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Automatici si nasce: Quando è un gruppo elettrogeno Automatico per davvero.

Il gruppo elettrogeno automatico è un generatore dotato di motore Diesel in grado di avviarsi in caso di assenza   della rete elettrica,

Specifichiamo “motore Diesel” poiché un gruppo elettrogeno con motore a benzina può essere automatico ma si rivela estremamente inaffidabile in quanto il motore a benzina non ha la stessa prontezza all’avviamento dopo lunghi periodi di stop tipici di un gruppo elettrogeno automatico.

Per Generatore Automatico si intende in particolare un generatore in grado di procedere secondo la logica che segue:

1.       Identificare la mancanza Rete o anomalia nei parametri di rete

2.       Avviare e controllare il Diesel

3.       Pilotare i contattori oppure uno o più interruttori / commutatori motorizzati per la connessione dell’utenza/carico

4.       Rilevare il rientro della  Rete nei parametri corretti

5.       Commutazione per la connessione dell’utenza/carico alla rete  

6.        Arrestare il Diesel

7.        Ritorno nella posizione del punto 1 pronto a ripetere il ciclo ogni volta si renda necessario.

Quanto descritto sopra è la logica di funzionamento ideale di un Generatore realmente Automatico.

Il termine “realmente” è utilizzato di dovere, poiché si tende (anche tra gli operatori del settore) a confondere un gruppo elettrogeno automatico con un gruppo elettrogeno che “può” essere avviato tramite un contatto pulito che viene gestito da un quadro di controllo separato.

Volendo spiegare in altri termini il secondo caso, è come prendere il contatto di avviamento che sta dietro il pulsante start e portarlo distante su un altro quadro elettrico capace di chiudere ed aprire il contatto ovvero premere e rilasciare il pulsante.

Pare evidente che il generatore di cui sopra non è per niente automatico e che per funzionare ha bisogno di un ulteriore quadro dotato di logica capace di rilevare la presenza di rete e comandare l’avviamento e l’arresto del generatore. Apostrofare come “automatico” un generatore come questo è come andare al distributore di carburante e definire una pompa di benzina “automatica” quando in realtà sei tu a fare il rifornimento all’automobile. Riflettici: è una definizione comune ma di fatto è un termine improprio.

Una diffusa corrente di pensiero sostiene come la gestione dell’automazione resa separatamente, quindi non direttamente nel gruppo elettrogeno, possa dare dei vantaggi in termini di affidabilità del sistema in quanto si può sostituire facilmente il quadro ATS senza dovere intervenire sul gruppo elettrogeno.

Francamente ci sono tanti, troppi, motivi per bocciare questa soluzione, che si può ritenere valida solo in alcuni casi particolari. Ora andiamo a menzionarne solo alcuni:

Innanzi tutto è evidente che la situazione è reversibile, cioè da una parte potrebbe essere vantaggioso potere sostituire facilmente il quadro ATS senza dovere intervenire sul gruppo elettrogeno esattamente come d’altra parte avere un quadro di commutazione senza logica di comando è altrettanto facile da sostituire senza intervenire sulle logiche di gestione.

Il primo vantaggio nel disporre di un generatore realmente automatico, dotato cioè di un pannello di controllo automatico direttamente sul generatore, è che in questo modo si ha a che fare con una pannello di controllo in meno. Si, perché anche un generatore ad avviamento manuale predisposto per avviamento automatico con contatto start remoto avrà la sua centralina di protezione motore e gestione generatore. E’ evidente che gestire una sola centralina sia un lavoro più “pulito” nella maggioranza dei casi.

a)      Con un pannello di controllo automatico è facile avere una situazione chiara di quello che accade nell’impianto e sul gruppo elettrogeno. Significa anche avere a disposizione in un solo dispositivo i dati del Generatore e della Rete. Ad esempio possiamo interpretare nel comportamento del gruppo elettrogeno un sovraccarico sull’utenza/carico.

b)      Talvolta il sistema ATS con logica separata è semplicemente un commutatore di linea, di conseguenza non identifica problemi complementari alla rete quali bassa tensione, mancanza fase, bassa tensione su una sola fase, etc etc.

Problemi facilmente individuabili dal pannello di controllo g.e. montato a bordo macchina

Un gruppo elettrogeno è automatico quando fa tutto da solo. Se ha necessità di interventi esterni allora non è automatico.

Eventualmente sarebbe il “sistema” nel suo complesso, ad essere automatico.

Un gruppo elettrogeno automatico non è solo una centralina

Se bastasse una centralina di controllo e gestione a rendere automatico un generatore sarebbe tutto più semplice, ma non è così.

