AP ENGINEERING AP ENGINEERING REL 08

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Regione Siciliana

Comune di Trapani Libero Consorzio Comunale di Trapani

PROGETTO DEFINITIVO

PROGETTO DI UN IMPIANTO AGRO-FOTOVOLTAICO COLLEGATO ALLA RTN CON POTENZA NOMINALE DC DI 34.987,68 kWp E UNA POTENZA

NOMINALE AC 31.370 kWp DA REALIZZARSI NEL COMUNE DI TRAPANI (TP) - C/DA BALLOTTELLA

Elaborato: RELAZIONE TECNICA

CAMPI ELETTROMAGNETICI

Relazione: Disegnato: Approvato: Rilasciato:

REL_08

AP ENGINEERING AP ENGINEERING

Foglio 210x297 (A4) Prima Emissione

Progetto: Data: Committente:

IMPIANTO KINISIA 29/09/2020 Green Twelve S.r.l.

Cantiere: Progettista:

TRAPANI – C/DA BALLOTTELLA

AP Engineering srls, Via Vespri 83 - 91100 Trapani P.IVA 02655170815 Email: [email protected]

mailto:[email protected]

PROGETTO DI UN IMPIANTO AGRO-FOTOVOLTAICO COLLEGATO ALLA RTN CON POTENZA NOMINALE DC DI 34.987,68 kWp E UNA POTENZA NOMINALE AC 31.370 kWp DA REALIZZARSI NEL COMUNE DI TRAPANI (TP) - C/DA BALLOTTELLA

RELAZIONE TECNICA CAMPI ELETTROMAGNETICI REL_08

Committente: Progettista:

Pag. 2 | 20 Green Twelve srl

INDICE

Premessa .................................................................................................................................................... 3

Riferimenti normativi ................................................................................................................................ 4

1 Cabine elettriche MT/BT ........................................................................................................................ 5

2 Linee elettriche di media tensione ......................................................................................................... 6

2.1 Campo elettrico .............................................................................................................................. 12

2.2 Induzione magnetica ...................................................................................................................... 13

3 Sottostazione elettrica di utenza MT/AT 30/220kV ............................................................................ 14

4 Elettrodotto AT 220 kV ........................................................................................................................ 16

4.1 Campo Elettrico .............................................................................................................................. 17

4.2 Induzione magnetica ...................................................................................................................... 18

5 Conclusioni ............................................................................................................................................ 20





PREMESSA

Ai fini della protezione della popolazione dall’esposizione umana ai campi elettrici e magnetici

alla frequenza di rete generati da linee e cabine elettriche, il D.P.C.M. 8 luglio 2003 fissa, in

conformità alla Legge 36/2001:

- I limiti di esposizione del campo elettrico (5 kv/m) e del campo magnetico (100 µT) per

la protezione da possibili effetti a breve termine;

- Il valore di attenzione (10 µT) e l’obiettivo di qualità (3 µT) del campo magnetico, da

intendersi come mediana nelle 24 ore in normali condizioni di esercizio, per la

protezione da possibili effetti a lungo termine connessi all’esposizione nelle aree di

gioco per l’infanzia, in ambienti abitativi, in ambienti scolastici e nei luoghi adibiti a

permanenza non inferiore a 4 ore giornaliere.

Il valore di attenzione si riferisce ai luoghi tutelati esistenti nei pressi di elettrodotti esistenti;

l’obiettivi di qualità si riferisce, invece, alla progettazione di nuovi elettrodotti in prossimità di

luoghi tutelati esistenti o alla progettazione di nuovi luoghi tutelati nei pressi di elettrodotti

esistenti. Il D.P.C.M. 8 luglio 2003, in attuazione della Legge 36/01 (articolo 4 comma 1 lettera

h), introduce la metodologia di calcolo delle fasce di rispetto, definita nell’allegato al Decreto

29 maggio 2008. Detta fascia, comprende tutti i punti nei quali, in normali condizioni di

esercizio, il valore di induzione magnetica può essere maggiore o uguale all’obiettivo di qualità.

