Il relè che ha cambiato il settore energetico

Nov 12, 2023

Per più di un secolo, le aziende di servizi pubblici hanno utilizzato relè elettromeccanici per proteggere i sistemi di alimentazione dai danni che potrebbero verificarsi in caso di condizioni meteorologiche avverse, incidenti e altre condizioni anomale. Ma i relè non sono riusciti né a localizzare i guasti né a registrare con precisione ciò che è accaduto.

Poi, nel 1977, Edmund O. Schweitzer III inventò il relè digitale basato su microprocessore come parte della sua tesi di dottorato. Il relè di Schweitzer, in grado di localizzare un guasto nel raggio di 1 chilometro, ha stabilito nuovi standard per l'affidabilità, la sicurezza e l'efficienza dei servizi pubblici.

Datore di lavoro:

Laboratori di ingegneria Schweitzer

Titolo:

Presidente e CTO

Grado del membro:

Compagno di vita

Alma materia:

Università di Purdue, West Lafayette, Indiana; Università dello Stato di Washington, Pullman

Per sviluppare e produrre il suo relè, ha lanciato Schweitzer Engineering Laboratories nel 1982 dal suo seminterrato a Pullman, nello stato di Washington. Oggi SEL produce centinaia di prodotti che proteggono, monitorano, controllano e automatizzano i sistemi di energia elettrica in più di 165 paesi.

Schweitzer, IEEE Life Fellow, è il presidente e chief technology officer della sua azienda. Ha avviato SEL con sette dipendenti; ora ne ha più di 6.000.

L'azienda quarantennale di proprietà dei dipendenti continua a crescere. Ha quattro stabilimenti produttivi negli Stati Uniti. Il suo stabilimento più recente, inaugurato a marzo a Mosca, nell'Idaho, fabbrica circuiti stampati.

Schweitzer ha ricevuto numerosi riconoscimenti per il suo lavoro, inclusa la medaglia IEEE 2012 in Power Engineering. Nel 2019 è stato inserito nella National Inventors Hall of Fame degli Stati Uniti.

I guasti al sistema elettrico possono verificarsi quando un albero o un veicolo colpisce una linea elettrica, un operatore della rete commette un errore o un’apparecchiatura si guasta. Il guasto devia la corrente extra verso alcune parti del circuito, cortocircuitandolo.

Se non è installato uno schema o un dispositivo adeguato con lo scopo di proteggere le apparecchiature e garantire la continuità dell'alimentazione, un'interruzione o un blackout potrebbero propagarsi su tutta la rete.

La sovracorrente, però, non è l’unico danno che può verificarsi. I guasti possono anche modificare le tensioni, le frequenze e la direzione della corrente.

Uno schema di protezione dovrebbe isolare rapidamente il guasto dal resto della rete, limitando così i danni sul posto ed evitando che il guasto si diffonda al resto del sistema. Per fare ciò è necessario installare dispositivi di protezione.

È qui che entra in gioco il relè digitale basato su microprocessore di Schweitzer. Lo perfezionò nel 1982. Successivamente fu commercializzato e venduto come relè digitale a distanza/localizzatore di guasti SEL-21.

Schweitzer afferma che la sua staffetta è stata, in parte, ispirata da un evento accaduto durante il suo primo anno di college.

"Nel 1965, quando ero matricola alla Purdue University, un grave blackout lasciò milioni di persone senza elettricità per ore nel nord-est degli Stati Uniti e in Ontario, Canada", ricorda. "È stato un evento straordinario e lo ricordo bene. Ho imparato molte lezioni da esso. Uno era quanto fosse difficile ripristinare l'energia elettrica."

Dice di essere stato ispirato anche dal libro Protective Relays: Their Theory and Practice. Lo lesse mentre era studente laureato in ingegneria alla Washington State University, a Pullman.

"Ho comprato il libro il giovedì prima dell'inizio delle lezioni e l'ho letto durante il fine settimana", dice. "Non riuscivo a metterlo giù. Ero conquistato.

"Mi sono reso conto che questi dispositivi a stato solido erano processori di segnale per scopi speciali. Leggono la tensione e la corrente dai sistemi di alimentazione e decidono se gli apparati dei sistemi di alimentazione funzionano correttamente. Ho iniziato a pensare a come avrei potuto prendere ciò che sapevo elaborazione del segnale digitale e metterlo in funzione all'interno di un microprocessore per proteggere un sistema di energia elettrica."

I microprocessori a 4 e 8 bit erano una novità per l'epoca.

"Penso che questo sia il modo in cui iniziano la maggior parte delle invenzioni: prendere una tecnologia e metterla insieme a un'altra per creare cose nuove", afferma. "Gli inventori del microprocessore non avevano idea di tutti gli usi per cui la gente lo avrebbe utilizzato. È sorprendente."