’evento di scarica sia rilevato, questo sia di poco superiore al livello di rumore. Questo porta a dover mantenere il livello di soglia alto, perdendo molte scariche parziali di ampiezza limitata che non verranno rilevate. Il problema è da ricercare nelle interferenze dovute alle telecomunicazioni, non avendo una superficie metallica utile a schermare l’antenna questa capta molti segnali, che diventano difficili da discriminare con il solo filtro analogico. Si suppone che il segnale registrato sia relativo all’attività di scarica in quanto è misurato sia dall’antenna Solbox, sia dal sistema tradizionale che impiega le ferriti (Traccia verde), tale sistema è immune ai disturbi irradiati, e ha una banda di frequenza dove, per questa applicazione, è possibile misurare solamente scariche parziali

143 Mentre il sistema tradizionale ha un buon rapporto segnale rumore, si parla di un rapporto di circa 8, per quanto riguarda la misura all’uscita del power detector il rapporto risulta di poco superiore all’unità, segno che il posizionamento dell’antenna non è ottimale.

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