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Accessori dei trasformatori - Università di Pavia

1 Accessori dei trasformatoriLucia FROSINID ipartimento di ingegneria Industriale e dell InformazioneUniversit di PaviaE-mail: visto che, al di sopra di un certo livello di potenza (decine di MVA) itrasformatori sono realizzabili solo con la tecnologia immersa in olio (o altro liquidoisolante).Per potenze di qualche MVA, c la possibilit di scegliere tra trasformatori in olio etrasformatori a secco (sostanzialmente in resina), con vantaggi e svantaggi a secondadell parit di potenza, i trasformatori in olio presentano un inerzia termica superiore a quelladei trasformatori in resina, per questo motivo essi sono pi adatti a sopportaresovraccarichi e carichi il degrado

1 Accessori dei trasformatori Lucia FROSINI Dipartimento di Ingegneria Industriale e dell’Informazione Università di Pavia E-mail: lucia@unipv.it

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1 1 Accessori dei trasformatoriLucia FROSINID ipartimento di ingegneria Industriale e dell InformazioneUniversit di PaviaE-mail: visto che, al di sopra di un certo livello di potenza (decine di MVA) itrasformatori sono realizzabili solo con la tecnologia immersa in olio (o altro liquidoisolante).Per potenze di qualche MVA, c la possibilit di scegliere tra trasformatori in olio etrasformatori a secco (sostanzialmente in resina), con vantaggi e svantaggi a secondadell parit di potenza, i trasformatori in olio presentano un inerzia termica superiore a quelladei trasformatori in resina, per questo motivo essi sono pi adatti a sopportaresovraccarichi e carichi il degrado termico uno dei fattoridi rischio pi incisivi per la vita di untrasformatore.

2 Nel caso di trasformatori in resina soggetti a sovraccarichi e carichi ciclici necessario sovradimensionare il sistema diraffreddamento rispetto a quello utilizzato per itrasformatori in olio, ad es. con ventilatori tangenziali sotto le sui trasformatori in olio o a seccoL. Frosini2 Considerazioni sui trasformatori in olio o a seccoL. Frosini3 quindi possibile realizzare trasformatori con un sistemadi raffreddamento AN/AF, che consente di aumentare lapotenza del 40% (in figura mostrato un trasformatore inresina con ventilatori tangenziali montati alla base).

3 Si osserva che i ventilatori spingono verso il trasformatoretutto ci che l aria contiene, ossia polvere, umidit , pollini,ragnatele, generale, si ricorda che ambienti con forte presenza dipolvere (specie se conduttiva), forte presenza di umidit ,inquinanti atmosferici, parti solide di origine naturale(foglie, polline, piume, ecc.) e rischio di esposizione aspruzzi o stillicidio sono considerati critici per installazionianche di semplici trasformatori i trasformatori isolati inresina, per effetto delle maggiori distanzepresenti fra conduttori e nucleo, sono generalmente caratterizzati da perdite a vuoto P0maggiori rispetto ad un trasformatore in olio di pari potenza.

4 Ci si traduce in maggioriperdite anche durante il funzionamento a regime ridotto (o nullo).Considerazioni sui trasformatori in olio o a seccoL. Frosini4Al contrario, generalmente la Pccdi un trasformatore in resina minore di quella di un trasformatore in olio di pari potenza(ed opportuno che lo sia, perch lo smaltimento del caloreprodotto assicurato solo dalla superficie delle bobine).Talvolta il raffreddamento in olio pu essere imposto perrealizzare un adeguato isolamento degli avvolgimenti, qualorasiano in gioco tensioni elevate (l isolamento carta-olio hageneralmente una rigidit dielettrica maggiore di quella dellaresina) oppure perch la macchina destinata ad essereinstallata all aperto (es.)

