Campagne di misure CEI EN 50160

Ogni anno gli utilizzatori dell’energia elettrica devono fare fronte dai danni causati dalla qualità dell’energia elettrica utilizzata e/o dai disturbi provocati dagli utilizzatori da essa alimentati.
La qualità della tensione è individuata attraverso i seguenti parametri:

1. buchi di tensione;
2. frequenza;
3. ampiezza;
4. forma d’onda.

La norma EN 51060 (edizione 2010) “Caratteristiche della tensione fornita dalle reti pubbliche di distribuzione dell’energia elettrica” definisce i parametri della qualità dell’energia elettrica.

La frequenza della rete elettrica in Europa è di 50 Hz.
In condizioni normali di esercizio, il valore medio deve essere compreso tra:
49,4 Hz e 50,5 Hz per il 95% del tempo
47 Hz e 52Hz per il 100% del tempo.
Particolare attenzione deve essere presta alla presenza di gruppi elettrogeni.

La tensione nominale delle reti in media tensione sarà gradualmente unificata a 15 kV e 20 kV.
Attualmente sono in esercizio reti a 8,4, 9, 10, 22, 23, 30 kV.
In sede europea i valori di bassa tensione sono unificati ai valori 230/400V, in Italia le tensioni della rete pubblica sono ancora in parte a 220/380V.
Il DL 24/01/2012 ha imposto le seguenti oscillazioni dei valori di tensione:

Sistema Trifase 3-fili.
Vref = 400V, LIM+= 6%, LIM-=10% =>
Lim Sup= 400 x (1+6/100) = 424.0V
Lim Inf = 400 x (1-10/100) = 360

Sistema Trifase 4-fili.
Vref = 230V, LIM+= 6%, LIM-=10% =>
Lim Sup= 230 x (1+6/100) = 243.08V
Lim Inf = 230 x (1-10/100) = 207.0V

Ne consegue che con riferimento ai valori nominali 220/380V, le tensioni effettive aumentano, in modo da rientrare nelle nuove tolleranze.
Per verificare se la tensione in un punto di connessione alla rete pubblica di bassa tensione rientra nei limiti, si deve misurare con un analizzatore di rete conforme alla norma EN 6100-4-30, la media del valore efficace per ciascun intervallo di 10 minuti, nell’arco di 7 gg consecutivi, per un totale di 1008 intervalli.

Nessuno dei valori medi misurati deve:
100% valori misurati U > 243,8 V e 424V
95% valori misurati U > 207V e 360 V

Sono definite anomalie di tensione tutti i valori TRMS, calcolati ogni 10ms, esternamente alle soglie sopra indicate.

In condizioni normali le tensioni di alimentazione sono simmetriche ed i carichi equilibrati. Si hanno dissimmetrie e squilibri in caso di guasti (rottura dell’isolamento) ed interruzioni di fasi. Inoltre, con carichi monofase, l’equilibrio può essere solo di tipo statistico. È necessario affrontare lo studio della rete trifase anche nelle condizioni anomale di guasto per dimensionare le protezioni. Si può ricorrere al sistema di equazioni derivato dai principi di Kirchhoff, ma per utilizzare considerazioni e formule dei sistemi equilibrati, ed anche per comprendere meglio il contributo dei componenti di impianto, è utile la teoria delle componenti simmetriche. Si può dimostrare che qualsiasi terna di vettori può essere scomposta in tre terne: la simmetrica diretta, la simmetrica inversa e l’omopolare come mostrato nella figura 1.
Sulla base di ciò si ottiene che ogni sistema trifase comunque dissimmetrico e squilibrato può scomporsi in tre sistemi trifasi che si riconducono allo studio separato di tre circuiti monofase corrispondenti, rispettivamente, alla sequenza diretta, alla sequenza inversa, alla sequenza omopolare.
La normativa EN50160 definisce, relativamente ai sistemi elettrici in BT, che “in condizioni di normale esercizio per ogni periodo di una settimana, il 95% dei valori medi efficaci, calcolati in 10 minuti, della componente a sequenza inversa della tensione di alimentazione deve essere compreso nell’intervallo tra 0 e 2% della componente a sequenza diretta. In alcune regioni con impianti utilizzatori connessi con linee parzialmente monofase o bifase, si possono avere squilibri fino a circa il 3% ai terminali di alimentazione trifase.