I risultati presentati in questa prima sezione sono stati ottenuti implementando un controllo con trasformatore variatore sotto carico in cabina primaria tra i nodi 1 e 2 (Fig.4.1). Come già accennato nella sottosezione 2.4.1, il regolatore di tale trasformatore agisce, in modo sincrono, riferendosi alla tensione presente alla sbarra secondaria e lavora con deadband uguale al 1,5% della tensione di riferimento. Come primo riscontro si va ad esaminare la tensione al nodo 2, che è il nodo di riferimento (Fig. 5.1).
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Dalla Figura 5.1 si comprende come la tensione al nodo 2 sia molto livellata e vicina al valore di riferimento di 1 p.u.. Questo comporta che il variatore sotto carico cambi tacca solo una volta in tutto l’arco della giornata, alle ore 6.30 (Fig. 5.2), trovandosi per tutto il resto della giornata entro i limiti imposti dalla deadband di 0,9925% e 1,0075%. Tale piccola deviazione rispetto al caso non regolato, si ripercuote necessariamente sulle tensioni dei feeder di media tensione.
Figura 5.2 Tacche del trasformatore AT/MT con regolazione OLTC in cabina primaria
Come visto dalle Figure 4.8, 4.9 e 4.10, le tensioni dei feeder di media tensione divergono nel corso della giornata mantenendo tuttavia la tensione del nodo comune 2 vicina al valore di riferimento. Questo comportamento comporta la totale inefficacia della regolazione basata unicamente sul variatore sotto carico in cabina primaria. Essendo la tensione non regolata molto vicina al valore di riferimento, il regolatore non comanda variazioni sul numero di tacche inserite dal trasformatore, e anche nel caso in cui imponesse una variazione, andrebbe a peggiorare la situazione in un feeder per migliorarla nel
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secondo. Tale situazione è riscontrabile nei profili di tensione, in Figura 5.3, dei nodi ai capi dei due feeder (nodi 18 e 27).
Dalla figura 5.3 si evince come questo tipo di regolazione vada a peggiorare la situazione nel feeder con prevalenza di generazione facendo sforare nel nodo 18 i limiti di lavoro imposti dalla normativa con 90%Un U 110 %Un nelle ore centrali della giornata. Nel momento più critico della giornata con massima generazione, la tensione al nodo 18 raggiunge valori che vanno dal 1,101 p.u. della fase 2 a 1,104 p.u. della fase 1. Tale inefficacia della regolazione si ripercuote anche nelle tensioni delle reti di bassa tensione connesse ai due feeder di media tensione. In questo caso le reti connesse al secondo feeder beneficeranno della regolazione, mentre le reti connesse al primo feeder saranno penalizzate (Fig. 5.4).
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I nodi 45 e 80 fanno parte della rete di distribuzione in bassa tensione connessa al nodo 18, quindi sono connessi al feeder con prevalenza di generazione. Tale connessione è evidente dai profili in Figura 5.3. Nel nodo 45 la regolazione non fa altro che peggiorare la situazione portando le tensioni regolate fuori dai limiti di lavoro, come avveniva per il nodo 18, senza dare alcun beneficio. Il nodo 56 è l’ultimo nodo appartenente alla rete BT connessa al nodo 18 e la regolazione lo influenza allo stesso modo dei nodi 18 e 45, alzandone la tensione dell’1% dopo le 6.30 del mattino. Tale regolazione permette di rientrare nel limite inferiore fissato al 90% di Un, tuttavia peggiora la già critica situazione alla fase 3 raggiungendo tensioni pari a 1,174 p.u.. Per i nodi delle reti BT connesse a nodi
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appartenenti al secondo feeder invece, la regolazione OLTC in cabina primaria migliora i profili di tensione non riuscendo tuttavia a far rientrare la tensione all’interno dell’intervallo di lavoro richiesto dalla norma (Fig. 5.4 nodo 80).
Un’ultima analisi riguarda il grado di squilibrio delle tensioni tra le fasi. Per studiare lo squilibrio si sfrutta il parametro VUF coma fatto nella sottosezione 4.2.2 includendo anche l’analisi del potenziale di neutro (centro stella) che raffigura lo stesso fenomeno. Per quanto riguarda i nodi di media tensione, la situazione è rappresentata in Figura 5.5.
Da Figura 5.5 si comprende come la variazione della tacca del variatore sotto carico non abbia influenza sulla rete a 20 kV, questo perché lo squilibrio iniettato dalle reti in bassa tensione è fortemente smorzato dalla generazione trifase in media tensione, quindi anche le variazioni di tale squilibrio sono fortemente smorzate. Per quanto riguarda i nodi di bassa tensione invece, la situazione è rappresentata in Figura 5.6.
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L’influenza della variazione di tacca sul trasformatore è più marcata nei nodi di bassa tensione che fin da subito presentavano VUF elevato. Con la variazione di una tacca del variatore, si ha un leggero aumento del modulo di sequenza diretta mentre il modulo di sequenza inversa rimane invariato. I valori massimi e minimi del VUF sono presentati in Tabella 19.
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Tabella 17 Valori di VUF con regolazione OLTC in cabina primaria
VUF [%]
NODI max min media
2 0,0548 0,0056 0,0298 18 0,2050 0,0233 0,1156 46 0,9290 0,1586 0,5480 56 1,6420 0,2649 0,9500 70 1,0034 0,1579 0,5709 80 1,8969 0,2694 1,0179
Dal confronto tra la Tabella 16 e la Tabella 19 si ricava come il VUF sia diminuito grazie all’azione del trasformatore. Nei valori massimi la diminuzione è più rilevante per i nodi a fine rete come i nodi 56 e 80. In tali nodi l’entità della diminuzione nel valore massimo si attesta rispettivamente al 1,89% e al 2,41% mentre nei valori medi al 1,73% e al 2,09%. Tali diminuzioni sono in ogni caso molto contenute, dato la contenuta azione regolante del trasformatore.
In definitiva, la regolazione tramite trasformatore OLTC in cabina primaria, risulta inefficace per il controllo della tensione di una rete di distribuzione sviluppata su due livelli. La concentrazione di carichi o generatori causa sostanziali differenze tra le tensioni dei feeder, limitando fortemente l’azione del trasformatore. Tale azione non tiene conto delle tensioni presenti nelle reti di bassa tensione, queste continuano a risultare fortemente squilibrate e con valori che eccedono di gran lunga i limiti di lavoro imposti dalla norma.