Il gruppo elettrogeno automatico senza un caricabatterie statico non sarebbe in grado di funzionare correttamente in quanto la batteria di accumulatori non sarebbe sufficientemente carica per garantire uno o più cicli di avviamento.

Il caricabatterie statico non è altro che un caricatore che alimentato dalla tensione di rete provvede al mantenimento della  carica alla  batteria anche quando il gruppo elettrogeno è spento.

Il preriscaldo è un altro elemento importante per un gruppo elettrogeno automatico che spesso non viene preso abbastanza sul serio.

L’avviamento di un gruppo elettrogeno di emergenza avviene con la presa di tutto il carico elettrico in un unico step. Per volere fare un paragone è come se al  mattino  nella stagione invernale  accendiamo il motore della nostra automobile e partiamo immediatamente a tutta velocità, magari percorrendo una salita.

Il preriscaldo, detto anche scaldi glia, è un riscaldatore che alimentato dalla tensione di rete, mantiene in temperatura l’acqua contenuta nel circuito di raffreddamento del motore, oppure l’olio lubrificante contenuto nella coppa. Entrambi le tipologie di preriscaldo hanno lo scopo di tenere caldo il motore in modo che il motore possa avviarsi anche con temperature esterne particolarmente basse e soprattutto possa erogare da subito la massima potenza senza un  ciclo di preriscaldo preliminare  senza carico.

Ecco perché automatici si nasce: non un gruppo elettrogeno manuale troppo facilmente chiamato automatico dai venditori ma un vero generatore automatico e non ci penso più.

Gruppi Elettrogeni trifase per alimentare carichi monofase: distribuire un carico.

Orefice Generators - Copyright 2017

Orefice Generators - Copyright 2017

Nel dimensionare la potenza di un generatore occorre valutare attentamente  quale sia  il tipo di utenza da alimentare.

Spesso si è nella condizione di disporre di un gruppo elettrogeno trifase e di dovere alimentare un carico monofase. Come procedere?

Avrai sentito dire che un gruppo elettrogeno trifase di Potenza P=3kW può alimentare un carico monofase di potenza pari a 1kW perché Pm=P/3.

Si tratta di una condizione valida per tutti gli alternatori con avvolgimenti collegati a Stella, con una tensione concatenata pari a 400V, dove per ottenere la tensione monofase di 230V non facciamo altro che alimentare il carico tra una fase ed il centro stella.

I carichi monofase alimentati da un gruppo elettrogeno trifase devono essere distribuiti in modo tale che su ogni fase circoli  non oltre  la corrente nominale del gruppo elettrogeno.

Notare come si parli di potenza ma anche di Corrente, questo perché va tenuto conto che alcuni carichi al momento dell’inserzione hanno un assorbimento superiore, ovvero correnti più elevate. Va da se che un tecnico accorto possa basarsi prima su un calcolo sperimentale, ma poi debba necessariamente misurare i carichi elettrici distribuiti sulle fasi con l’ausilio di uno strumento di misura.

Se non hai a disposizione uno strumento per misurare le correnti ma disponi di un generatore Orefice con pannello di controllo VEOTM , puoi comodamente monitorare gli assorbimenti direttamente dal Display.

veo control panel

Se non disponi di uno strumento di misura e di gruppo elettrogeno Orefice non sarai in grado di accertare la corretta distribuzione dei carichi tra le fasi.

Cosa accade se i carichi non vengono distribuiti correttamente?

Può succedere che il gruppo elettrogeno vada in sofferenza   e che in particolare gli avvolgimenti presenti all’interno dell’alternatore arrivino a surriscaldarsi sino a “bruciarsi” ed interrompersi.

Per fare un paragone, immaginiamo che il carico elettrico sia una pesante busta della spesa, e che portiamo questa busta per centinaia e centinaia di metri sempre con lo stesso braccio. Arriveremo a destinazione con un braccio affaticato e sensibilmente più soggetto ad un infortunio. Dividendo il carico in due buste non cambierebbe il lavoro da compiere, e forse nemmeno la fatica, tuttavia sarebbe più facile portare il carico a destinazione evitando dolori e rischio.

I carichi squilibrati sono uno dei maggiori fattori di avaria in un alternatore e di conseguenza in un gruppo elettrogeno.

Non è tutto qui…

Un carico squilibrato potrebbe danneggiare l’utenza ad esso collegata, specialmente quando è un carico variabile.  Una utenza costituita da apparecchiature elettroniche potrebbe non funzionare correttamente.