Al fine di agevolare/semplificare l’iter autorizzativo relativo alla costruzione ed esercizio di

linee e cabine elettriche, la metodologia di calcolo per la determinazione delle fasce di

rispetto, prevede una procedura semplificata di valutazione, con l’introduzione della Distanza

di Prima Approssimazione (DPA), la quale permette, nella maggior parte delle situazioni, una

valutazione esaustiva dall’esposizione ai campi magnetici.

Nella presente relazione tecnica, applicando la procedura semplificata, vengono calcolate le

fasce di rispetto e le DPA delle cabine e linee elettriche oggetto di progettazione, ai fini della

valutazione dell’esposizione umana ai campi elettrici e magnetici.





RIFERIMENTI NORMATIVI

I principali riferimenti normativi da presi in considerazione per la progettazione, la costruzione

e l’esercizio dell’intervento oggetto del presente documento, sono di seguito elencati:

Norma CEI 106-11 (Guida per la determinazione delle fasce di rispetto per gli elettrodotti

secondo le disposizioni del D.P.C.M. 8 luglio 2003 (art.6));

D.P.C.M. del 8 luglio 2003 “Fissazione dei limiti di esposizione, dei valori di attenzione e

degli obiettivi di qualità per la protezione della popolazione dalle esposizioni ai campi

elettrici e magnetici alla frequenza di rete (50 Hz) generati dagli elettrodotti”;

Legge n.36 del 22 febbraio 2001;

Decreto Interministeriale del 21 marzo 1988 n.449;

Guida e-Distribuzione Distanza di prima approssimazione da linee e cabine elettriche;

Norma CEI 211-4 “Guida ai metodi di calcolo dei campi elettrici e magnetici generati da

linee elettriche”

Norma CEI 106-11 “Guida per la determinazione delle fasce di rispetto per gli

elettrodotti secondo le disposizioni del DPCM 8 luglio 2003 (Art. 6). Parte 1: Linee

elettriche aeree e in cavo.”

DM 29.05.2008 “Approvazione della metodologia di calcolo per la determinazione delle

fasce di rispetto per gli elettrodotti”.





1 CABINE ELETTRICHE MT/BT

Per la determinazione della Distanza di Prima Approssimazione delle cabine elettriche di

trasformazione MT/BT, è stata applicata la procedura di calcolo definita dal Decreto

Ministeriale 29 maggio 2008.

La struttura semplificata sulla base della quale viene calcolata la DPA, è un sistema trifase,

percorso da una corrente pari alla corrente nominale dell’avvolgimento di bassa tensione, e

con distanza tra le fasi pari al diametro dei cavi reali in uscita dal trasformatore stesso.

Sotto queste ipotesi, l’espressione che consente di determinare la DPA è quella di seguito

riportata:

𝐷𝑃𝐴

√𝐼 = 0,40942 𝑋0,5241 (1)

dove:

DPA è la distanza di prima approssimazione, in metri;

I è la corrente nominale dell’avvolgimento di bassa tensione del trasformatore, in

Ampere;

X è il diametro dei cavi in uscita dal trasformatore, in metri.

Nel caso in esame, le cabine MT/BT di campo risultano equipaggiate con trasformatori da

1250 kVA e rapporto di trasformazione nominale 30/0,64kV, a cui corrisponde una corrente

secondaria nominale pari a:

I = 1128 A

Ipotizzando che ciascuna fase BT sia costituita da 3 cavi unipolari di bassa tensione da 400

mm2 (diametro del singolo cavo unipolare pari a 36,5 mm), si ottiene un diametro

equivalente pari a circa 94 mm, e dunque, applicando la (1), una Distanza di Prima

Approssimazione, arrotondata al mezzo metro superiore, pari a:

DPA = 4 m





2 LINEE ELETTRICHE DI MEDIA TENSIONE

Il profilo trasversale del campo magnetico generato dalle linee elettriche in cavo interrato,

misurato a 1 m dal piano di calpestio, ha un andamento del tipo indicato nelle figure seguenti,

dove:

le curve della figura a si riferiscono a linee trifasi con conduttori distanziati tra loro di

0,20 m posati rispettivamente a 1,00 m, 1,50 m e 2,00 m di profondità, paralleli tra loro

e alla superficie di calpestio. La corrente di ogni fase è di 200 A;

le tre curve di figura b sono riferite a linee con fasi disposte a trifoglio e distanti tra loro

0,05 m con profondità di posa per fase di cui alla precedente figura.





