Sviluppo di cabina secondaria con sistema di comunicazione per reti di distribuzione in media tensione

Le cabine secondarie sono un elemento chiave dei sistemi di distribuzione: costituiscono l’infrastruttura essenziale attraverso cui l’energia elettrica viene distribuita sia nelle zone urbane che in quelle rurali. Nel corso degli ultimi 50 anni, le cabine secondarie hanno subito un processo di standardizzazione di progetto e soluzioni tecnologiche che le ha rese un prodotto ormai maturo e con limitata innovazione. L’introduzione della generazione distribuita ha cambiato la situazione, dando il via a una rapida evoluzione verso reti di distribuzione gestite in modo automatizzato e telecontrollato mediante comunicazione e trasmissione dati: si parla di tali reti genericamente come “smart grid”. La cabina secondaria in tale contesto deve diventare anch’essa capace di scambiare in modo digitale i dati di misura e le altre grandezze necessarie al funzionamento della rete: è richiesta quindi una riprogettazione della cabina secondaria che, partendo da questi nuovi elementi (misure, comunicazione, telecontrollo) arriva a modificare anche l’impianto elettrico e le apparecchiature. Ad esempio, è necessario installare apparecchi motorizzati laddove essi devono essere controllati a distanza; la protezione dai guasti attraverso fusibili non è più adeguata perché richiede la sostituzione manuale; ecc. Questa tesi, che raccoglie il risultato di un tirocinio di 6 mesi presso lo stabilimento di ABB S.p.A. dove vengono progettate e prodotte apparecchiature di media tensione, riguarda il progetto delle cabine secondarie di media tensione di nuova generazione. In particolare l’attività svolta è stata principalmente dedicata ai sistemi ausiliari che consentono la gestione remota (comunicazione e telecontrollo). La cabina secondaria qui descritta è stata effettivamente realizzata in forma di prototipo, già sottoposto alle prove che ne hanno dimostrato il buon funzionamento. La tesi è organizzata come segue: il capitolo 1 descrive brevemente le reti di distribuzione “tradizionali” (prima dell’avvento della generazione distribuita e delle smart grid; il capitolo 2 evidenzia le nuove esigenze introdotte dalla generazione distribuita, in particolare quella realizzata con fonti rinnovabili il capitolo 3 descrive la cabina secondaria innovativa realizzata da ABB il capitolo 4 mostra in dettaglio il sistema elettronico di cabina e i suoi componenti infine nel capitolo 5 si descrivono i prototipi realizzati e le prove realizzate per verificare il funzionamento del sistema elettronico.