Impianto di 6MVA per data center con infrastrutture di rete problematiche

La società IREM - realtà italiana operante nel settore delle apparecchiature per il controllo e la generazione dell'energia elettrica - ha realizzato - in collaborazione con BTicino - un impianto di circa 6 MVA di potenza per la stabilizzazione della tensione di alimentazione destinato ad equipaggiare un data center presente in un Paese asiatico.

Qualità dell’energia e problemi di stabilizzazione. L’infrastruttura del Paese, come per la maggior parte dei Paesi asiatici in via di sviluppo, è risultata carente dal punto di vista della qualità dell’energia e del servizio elettrico, con una variabilità di tensione che presenta scostamenti rispetto al valore nominale.

La situazione ha richiesto l’utilizzo di stabilizzatori di tensione tra la rete pubblica e i carichi da alimentare dell’ordine del ± 1%, ovvero di apparecchiature capaci di erogare una tensione stabilizzata in uscita a fronte di variazioni di tensione in ingresso.

Tutte le apparecchiature sono progettate per ricevere la doppia alimentazione a monte quindi da rete o da gruppi elettrogeni azionati da motori endotermici. A valle di queste apparecchiature sono installati pertanto gruppi di continuità (UPS), con la funzione di garantire l’alimentazione degli impianti durante il tempo di avviamento dei gruppi elettrogeni.

Problemi di cortocircuito e continuità di servizio. L’infrastruttura di rete risultava determinare una corrente di corto circuito nel punto di installazione pari a 100 kA. Per ovviare a questo problema è stato necessario dimensionare gli staffaggi delle barre a passi molto fitti, in grado di resistere agli sforzi elettrodinamici generati da queste elevate correnti.

L’impianto è stato dotato inoltre di un trasformatore d’isolamento BT/BT, anch’esso caratterizzato da marcate connotazioni di resistenza all’azione di fulminazioni e di soppressione dei disturbi, oltre a ricreare a valle un regime IT, quindi neutro isolato da terra, che permette di intervenire per ripristinare le condizioni di isolamento senza perdere la continuità di servizio.

Schema di rete. La rete distributiva dell’applicazione è così composta:

- sistema elettrico alimentato in media tensione dalla rete o da gruppi elettrogeni di riserva;
- sviluppo su 2 rami di alimentazione in bassa tensione indipendenti non in parallelo con congiunture di rete per garantire flessibilità di esercizio;

Ciascun ramo presenta inolte i seguenti dispositivi:
stabilizzatore di tensione IREM da 3 MVA;
quadro Elettrico BTicino;
trasformatore d’isolamento BT/BT BTicino da 3 MVA.

Gestione dei carichi e dimensionamento circuiti ausiliari. I due sistemi alimentano due diversi gruppi di carichi con un assorbimento di circa 3 MVA; in caso di fuori servizio di uno dei due rami, è possibile trasferire i carichi considerati prioritari o a bassa interrompibilità da uno all'altro e viceversa.

Ognuno dei due quadri elettrici forniti da BTicino prende alimentazione dalla rete e la trasferisce al carico attraverso il ramo stabilizzato (stabilizzatore + trasformatore) e i relativi interruttori di protezione (In=6.300 A in ingresso e In=5.000 A in uscita) o tramite l’interruttore di by-pass (In=6.300 A).

Dovendo dimensionare anche i circuiti ausiliari per le variazioni di tensione imposte, si è integrato all’interno di ciascun quadro elettrico uno stabilizzatore di tensione IREM di piccola taglia con la funzione di Power Supply per tutta la parte di automazione del quadro.

Dispositivi ausiliari di controllo, protezione e monitoraggio. I quadri sono equipaggiati con centraline di protezione dei trasformatori d’isolamento che, attraverso le temperature rilevate dalle termosonde, generano allarmi e gestiscono partizioni logiche.

Integrato nell’impianto anche un sistema di misura in grado di rilevare tramite analizzatori di rete le grandezze elettriche in ingresso ed in uscita del quadro.

Tutte le informazioni di stato dei principali dispositivi vengono rimandate attraverso spie di
segnalazione sul quadro sinottico garantendo così l’individuazione immediata dello stato di ogni singolo dispositivo e vengono rese disponibili su morsettiera attraverso la duplicazione dei contatti di stato.

Sulle linee entranti nei quadri sono presenti SPD di classe I (protezione contro le fulminazioni
dirette) e su quelle in uscita SPD di classe II (protezione contro le fulminazioni indirette e
sovratensioni residue); anche questi dispositivi sono equipaggiati di contatti che ne segnalano l’efficienza e lo stato.