Capita specialmente ai Service Audio che noleggiano o acquistano un gruppo elettrogeno al quale poi   collegano il loro quadro prese senza cura di verificare quanta corrente stanno prelevando da ogni singola fase.

Facciamo un esempio per spiegare meglio cosa può accadere:

·         Gruppo elettrogeno con potenza elettrica Continua pari a 16 kW; fattore di potenza 0,8; tensione nominale trifase 400V.

·         Carico elettrico monofase da collegare pari ad un totale di 8 kW così suddiviso:

o   Lampade Alogene: 5 kW

o   Altri utilizzatori dotati di trasformatore: 3 kW

Istintivamente il Tecnico meno esperto si sentirebbe libero di collegare tutte le lampade alogene sotto una fase ed i restanti 3 kW sotto un'altra fase. Con questa suddivisione, considerando una corrente di inserzione delle lampade alogene pari ad almeno 10 volte la corrente nominale per un tempo medio di 0,12 s, non solo avrà problemi nell’accensione delle lampade, ma sovraccaricherà il generatore che per almeno 0,12 s, non garantirà valori di tensione e frequenza idonei ad alimentari i restanti 3 kW con il rischio di procurare  danni per valori di tensione fuori dai limiti.

Documenti del gruppo elettrogeno: mai senza!

I generatori, siano essi in servizio di emergenza o in funzionamento continuo, devono necessariamente essere dotati di documenti che ne consentano l’utilizzo e l’installazione e l’identificazione.

Quali sono i documenti che dovrebbero essere forniti, sia esso un generatore nuovo oppure un gruppo elettrogeno di seconda mano?

Nei paesi UE possedere un generatore senza i documenti equivale ad avere un serio problema!

Manuale di installazione, funzionamento, manutenzione.

Il costruttore per ogni macchina prodotta emette un manuale d’uso e manutenzione che permetta l’utilizzo del prodotto in maniera corretta ed in sicurezza.

Il manuale è quel documento (cartaceo o digitale) che ogni operatore dovrebbe leggere prima di installare o comunque prima di utilizzare il gruppo elettrogeno.

Manuale del motore, dell'alternatore e degli altri componenti del gruppo.

Non è fondamentale disporre del manuale specifico per ogni componente del generatore, salvo casi specifici. Solitamente il costruttore del gruppo elettrogeno provvede il manuale operativo del motore e dell’alternatore.

I produttori dei motori diesel per gruppi elettrogeni distinguono i manuali in diversi tipi, ad esempio quello utente da quello OEM, oppure dal manuale d’officina.

Schemi unifilari e funzionale, del quadro di comando.

Unitamente a manuali ed altri documenti viene sempre fornito lo schema di collegamento dei conduttori di potenza e quello della logica di comando e controllo (specialmente nel caso di gruppi elettrogeni automatici).

E’ buona norma, nel caso di acquisto di un generatore usato, verificare che i componenti e i collegamenti elettrici corrispondano fedelmente agli schemi elettrici disegni del costruttore. Questo a salvaguardia dell’incauto acquisto di macchine manomesse e quindi non più a norma.

Disegni d'assieme e installazione.

L’obbligo o meno di fornire i disegni del gruppo elettrogeno è definito nelle condizioni contrattuali. Solitamente viene fornito uno schema di montaggio oppure un disegno definitivo detto anche “as build”.

Documentazione delle eventuali prove eseguite.

Un costruttore con la “C” maiuscola provvede al collaudo funzionale e a carico di tutti i gruppi elettrogeni prodotti, mentre altri effettuano dei test a campione per contenere i costi di produzione che inevitabilmente si ripercuotono sul costo del prodotto.

Il collaudo in fabbrica, è una garanzia per chi acquista perché riduce al minimo la possibilità di avarie al momento della messa in servizio.

In un sistema di gestione della qualità ottimale e reale, il collaudo permette di gestire ogni non conformità prima che questa possa essere trasmessa al Cliente finale.

Non vi è obbligo di fornire il documento che attesta la prova di funzionamento del generatore, che in ogni caso è un documento di parte.

Importante distinguere il Report di collaudo dal Certificato di collaudo. Il primo può essere fornito gratuitamente su richiesta, mentre per il secondo potrebbe essere fornito a  pagamento.

Elenco delle parti di ricambio consigliate per la messa in servizio.

Bisogna sfatare un mito che riguarda le parti necessarie per la messa in servizio: nel 90% dei casi non esistono parti “necessarie” per la messa in servizio di un generatore. Nel restante 10% si tratta di parti di tipo consumabile o specifiche per una particolare applicazione.

Certificato di Garanzia.