Figura 1: Figura a) tratta dalla Norma CEI 11-17





Figura 2: Figura b) tratta dalla Norma CEI 11-17





Analizzando i grafici sopra rappresentati, si nota che l’intensità del campo magnetico generato

decresce rapidamente con la distanza e che l’incremento della profondità di posa e

l’avvicinamento delle fasi e la loro disposizione a trifoglio, a parità di altre condizioni, attenua il

campo.

Al contrario, nel caso di linea in doppia terna, a parità di profondità di posa, la configurazione

con le fasi disposte in piano e a contatto è, in genere, migliore di quella a trifoglio, se le fasi

delle due terne sono disposte in maniera ottimale, soprattutto per quanto riguarda i valori di

induzione magnetica ad una certa distanza dall’asse della linea. Inoltre, in questi casi, anche

la distanza tra le due terne rappresenta un fattore importante ai fini della mitigazione del

campo magnetico. I risultati di calcolo riportati nella figura seguente, tratta dalla Norma CEI

106-11, illustrano tali affermazioni ed evidenziano come, nel caso della posa a trifoglio, i

valori dell’induzione magnetica diminuiscano all’aumentare della distanza tra le due terne,

mentre con la posa in piano si verifichi esattamente l’opposto.

Figura 3: Confronto tra i profili laterali dell'induzione magnetica a 1 m da terra di due terne poste rispettivamente a trifoglio e in piano a contatto, I=1000; profondità di posa= 1,2 m;

diametro cavi 100 mm





L’esempio riportato sopra dimostra inoltra come, nel caso dei cavi disposti in doppia terna, le

combinazioni dei parametri geometrici ed elettrici che entrano in gioco nella determinazione

della distribuzione del campo magnetico siano in pratica più numerose e/o maggiormente

modificabili di quelle precedentemente individuate per tipiche linee elettriche aeree. Infatti,

come è facilmente intuibile, esiste una maggior libertà nella scelta della geometria di posa delle

due terne e nella disposizione delle fasi dei cavi.

Diversamente, l’utilizzo di cavi unipolari avvolti reciprocamente a spirale, fa sì che l’obiettivo

di qualità di 3µT fissato dal D.P.C.M. 08/07/2003, venga raggiunto a brevissima distanza

dall’asse del cavo stesso (50÷80cm), grazie alla ridotta distanza tra le fasi e alla loro continua

trasposizione dovuta alla cordatura. Inoltre, considerando che la profondità di posa prevista

è di 1,20 m, a livello del suolo sulla verticale del cavo e nelle condizioni limite di portata si

determina una induzione magnetica inferiore a 3 µT, pertanto per questa tipologia di cavi non

è necessario stabilire una fascia di rispetto in quanto l’obiettivo di qualità è rispettato

ovunque.

Quanto sopra descritto, trova riscontro nella guida e-Distribuzione “Linee guida per

l’applicazione del paragrafo 5.1.3 dell’Allegato al DM 29.05.08 – Distanza di prima

approssimazione (DPA) da linee elettriche e cabine elettriche”, con particolare riferimento alle

linee elettriche di distribuzione di media tensione di e-Distribuzione:

Figura 1: DPA linee MT ad elica visibile





Per la valutazione del campo elettrico e del campo magnetico generato dalla linea durante

l’esercizio, è stata applicata la procedura di calcolo descritta dalla Norma CEI 211-4: “Guida ai

metodi di calcolo dei campi elettrici e magnetici generati da linee elettriche”, adottando le

seguenti ipotesi di lavoro:

Tipologia di cavi: unipolari;

Formazione: 2x[3x(1x400)] mm2;

Tipologia di posa: interrata;

Modalità di posa: in piano con fasi a contatto;

Profondità di posa: 1,2 m;

Portata di corrente in regime permanente: 1086 A

Intensità di corrente nominale per fase: 603 A circa;

I risultati di calcolo ottenuti sono riportati nei paragrafi seguenti.