5 Trasformatore da palo).A parit di potenza, il trasformatore in olio caratterizzato da un minor peso e minoridimensioni (in particolare l altezza) rispetto al trasformatore in svantaggio del trasformatore in olio che non pu essere installato all interno, a menodi soddisfare determinate prescrizioni previste dalla normativa contrario, il trasformatore in resina non pu essere installato all progettazione di cabine o locali in cui siano presenti trasformatori in resina, occorrein generale prevedere un sistema di condizionamento della temperatura interna del quanto riguarda applicazioni in cui vi sia largo uso di convertitori elettronici dipotenza (ad es.

6 Nel fotovoltaico), occorre tener conto che la presenza di armoniche dicorrente contribuisce ad aumentare le perdite a carico: riguardo questo punto, potrebberoessere preferiti i trasformatori in resina (che presentano generalmente minori Pcca parit dicarico) o quelli in olio, che garantiscono un migliore smaltimento del calore (di solito preferita questa opzione).Considerazioni sui trasformatori in olio o a seccoL. Frosini5Si ricorda che i trasformatori raffreddati tramite liquido isolante possono essere immersi,invece che in olio minerale, in uno dei seguenti liquidi:a)Liquido siliconico;b) Fluido a base di esteri vegetali;c)Fluido a base di esteri e tre questi liquidi presentano un punto di infiammabilit molto pi alto dell olio(>300 C), tuttavia richiedono l applicazione di buona parte dei provvedimenti antincendiocogenti (es.

7 Vasca raccolta, ecc.), perlomeno in osserva che attualmente quasi tutti i trasformatori raffreddati tramite liquido isolanteimpiegano olio minerale, in quanto i vantaggi impiantistici e ambientali che possonoderivare dall utilizzo degli altri tipi di liquido non sono tali da giustificare gli aumenti dicosto, tranne che in applicazioni specifiche, come in campo navale e per piattaforme sui trasformatori in olioL. Frosini6Le casse dei trasformatori in olio possono essere di due tipi:ermetico a riempimento integrale;normale con primo tipo pu essere utilizzato per potenze al massimo fino a 5 cassa di tipo flessibile, in lamieraondulata, per consentire le dilatazionidell olio nelle comuni fasi di riscaldamento/raffreddamento (tipicamente l olio o altrofluido possono passare da -20 C a +100 C).

8 Il riempimento integrale della cassa avviene tramite trattamento sottovuoto per evitareche si formino bolle d aria all interno. Il trasformatore risulta sigillato ermeticamente:in questo modo non vi contatto fra olio e aria e questa condizione permette ilmantenimento nel tempo delle caratteristiche chimico-fisiche dell olio parit di altre condizioni, il costo di un trasformatore ermetico circa il 3%superiore rispetto a quello di un trasformatore con di casse dei trasformatori in olioL.

9 Frosini7 Trasformatore ermetico a riempimento integraleL. Frosini8 Principali vantaggi:minore manutenzione;ingombro ridotto;facilit di esercizio;nessunrischiodicontaminazioned elfluido,anche in caso di ambientimolto umidi; lasoluzionecorrettasesivuole usare un liquido isolanteabasediesterivegetali(perch hannoscarsaresistenza alla ossidazione).Svantaggio:nonsipu eseguire il prelievo d olio perl analisi dei gas trasformatore in olio sempre soggetto ad aumenti di pressione interna derivantidall espansione dell olio stesso: la cassa di un trasformatore di questo tipo in gradodi dilatarsi e contrarsi (entro certi limiti) per limitare gli effetti degli aumenti dipressione.

10 La sigillatura del cassone ermetico non consente che le parti attive e l olioisolante del trasformatore entrino in contatto con l ambiente esterno, prolungando ladurata del trasformatore e riducendone la ermetico a riempimento integraleL. Frosini9 Questi trasformatori sono dotati di un rel dettoDGT2(Detector ofGas, Pressure, Temperature 2 thresholds)oRIS(Rilevatore Integratodi Sicurezza) che permette di segnalare guasti dovuti alla presenza digas (prodotti da scariche in olio), a un eccesso di pressione o a uneccesso di temperatura (in questo caso con due soglie).