{"id":3685,"date":"2026-04-13T05:30:45","date_gmt":"2026-04-13T05:30:45","guid":{"rendered":"https:\/\/xbrele.com\/?p=3685"},"modified":"2026-05-25T14:29:00","modified_gmt":"2026-05-25T14:29:00","slug":"relay-trip-logic-map-for-mv-panels-50-51-50n-51n-27-59-86-how-they-inter","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/xbrele.com\/it\/relay-trip-logic-map-for-mv-panels-50-51-50n-51n-27-59-86-how-they-inter\/","title":{"rendered":"Mappa della logica di intervento dei rel\u00e8 per i pannelli MT: 50\/51\/50N\/51N\/27\/59\/86 - Come si interbloccano"},"content":{"rendered":"

Una guida tecnica completa al coordinamento dei rel\u00e8 di protezione e agli schemi di interblocco<\/h2>\n
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Introduzione<\/h2>\n

Nei sistemi di distribuzione elettrica a media tensione (MT), i rel\u00e8 di protezione rappresentano la prima linea di difesa contro i guasti elettrici, i danni alle apparecchiature e i rischi per il personale. La comprensione del modo in cui questi rel\u00e8 si intersecano e comunicano attraverso mappe logiche di intervento \u00e8 fondamentale per la progettazione, la messa in servizio e la manutenzione di sistemi di alimentazione affidabili.<\/p>\n

In 18 anni di esperienza nella messa in servizio di quadri MT in impianti petrolchimici, centri dati e sottostazioni di pubblica utilit\u00e0, ho potuto constatare di persona come schemi di rel\u00e8 mal coordinati possano provocare guasti catastrofici a cascata. Al contrario, le mappe logiche di intervento progettate correttamente hanno permesso di risparmiare milioni di dollari in apparecchiature e, cosa pi\u00f9 importante, di evitare infortuni.<\/p>\n

Questo articolo fornisce un esame approfondito delle funzioni pi\u00f9 comuni dei rel\u00e8 di protezione - i dispositivi ANSI numero 50, 51, 50N, 51N, 27, 59 e 86 - e spiega come si interbloccano nelle architetture dei quadri MT. Che si tratti di un ingegnere della protezione che progetta nuovi sistemi o di un tecnico sul campo che risolve i problemi delle installazioni esistenti, questa guida sar\u00e0 un riferimento pratico per comprendere il coordinamento della logica di intervento dei rel\u00e8.<\/p>\n

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Sezione 1: Comprensione dei numeri di dispositivo ANSI e delle loro funzioni<\/h2>\n

Prima di immergersi negli schemi di interblocco, \u00e8 necessario comprendere chiaramente la funzione di ciascun rel\u00e8. Lo standard ANSI\/IEEE C37.2 definisce i numeri dei dispositivi che sono diventati il linguaggio universale della tecnica di protezione.<\/p>\n

Protezione da sovracorrente (50\/51)<\/h3>\n

Dispositivo 50 (sovracorrente istantanea)<\/strong> si attiva senza ritardo intenzionale quando la corrente supera una soglia predeterminata. Le impostazioni tipiche del pick-up vanno da 6 a 10 volte la corrente a pieno carico per la protezione dei trasformatori e da 1,5 a 2 volte per le applicazioni dei motori. L'elemento istantaneo consente di eliminare i guasti ad alta velocit\u00e0 per i guasti ravvicinati, dove il potenziale di danno \u00e8 maggiore.<\/p>\n

Dispositivo 51 (sovracorrente a tempo)<\/strong> introduce una caratteristica tempo-corrente inversa, consentendo ai dispositivi a valle di eliminare i guasti prima che intervengano i rel\u00e8 a monte. Questo coordinamento si ottiene attraverso curve standardizzate (IEC estremamente inversa, molto inversa, standard inversa, o IEEE moderatamente inversa, molto inversa, estremamente inversa).<\/p>\n

Protezione contro i guasti a terra (50N\/51N)<\/h3>\n

Dispositivo 50N (sovracorrente istantanea di terra)<\/strong> rileva i guasti a terra attraverso la misurazione della corrente residua. Nei sistemi con messa a terra solida, le impostazioni del pickup sono in genere comprese tra 10-20% del valore nominale del TA di fase. Per i sistemi con messa a terra a resistenza, le impostazioni devono essere coordinate con la massima corrente passante della resistenza di messa a terra del neutro.<\/p>\n

Dispositivo 51N (messa a terra per sovracorrente a tempo)<\/strong> fornisce una protezione dai guasti a terra coordinata nel tempo, essenziale nei sistemi in cui \u00e8 richiesto un coordinamento selettivo tra pi\u00f9 dispositivi di guasto a terra.<\/p>\n

