GRUPPO ELETTROGENO

Di seguito indichiamo alcune avvertenze da seguire per il corretto dimensionamento del gruppo elettrogeno.

1. Individuare con precisione tutte le caratteristiche elettriche di base dell’impianto da alimentare con il gruppo elettrogeno: tensione, frequenza, sistema di distribuzione monofase o trifase e fattore di potenza.

Calcolare la potenza totale richiesta dall’impianto utilizzatore per poi poter dimensionare il gruppo elettrogeno adatto all’impiego, tenendo conto dell’effettivo coefficiente di contemporaneità degli utilizzatori e le loro caratteristiche elettriche quali spunti e fattori di potenza. Una volta calcolata la reale potenza richiesta dall’impianto utilizzatore è possibile determinare la potenza del gruppo elettrogeno adatto ad alimentare tale impianto, considerando che:

2. Quando viene applicato un carico ad un gruppo elettrogeno si provocano delle variazioni transitorie di tensione e di frequenza. L’ampiezza di tali fenomeni dipende dal valore della potenza (attiva e reattiva) applicata al gruppo elettrogeno in funzione delle sue caratteristiche dinamiche. Le caratteristiche dinamiche di un gruppo elettrogeno sono a loro volta determinate dalle singole caratteristiche dinamiche dei due componenti fondamentali che lo compongono: motore endotermico e generatore elettrico. Quindi qualora la capacità di presa di carico sia un requisito importante, questo deve essere chiaramente valutato e specificato. Le caratteristiche dei gruppi elettrogeni prodotti da Alessandri S.r.l. sono in accordo a quanto previsto in proposito dalle Norme della serie ISO 8528 e quindi la possibilità di presa di carico è in funzione della pressione media effettiva (Pme) del motore endotermico.

Grafico 1 Valori guida per i massimi incrementi possibili di carico, applicabili improvvisamente in funzione della Pme alla potenza dichiarata.
 

3. Se il valore del fattore di potenza complessivo dell’impianto si discosta dal valore nominale del fattore di potenza indicato sulla targa identificativa della macchina (cos 0,8 o 1) occorre verificare che motore o alternatore non vengano sovraccaricati:

Carico con cos compreso tra 0,8 e 1

Per non sovraccaricare il motore endotermico, occorre non superare mai la massima potenza attiva (KW) erogabile dalla macchina e calcolata al fattore di potenza di targa. Quindi per qualsiasi valore di cos compreso tra 0,8 e 1 la potenza apparente (KVA) erogabile dalla macchina diminuirà in rapporto all’aumento del cos da 1,25 a 1 volte la potenza attiva. Alla potenza attiva nominale il generatore sincrono funziona perfettamente con valori di cos compresi tra 0,8 e 1.

Carico con cos inferiore a 0,8

Il generatore sincrono per un dato valore di targa, normalmente riferito a cos 0,8, risulta tanto più sovraccaricato nel sistema di eccitazione quanto più il valore del cos tende a 0; infatti la potenza reattiva da erogare aumenta al diminuire del cos. Pertanto il generatore deve essere declassato secondo le indicazioni del costruttore. In queste condizioni di utilizzo il motore endotermico risulta normalmente di potenza esuberante.
 

4. L’avviamento di motori asincroni da parte di un gruppo elettrogeno può risultare critico in quanto, come è risaputo, specialmente i motori con rotori a gabbia presentano allo spunto notevoli correnti di avviamento (sino a 8 volte la corrente nominale) a basso fattore di potenza. In queste condizioni la corrente assorbita dal motore asincrono (o dai motori che partono contemporaneamente) in avviamento non deve superare quella massima erogabile dal generatore per tempi brevi, tenendo conto di una caduta di tensione tollerabile, e del non superamento dei limiti di sovratemperatura. Per evitare un sovradimensionamento eccessivo del gruppo elettrogeno si possono utilizzare sistemi di avviamento che riducono le correnti di spunto quali:
Nel caso di più motori, inserimenti scalati e ritardati.
Nel caso di motore singolo, sistemi di avviamento a tensione ridotta come lo stella/triangolo o l’autotrasformatore.
Nel caso di motore con rotore avvolto l’avviatore reostatico.
In tutti i casi occorre controllare gli apparecchi e le utenze inserite nel circuito utilizzatore per evitare disservizi (come l’apertura delle bobine dei contattori) determinati dalla caduta di tensione transitoria allo spunto.