Un gruppo elettrogeno ha una garanzia minima del produttore pari a 12 mesi. Il certificato di garanzia è necessario per l'attivazione della stessa, poichè una volta compilato e restituito tramite PEC o raccomandata, costituisce una data certa di attivazione della garanzia e permette al costruttore di attivare le garanzie dei vari componenti.

Attivare la garanzia in ritardo può essere un problema, perchè la maggioranza dei produttori stabilisce un limite massimo di tempo tra la consegna del gruppo elettrogeno e la sua attivazione.

Certificato di conformità.

L’obiettivo del certificato di conformità è di assicurare il libero movimento di merci nell’ambito dell’Unione Europea.

Il documento è sempre obbligatorio, ed è importante fare chiarezza su alcuni punti:

a)      Deve essere fornito unitamente con il gruppo elettrogeno. Deve accompagnare il generatore per tutta la sua vita.

b)      Se il gruppo elettrogeno è prodotto fuori dalla UE, il certificato di conformità deve essere emesso da un soggetto comunitario, quindi se proprio si decide di acquistare un prodotto made in China (per esempio) allora è bene accertarsi che l’importatore abbia provveduto ad emettere il certificato.

c)      L’importatore che immette nel mercato Comunitario è il solo responsabile della marcatura e del relativo documento.

Fatte queste premesse vediamo quali sono i dati che deve contenere un certificato di conformità.

 

DICHIARAZIONE CE DI CONFORMITA`

La dichiarazione CE di conformità deve contenere i seguenti elementi:

— nome e indirizzo del fabbricante o del suo mandatario stabilito nella Comunità;

— nome e indirizzo della persona che detiene la documentazione tecnica;

— descrizione dell’attrezzatura;

— procedura di valutazione della conformità seguita e, se del caso, nome e indirizzo dell’organismo notificato che l’ha effettuata;

— livello di potenza sonora garantita per l’apparecchiatura;

— rinvio alla presente direttiva;

— dichiarazione di conformità ai requisiti della presente direttiva;

— all’occorrenza la/le dichiarazione/i di conformità e estremi delle altre direttive comunitarie applicate;

— il luogo e la data della dichiarazione;

— dati sulla persona abilitata a firmare la dichiarazione giuridicamente vincolante per il fabbricante o per il suo mandatario stabilito nella Comunità.

Da kVA a kW La potenza di un gruppo elettrogeno facile come bere una birra.

Chi è alle prese con un generatore ha sicuramente sentito parlare di kW e di kVA, ed ha trovato sicuramente più semplice considerare i kW come unità di misura piuttosto che i kVA.

Conoscere la differenza tra watt (kW) e Va (kVA) è utile per stabilire con maggiore dettaglio il campo di applicazione del gruppo elettrogeno.

Orefice Generators - All rights reserved

Orefice Generators - All rights reserved

Lo scorso anno durante una lezione per spiegare ai mie Studenti la differenza tra kVA e kW ho utilizzato un esempio classico ma sicuramente chiaro al mio uditorio, paragonando la potenza elettrica di un gruppo elettrogeno ad un bicchiere di Birra.

Versando della Birra in un bicchiere, si formano due parti separate tra loro, ovvero la schiuma e la stessa Birra. Possiamo paragonare il bicchiere alla potenza massima, la schiuma alla potenza reattiva e la Birra alla potenza attiva.

Il bicchiere è “apparentemente” pieno ma in realtà ciò che ti disseterà sarà la birra e non la schiuma. Per bere la Birra devi necessariamente bere anche la schiuma, che benché non sia particolarmente saporita, contribuisce anche essa a riempire il bicchiere prima e la pancia poi.

Così come la schiuma nella Birra, la potenza reattiva va considerata anche quando non serve, ed è legata al fattore di potenza, che nel caso del’alternatore di un gruppo elettrogeno è 0,8.

Il fattore di potenza è il rapporto fra il modulo del vettore potenza attiva che alimenta un carico elettrico e il modulo del vettore potenza apparente che fluisce nel circuito, e coincide con il coseno dell'angolo di sfasamento compreso tra i vettori di tensione e corrente.

E’ evidente quindi che per conoscere la potenza attiva di un gruppo elettrogeno non dobbiamo fare altro che moltiplicare il valore in kVA per 0,8 e viceversa dividere per 0,8 per passare da kW a kVA.

kW=kVA*0,8

kVA=kW/0,8

Esempio: Un gruppo elettrogeno da 20kVA a quanti kW nominali corrisponde? Moltiplico 20*0,8 e ottengo la potenza attiva in kW ovvero 16kW.

