Avviamento compressori GNL: studio del trasformatore per caduta di tensione e accelerazione

1. Partire dall'accelerazione

Il motore può rientrare nella potenza continua del trasformatore ma non accelerare sulla rete più debole. La corrente reattiva abbassa tensione e coppia; un avviamento lungo aumenta calore rotorico ed esposizione delle altre utenze. Definire rete normale, indisponibilità di un trasformatore, isola, minima robustezza e stato del processo.

ABB illustra il compromesso corrente-coppia dell'avviamento a tensione ridotta. Una grande macchina sincrona GNL richiede modello e sequenza di eccitazione propri; le curve asincrone non sono universali. Metodi ABB.

2. Richiedere dati corretti

Ottenere potenza di cortocircuito e X/R per topologia, impedenza e tolleranza del trasformatore, presa, collegamento e cavi. Includere precarico, compensazione, limiti di eccitazione e sezionamento. Il massimo cortocircuito non rappresenta normalmente il peggior avviamento.

Il fornitore deve consegnare corrente e coppia rispetto alla velocità a tensioni definite, inerzia complessiva, coppia resistente, metodo, avviamenti termicamente ammessi e vincoli di riavvio. Per inverter richiedere ingresso nel tempo, precarica e armoniche invece del fattore a rotore bloccato. La meccanica conferma avvio scarico e transizione al carico.

3. Calcolo preliminare ipotetico

Si assume avviamento diretto equilibrato di motore asincrono e sbarra inizialmente scarica. Richiesta a tensione nominale: 30 MVA. Trasformatore da 25 MVA con impedenza prevalentemente reattiva 0.10 pu; sorgente a monte 0.05 pu sulla stessa base. Trascurare resistenza e cavi; assumere inizialmente impedenza a rotore bloccato costante. Il divisore scalare approssima anche come induttiva l’impedenza del motore a rotore bloccato; includendo la resistenza occorrono impedenze complesse.

Tensione iniziale indicativa: 84.7%; coppia: circa 71.7% del valore a tensione nominale. Il denominatore considera la riduzione della corrente con la tensione; sottrarre una caduta a corrente fissa sarebbe un modello diverso. Non sono soglie ammesse, previsione dell'intero avvio o garanzie OEM.

Se a una velocità critica la coppia resistente supera quella ridotta del motore, prolungare l'avviamento non risolve. Integrare l'equazione di velocità con curve verificate, includendo recupero, riscaldamento e sincronizzazione se pertinente.

4. Confrontare interventi

La presa alza insieme tensione di avvio e di esercizio; verificare tutto il campo. Il parallelo aumenta rigidità ma richiede rapporti, impedenze, protezioni e regole compatibili. Non scegliere dalla sola caduta iniziale.

5. Valutare utenze in servizio

Sovrapporre tensione-tempo di ogni sbarra importante a tenuta dei contattori, sottotensione inverter, alimentazioni strumentali e protezioni. Buco breve profondo e lungo lieve possono causare esiti diversi. ATV320 evidenzia la necessità di parametri specifici. Risposta inverter.

Usare la catena di continuità in raffineria; verificare connessioni e basi con la guida unifilare/modello.

6. Accettazione riproducibile

Specificare casi, carico iniziale, stati ammessi, revisioni delle curve, tolleranza e risultati. Richiedere tensioni, velocità, corrente, margine di coppia, durata e servizio termico. Documentare sensibilità alla minima potenza di cortocircuito della sorgente e ai limiti di avviamento dipendenti dalla temperatura.

Confrontare un avvio autorizzato mediante registrazioni elettriche e meccaniche sincronizzate. Concordare deviazioni e punti di arresto prima della prova. Un avvio scarico riuscito non valida un riavvio carico diverso. Conservare i limiti operativi con protezione e controllo.

7. Domande e fonti

I kVA definiscono la capacità di avvio? Sono un ingresso; contano anche impedenza e bilancio coppia-velocità.

Minore impedenza è sempre meglio? Migliora rigidità, ma aumenta guasto e modifica protezioni.

L'inverter elimina ogni caduta? No. Vanno studiati ingresso supportato e sorgente.

Fonti primarie: ABB avviamento; Schneider sottotensione.