Tabella 1 Potenza minima gruppo elettrogeno in funzione della potenza nominale motore elettrico per avviamento diretto e stella triangolo.
 

5. In base alla variazione della quantità di energia richiesta dall’impianto utilizzatore nel tempo si possono identificare categorie di impiego del gruppo elettrogeno. Le definizioni di queste potenze sono in accordo con le norme ISO 8528 e 3046 e riportate di seguito.

CONTINUOUS POWER (COP ISO 8528)
E’ la potenza continua che il gruppo elettrogeno è in grado di erogare in continuo per un numero illimitato di ore per anno, tra gli intervalli di manutenzione prescritti dal costruttore e nelle condizioni ambientali stabilite. E’ ammesso un sovraccarico del 10% solo per regolazione (carichi transitori e improvvise variazioni di carico) e non per una alimentazione normale delle utenze.

PRIME POWER (PRP ISO 8528)
E’ la potenza massima disponibile per un ciclo a potenza variabile che il gruppo elettrogeno è in grado di erogare per un numero illimitato di ore per anno, tra gli intervalli di manutenzione prescritti dal costruttore e nelle condizioni ambientali stabilite. La potenza media prelevabile durante un periodo di 24 ore, non deve superare l’80% della PRP. E’ ammesso un sovraccarico del 10% solo per regolazione.

LIMITED-TIME RUNNING POWER (LTP ISO 8528)
E’ la potenza massima che, nelle condizioni ambientali stabilite, il gruppo elettrogeno è in grado di erogare per un massimo di 500 ore per anno, di cui un massimo di 300 ore tra gli intervalli di manutenzione prescritti dal costruttore. E’ accertato che il funzionamento a questa potenza condizioni la durata del gruppo. E’ ammesso un sovraccarico del 10% solo per regolazione.

MAX STAND-BY POWER (FUEL STOP POWER ISO 3046)
E’ la potenza massima disponibile per uso a carichi variabili per un numero di ore per anno limitato (500 h), nelle condizioni ambiente stabilite, ed entro i seguenti limiti massimi di funzionamento:
-100% del carico per 25 h/anno
-90% del carico per 200 h/anno
Non è ammesso nessun sovracccarico.

6. Un altro fattore che gioca un ruolo importante nei declassamenti “derating” della potenza del motore e dell’alternatore sono le condizioni ambientali in cui la macchina deve operare. E’ molto importante quindi definire le condizioni ambientali effettive prevalenti nelle quali il gruppo elettrogeno si troverà a lavorare e di conseguenza se sostanzialmente diverse da quelle standard, considerare gli opportuni declassamenti di potenza.
Le potenze dei motori endotermici per applicazioni stazionarie, sono riferite alle seguenti condizioni ambientali in accordo alla norma ISO 3046:
-Temperatura ambiente 25C;
-Pressione ambiente 1000 mbar (750 mm/Hg);
-Umidita relativa 30%.
Le condizioni ambientali di riferimento per i generatori sincroni, per applicazioni stazionarie, in accordo con le norme IEC34-1, ISO 8528-3 e CEI 2-3, sono le seguenti:
-Temperatura ambiente 40C (30C secondo NEMA)
-Altitudine 1000 metri s.l.m. (674 mm/Hg)

Per valutare i declassamenti da applicare alle macchine in base alle diverse condizioni ambientali di seguito indichiamo alcune tabelle riepilogative:

Tabella 2 Coefficenti indicativi di riduzione della potenza di un generatore sincrono in funzione delle diverse condizioni ambientali.

Tabella 3 Coefficienti di riduzione percentuale della potenza in funzione delle condizioni ambiente per motori aspirati.

Grafico 2 Coefficiente di riduzione della potenza in funzione delle condizioni ambiente, per motori sovralimentati.

Grafico 3 Coefficiente di riduzione della potenza in funzione delle condizioni ambiente, per motori sovralimentati con aftercooler.

I dati sono puramente indicativi e soggetti a variazione senza preavviso.