2.1 Campo elettrico

Le tipologie di cavo scelte in fase di progettazione esecutiva (tripolare ad elica visibile o

unipolari) sono dotate di schermo metallico, il quale consente di ridurre il campo elettrico a

livelli trascurabili. Quanto affermato trova riscontro nel grafico sotto riportato:

Figura 6: campo elettrico generato dalla linea durante l’esercizio valutato a livello della superficie del

suolo





2.2 Induzione magnetica

La disposizione dei cavi in piano con fasi a contatto, consente di ridurre il valore dell’induzione

magnetica generata, a valori inferiori all’obiettivo di qualità di 3µT fissato dal D.P.C.M.

08/07/2003, come mostrato nella figura seguente:

Figura 7: induzione magnetica generata dalla linea durante l’esercizio valutato a livello della superficie

del suolo

L’analisi dei grafici sopra rappresentati, mostra che le linee elettriche di media tensione

oggettodella presente relazione tecnica generano, nelle condizioni di posa previste dal

progetto, al di sopra del livello del suolo ed in corrispondenza dell’asse della linea valori di

campo elettrico e induzione magnetica inferiori agli obiettivi di qualità fissati dal D.P.C.M.

08/07/2003, pari a 5 kV/m e 3µT rispettivamente per il campo elettrico e il campo induzione

magnetica, pertanto non è necessario definire una Fascia di rispetto ed una Distanza di Prima

Approssimazione (DPA).





3 SOTTOSTAZIONE ELETTRICA DI UTENZA MT/AT 30/220KV

Per questa tipologia di impianti, la Distanza di Prima Approssimazione e, quindi, la fascia di

rispetto rientrano, generalmente, nei confini di pertinenza dell’impianto stesso. Quanto

affermato, trova riscontro nella “Linea Guida per l’applicazione del § 5.1.3 dell’Allegato al DM

29.05.08 – Distanza di prima approssimazione (DPA) da linee e cabine elettriche”, elaborata

da Enel Distribuzione S.p.A. quale supporto tecnico all’applicazione del § 5.1.3 dell’Allegato al

DM 29 maggio 2008 “Approvazione della metodologia di calcolo per la determinazione delle

fasce di rispetto degli elettrodotti”:

Figura 8: DPA cabine primarie AT/MT





L’esempio sopra riportato, si riferisce al caso tipico di Cabina Primaria Enel, equipaggiata con n°

2 trasformatori AT/MT da 63MVA ed apparecchiature AT isolate in aria.

L’ immagine mette in evidenzia che la DPA è sicuramente interna alla cabina se sono rispettate

le seguenti distanze dal perimetro esterno:

- 14 m dall’asse delle sbarre di AT in aria;

- 7 m dall’asse delle sbarre MT in aria.

Nel caso in esame, la Sottostazione Elettrica di Utenza progettata, equipaggiata con un

trasformatore MT/AT 30/220kV da 40 MVA ONAN/ONAF, presenta le seguenti distanze dal

perimetro esterno:

- 25 m dall’asse delle sbarre AT;

- 10 m dall’asse delle sbarre MT.

Pertanto possiamo affermare che la Distanza di Prima Approssimazione, rientra nei confini di

pertinenza dell’impianto stesso.





4 ELETTRODOTTO AT 220 KV

L’elettrodotto a 220 kV in cavo interrato consentirà di collegare la Sottostazione Elettrica di

Utenza con lo stallo Arrivo Produttore a 220 kV da realizzare presso la futura Stazione Elettrica

di Smistamento PARTANNA 2.