Protezione di tensione (27\/59)<\/h3>\n

Dispositivo 27 (sottotensione)<\/strong> protegge dai cali di tensione e dalla perdita di alimentazione, tipicamente impostata tra 80-90% della tensione nominale con ritardi di 1-10 secondi a seconda dell'applicazione. Questa funzione \u00e8 fondamentale per la protezione del motore e per prevenire il riavvio automatico in condizioni di degrado.<\/p>\n

Dispositivo 59 (sovratensione)<\/strong> protegge da condizioni di sovratensione prolungate che possono danneggiare l'isolamento e le apparecchiature collegate. Le impostazioni sono in genere comprese tra 110 e 120% della tensione nominale.<\/p>\n

Rel\u00e8 di blocco (86)<\/h3>\n

Dispositivo 86 (rel\u00e8 di blocco)<\/strong> \u00e8 un dispositivo di riarmo manuale azionato elettricamente che mantiene gli interruttori automatici nella posizione di intervento finch\u00e9 un operatore non riconosce manualmente la condizione di guasto. Questa funzione \u00e8 fondamentale per garantire che i guasti vengano esaminati prima della rialimentazione.<\/p>\n

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Dispositivo ANSI<\/th>\nRuolo di protezione<\/th>\nPercorso tipico del viaggio<\/th>\nControllo della messa in servizio<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
50 \/ 51<\/td>\nProtezione da sovracorrente istantanea e temporale<\/td>\nUscita rel\u00e8 alla bobina di sgancio dell'interruttore o al rel\u00e8 di blocco 86<\/td>\nIniezione di corrente secondaria alle impostazioni del pickup e del quadrante orario<\/td>\n<\/tr>\n
50N \/ 51N<\/td>\nProtezione contro i guasti a terra mediante corrente residua o di neutro<\/td>\nL'intervento di messa a terra \u00e8 indirizzato all'interruttore di alimentazione e al circuito di allarme.<\/td>\nVerifica della polarit\u00e0 del TA, della somma dei residui e dell'impostazione della corrente NGR<\/td>\n<\/tr>\n
27 \/ 59<\/td>\nSupervisione di sottotensione e sovratensione<\/td>\nLogica di intervento, di allarme o di esclusione del carico a seconda dell'applicazione<\/td>\nIniezione di tensione, temporizzazione del ritardo e convalida della logica di blocco<\/td>\n<\/tr>\n
86<\/td>\nBlocco a ripristino manuale dopo guasti critici<\/td>\nBlocca il circuito di chiusura fino al reset dell'operatore<\/td>\nBlocco dell'intervento, indicazione del target, contatto di chiusura del blocco e test di ripristino<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/figure>\n
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Sezione 2: Architettura della logica di intervento nei quadri MT<\/h2>\n

La mappa della logica di intervento definisce il modo in cui le uscite dei rel\u00e8 di protezione si collegano alle bobine di intervento degli interruttori, ai rel\u00e8 di blocco e ai sistemi ausiliari. I moderni quadri MT utilizzano tre architetture di sgancio principali:<\/p>\n

Configurazione dello scatto diretto<\/h3>\n

Nelle applicazioni pi\u00f9 semplici, i contatti di sgancio dei singoli rel\u00e8 sono collegati direttamente alla bobina di sgancio dell'interruttore. Pur essendo economico, questo approccio non offre i vantaggi dell'indicazione consolidata dei guasti e richiede contatti ausiliari separati per ciascun rel\u00e8 per bloccare la richiusura automatica.<\/p>\n

Intervento mediato dal rel\u00e8 di blocco<\/h3>\n

Schemi pi\u00f9 sofisticati instradano tutte le uscite del rel\u00e8 di protezione attraverso un rel\u00e8 di blocco 86. Questa configurazione offre diversi vantaggi:<\/p>\n

    \n
  • Supervisione della bobina a singolo punto di intervento<\/li>\n
  • Indicazione del flag consolidato<\/li>\n
  • Blocco intrinseco della chiusura automatica<\/li>\n
  • Interfaccia operatore libera per il riconoscimento dei guasti<\/li>\n<\/ul>\n

    Logica interna del rel\u00e8 multifunzione<\/h3>\n

    I moderni rel\u00e8 numerici implementano la logica di intervento internamente attraverso porte logiche programmabili. I contatti di uscita del rel\u00e8 possono essere configurati per rappresentare singoli elementi di protezione o funzioni di intervento combinate.<\/p>\n

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    Sezione 3: Schemi di interblocco tra le funzioni di protezione<\/h2>\n

    L'interazione tra le funzioni di protezione segue principi consolidati che garantiscono sia l'affidabilit\u00e0 (funzionamento quando richiesto) sia la sicurezza (non funzionamento errato).<\/p>\n