Il termine “apparente” da anche l’idea di qualcosa che “sembra ma non è”.

Se la potenza reattiva è considerata quasi come uno scarto, perché quando si parla di gruppi elettrogeni si considera la potenza apparente?

Questa è una delle domande più comuni che ho sentito, perché in effetti sembra non avere senso prendere in considerazione la potenza apparente quando si va cercando quella attiva.

La risposta è semplice: La potenza apparente  è utile essendo questa legata al valore della corrente  effettivamente presente nel circuito.
Può essere considerata come il valore massimo di potenza attiva che otterremmo annullando lo sfasamento tra tensione e corrente.

Ricordi l’esempio della birra? Puoi immaginare di riuscire a diminuire la quantità di schiuma nel bicchiere e di rabboccare con dell’altra Birra!

I valori di potenza attiva e apparente si avvicinano fino a diventare uguali quando il fattore di potenza tende a 1. Questo accade quando un generatore alimenta un carico di tipo resistivo.

Nei gruppi elettrogeni monofase, con tensione 230V, non c’è sfasamento, quindi considerando un fattore di potenza =1, la potenza attiva sarà la sola potenza utile da considerare.

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La differenza tra un gruppo elettrogeno con motore 3000 rpm e 1500 rpm.

Che differenza c’è tra un gruppo elettrogeno 3000 rpm e 1500 rpm ? Come non farsi trovare impreparati.

Il gruppo elettrogeno per definizione è l’assieme di un motore a combustione interna che muove un generatore elettrico.

I motori più diffusi sono quelli Diesel e Benzina con regime di rotazione a 1500 rpm oppure 3000 rpm, dove “rpm” sta per  revolutions per minute o in italiano, rotazioni per minuto. (Il numero di giri del motore può essere anche inferiore a 1500).

Che differenza c’è tra un gruppo elettrogeno 3000 rpm e 1500 rpm ?

Tecnicamente abbiamo già risposto: un motore in un minuto esegue 3000 rotazioni, mentre l’altro nello stesso minuto ne esegue 1500, ovvero la metà. Significa, in altre parole, che se con un tachimetro misurassimo il numero di giri all’albero di uno e dell’altro, otterremo appunto rispettivamente 3000 giri e 1500 giri.

Questa differenza comporta delle conseguenze evidenti che bisogna conoscere durante l’acquisto e durante l’utilizzo di un generatore:

Vita attesa

Un motore con regime 3000 giri/min, ha una vista attesa inferiore rispetto al motore 1500 giri/min. Questo è dovuto alla differenza di sollecitazioni a cui esso è sottoposto. Pensa ad un automobile che viaggia a 80km/h  in terza marcia ed un automobile che viaggia a 80km/h in quinta marcia, entrambe raggiungono la stessa velocità ma con uno stress meccanico differente.

Volendo dare dei numeri, possiamo dire che un gruppo elettrogeno con motore diesel 3000rpm raggiunte le 2500 ore di funzionamento potrebbe avere necessità di una revisione parziale o totale, mentre per un motore diesel 1500rpm questa potrebbe essere necessaria dopo le 10.000 ore di funzionamento. (valori indicativi)

Limiti di funzionamento

Alcuni dicono 3 ore, altri 4 ore oppure 6 ore di funzionamento continuativo.

Un motore a 3000 giri/min ha un limite di funzionamento nel tempo, solitamente dopo alcune ore di funzionamento andrebbe spento per consentirne il raffreddamento e verificare i livelli. Questo non significa che sia vietato utilizzarlo h24, ma che l’uso continuativo non è opportuno. Un elevato numero di giri, per un tempo prolungato, non è l’ideale per un motore diesel.

Dimensioni e peso

Il motore a 3000 giri/min a parità di potenza ha dimensioni e peso più contenute rispetto al 1500 giri/min poiché per raggiungere la potenza nominale ha caratteristiche tecniche diverse. Solitamente si tratta di motori mono e bicilindrici raffreddati ad aria.

Costi

Il costo del motore è inferiore, di conseguenza anche quello del generatore, ed anche il costo di gestione è differente: solitamente un motore che lavora sotto stress tende ad accumulare nel tempo un numero di avarie e manutenzioni superiore alla media.

Il rumore

Il rumore di un generatore con motore a 3000 rpm è solitamente superiore, e, anche quando ha una pressione acustica simile a quella del suo fratellastro con motore 1500rpm, la frequenza del suono risulta più fastidiosa nel caso del motore 3000rpm.

Valutati questi aspetti avrai le idee più chiare per selezionare e utilizzare il tuo generatore.