Per la valutazione del campo elettrico e del campo magnetico generato dalla durante l’esercizio,

è stata applicata la procedura di calcolo descritta dalla Norma CEI 211-4: “Guida ai metodi di

calcolo dei campi elettrici e magnetici generati da linee elettriche”, adottando le seguenti

ipotesi di lavoro:

Tipologia di cavi: unipolari;

Sigla del cavo: ARE4H5E;

Formazione: 3x1x1600 mm2;

Tipologia di posa: interrata;

Modalità di posa: a trifoglio;

Profondità di posa: 1,5 m;

La corrente utilizzata nel calcolo è la portata in regime permanente, così come definita nella

Norma CEI 11-17:

Portata in regime permanente: massimo valore della corrente che, in regime permanente e in

condizioni specificate, il conduttore può trasmettere senza che la sua temperatura superi un

valore specificato.

Per il cavo in esame, la portata di riferimento è pari a 1000 A.

I risultati di calcolo ottenuti, sono riportati nei paragrafi seguenti.





4.1 Campo Elettrico

Il cavo scelto in fase di progettazione esecutiva è dotato di schermo metallico, il quale consente

di ridurre il valore efficace del campo elettrico a valori inferiori ai limiti di legge (5 kV/m):

Figura 9: campo elettrico generato dalla linea durante l’esercizio valutato a livello della superficie del

suolo





4.2 Induzione magnetica

A parità di portata in regime permanente, la disposizione dei cavi a trifoglio rispetto alla

disposizione in piano, consente di ridurre il valore dell’induzione magnetica al di sopra del livello

del suolo ed in corrispondenza dell’esse della linea, che comunque risulta superiore all’obiettivo

di qualità di 3µT fissato dal D.P.C.M. 8 luglio 2003:

Figura 10: induzione magnetica generata dalla linea durante l’esercizio valutato a livello della

superficie del suolo





Quanto sopra rappresentato, trova riscontro nella Linea Guida per l’applicazione del § 5.1.3

dell’Allegato al DM 29.05.08 – Distanza di prima approssimazione (DPA) da linee e cabine

elettriche”, elaborata da Enel Distribuzione S.p.A. quale supporto tecnico all’applicazione del §

5.1.3 dell’Allegato al DM 29 maggio 2008 “Approvazione della metodologia di calcolo per la

determinazione delle fasce di rispetto degli elettrodotti”.

Tuttavia, bisogna considerare che il calcolo è stato condotto considerando come corrente di

calcolo la portata in regime permanete del cavo (1000 A) la quale risulta superiore alla

corrente di impiego effettiva della linea, pari a 120,5 A circa (a cui corrisponde una potenza

pari a 31,3026MW). Pertanto possiamo affermare che l’induzione magnetica generata

durante l’esercizio a livello della superficie del suolo e in corrispondenza dell’asse della linea,

sarà sicuramente inferiore all’obiettivo di qualità, come mostrato nella figura seguente:

Figura 12: induzione magnetica generata dalla linea durante l’esercizio valutato a livello della superficie

del suolo





5 CONCLUSIONI

Alla luce dei calcoli eseguiti, non si riscontrano particolari problematiche relative all’impatto

elettromagnetico generato dalle linee e cabine/stazioni elettriche, infatti:

le DPA delle cabine MT/BT rientrano nei confini di pertinenza dell’impianto fotovoltaico;

la profondità di posa delle linee MT è tale per cui l’induzione magnetica a livello del

suolo lungo l’asse della linea è inferiore all’obiettivo di qualità di 3µT;

la DPA della sottostazione elettrica di utenza rientra nei confini di pertinenza

dell’impianto;

per l’elettrodotto AT, considerando che verrà condiviso da più Produttori, sarà

necessario calcolare la DPA in funzione della potenza trasmessa.

Ciò nonostante, a lavori ultimati si potranno eseguire delle prove sul campo che dimostrino

l’esattezza dei calcoli e delle assunzioni fatte.

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