    Coordinamento di sovracorrenti e guasti a terra<\/h3>\n

    Le funzioni 50\/51 e 50N\/51N devono essere coordinate nel tempo e nella grandezza. Consideriamo una configurazione tipica:<\/p>\n

    Per un alimentatore MV da 2000A con TA 2000:5:
    \n- 51 pickup: 1,2 \u00d7 FLA = 2400A (secondario 6A)
    \n- 51 quadrante del tempo: 0,5 su curva molto inversa
    \n- 50 pickup: 8 \u00d7 FLA = 16.000A (secondario 40A)
    \n- Pickup 51N: secondario 0,5A (primario 200A, TA 10%)
    \n- Quadrante temporale 51N: 0,3 su curva molto inversa
    \n- Pickup 50N: secondario 2A (primario 800A)<\/p>\n

    Gli elementi di guasto a terra sono impostati in modo pi\u00f9 sensibile perch\u00e9 i guasti a terra comportano in genere magnitudo inferiori rispetto ai guasti di fase, ma sono ugualmente pericolosi.<\/p>\n

    Logica di blocco della tensione e della sovracorrente<\/h3>\n

    Le protezioni da sottotensione (27) e sovratensione (59) sono spesso interbloccate con le funzioni di sovracorrente per aumentare la sicurezza dello schema:<\/p>\n

    Sovracorrente di contenimento della tensione (51 V)<\/strong> riduce la soglia di pickup al diminuire della tensione, migliorando la sensibilit\u00e0 ai guasti remoti in cui la depressione della tensione \u00e8 significativa ma l'aumento di corrente \u00e8 modesto.<\/p>\n

    Sovracorrente controllata dalla tensione<\/strong> attiva l'elemento di sovracorrente solo quando la tensione scende al di sotto di una soglia, fornendo una protezione di riserva per le applicazioni dei generatori.<\/p>\n

    Integrazione del rel\u00e8 di blocco<\/h3>\n

    Il dispositivo 86 riceve gli ingressi da tutte le funzioni di protezione e fornisce le uscite per:
    \n- Bobina di sgancio primaria (percorso 52a)
    \n- Bobina di riserva (se in dotazione)
    \n- Contatto di blocco del circuito chiuso (52Y)
    \n- Allarme SCADA\/DCS
    \n- Annuncio locale<\/p>\n

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    Sezione 4: Coordinamento temporale e principi di selettivit\u00e0<\/h2>\n

    Per ottenere un coordinamento selettivo \u00e8 necessaria un'analisi sistematica delle caratteristiche tempo-corrente del sistema di protezione.<\/p>\n

    Intervalli di tempo di coordinamento<\/h3>\n

    L'intervallo di tempo minimo di coordinamento (CTI) tra i dispositivi a monte e a valle deve tenere conto di:
    \n- Tempo di sgancio dell'interruttore (in genere 3-5 cicli per gli interruttori MT)
    \n- Eccessiva corsa del rel\u00e8 (2-4 cicli per gli elettromeccanici, trascurabile per i numerici)
    \n- Margine di sicurezza (5-10 cicli)<\/p>\n

    La prassi industriale stabilisce un CTI di 0,2-0,4 secondi tra dispositivi successivi. La formula \u00e8:<\/p>\n

    CTI = Tempo dell'interruttore + Oltrecorsa del rel\u00e8 + Margine di sicurezza<\/strong><\/p>\n

    Per le moderne combinazioni di rel\u00e8 numerici e interruttori a vuoto:
    \nCTI = 0,08s + 0,00s + 0,12s = 0,20s minimo<\/p>\n

    Coordinamento delle sovracorrenti istantanee<\/h3>\n

    La funzione 50 presenta sfide di coordinamento perch\u00e9 opera senza un ritardo temporale intenzionale. Due approcci garantiscono la selettivit\u00e0:<\/p>\n

    Interblocco selettivo di zona (ZSI):<\/strong> I rel\u00e8 a valle inviano segnali di blocco ai dispositivi a monte quando rilevano guasti nella loro zona. Il rel\u00e8 a monte ritarda il funzionamento per un breve intervallo (in genere 50-100 ms) a meno che non riceva alcun segnale di blocco, indicando un guasto del bus.<\/p>\n

    Coordinamento istantaneo del prelievo:<\/strong> Impostare l'elemento 50 a monte al di sopra della corrente massima di passaggio del dispositivo a valle, assicurando che solo i guasti a valle causino il funzionamento del 50 a monte.<\/p>\n

    \n

    Sezione 5: Esempi di applicazione sul campo<\/h2>\n

    Esempio 1: Alimentatore 13,8kV di un impianto industriale<\/h3>\n

    L'alimentatore a 13,8kV di un impianto di produzione alimenta un trasformatore da 3000kVA. Lo schema di protezione comprende:<\/p>\n

    Protezione primaria:<\/strong>
    \n- 51: Pickup 125A, molto inverso, TD 3.0
    \n- 50: Pickup 4000A (2\u00d7 spunto del trasformatore)
    \n- 51N: Pickup 15A, molto inverso, TD 2.0
    \n- 50N: Pickup 200A<\/p>\n

    Ad incastro:<\/strong>
    \nTutti gli elementi intervengono attraverso l'86T (blocco del trasformatore), che fa scattare l'interruttore di alimentazione a 13,8kV e blocca il principale secondario a 480V. L'elemento 27 (impostato su 85%, ritardo di 2,0s) interviene sul secondario a 480V in modo indipendente per evitare lo stallo del motore durante i cali di tensione.<\/p>\n

    Esempio 2: Collegamento bus della sottostazione di utilit\u00e0<\/h3>\n

    Un interruttore di sicurezza a 34,5kV protegge dai guasti del bus e fornisce una protezione di riserva:<\/p>\n

    Implementazione dell'interblocco selettivo di zona:<\/strong>
    \n- I rel\u00e8 dell'alimentatore inviano i segnali di blocco ZSI al rel\u00e8 di collegamento del bus
    \n- Bus tie 51: Pickup 2000A, molto inverso, TD 5.0
    \n- Tirante 50: Pickup 8000A, ritardato di 100 ms senza blocco ZSI
    \n- Tirante 50N: Pickup 400A, ritardato di 100ms senza blocco ZSI<\/p>\n

    Quando si verifica un guasto del feeder, il rel\u00e8 del feeder invia un segnale di blocco durante il funzionamento per eliminare il guasto. Se non esiste alcun segnale di blocco (guasto del bus), il rel\u00e8 del bus scatta istantaneamente.<\/p>\n

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    Sezione 6: Procedure di collaudo e messa in servizio<\/h2>\n

    Una corretta messa in servizio convalida il funzionamento della mappa logica di intervento come progettato.<\/p>\n

    Protocollo di test funzionale<\/h3>\n
      \n
    1. Verifica dell'elemento individuale:<\/strong> Iniettare correnti\/tensioni di prova per verificare che ogni elemento funzioni al pickup e al tempo previsti.<\/li>\n
    2. Verifica del percorso di viaggio:<\/strong> Tracciare ogni uscita del rel\u00e8 attraverso la logica fino alla bobina di sgancio dell'interruttore, verificando la continuit\u00e0 e il corretto funzionamento.<\/li>\n
    3. Test di interblocco:<\/strong> Simulare condizioni di guasto per verificare il blocco dello ZSI, le funzioni di limitazione della tensione e il funzionamento del rel\u00e8 di blocco.<\/li>\n
    4. Verifica dell'azzeramento dell'obiettivo:<\/strong> Verificare che il dispositivo 86 richieda il ripristino manuale e blocchi correttamente la chiusura dell'interruttore.<\/li>\n<\/ol>\n

      Problemi comuni di messa in servizio<\/h3>\n

      In base all'esperienza sul campo, i problemi pi\u00f9 frequenti includono:<\/p>\n

        \n
      • Errori di polarit\u00e0 del TA:<\/strong> Gli elementi di guasto a terra potrebbero non funzionare correttamente se il calcolo della corrente residua utilizza una polarit\u00e0 errata.<\/li>\n
      • Errori di cablaggio:<\/strong> La supervisione del circuito di intervento pu\u00f2 mascherare i circuiti aperti nei percorsi di intervento.<\/li>\n
      • Errori di impostazione:<\/strong> Valori di prelievo inseriti in unit\u00e0 sbagliate (primarie o secondarie)<\/li>\n
      • Errori logici:<\/strong> Le porte logiche programmabili sono state configurate in modo errato, causando falsi interventi o mancati interventi.<\/li>\n<\/ul>\n
        \n

        Sezione 7: Integrazione numerica moderna dei rel\u00e8<\/h2>\n

        I moderni schemi di protezione sfruttano le capacit\u00e0 dei rel\u00e8 numerici per migliorare la funzionalit\u00e0.<\/p>\n

        Programmazione logica interna<\/h3>\n

        I rel\u00e8 moderni consentono di creare equazioni logiche personalizzate:<\/p>\n

        VIAGGIO = (50 O 51 O 50N O 51N O 27 O 59) E NON BLOCCO\n<\/code><\/pre>\n
        Dove BLOCK potrebbe essere un ingresso in modalit\u00e0 di manutenzione o un permissivo esterno.<\/p>\n
        Schemi basati sulla comunicazione<\/h3>\n
        La messaggistica IEC 61850 GOOSE consente l'interblocco ad alta velocit\u00e0 senza connessioni cablate. Le applicazioni tipiche includono:<\/p>\n