Trasformatori industriali: secchi e complessi in olio, rendimento ed effetti armonici

Introduzione

I trasformatori sono l'elemento principale dei sistemi di energia elettrica che garantiscono il funzionamento stabile degli impianti industriali. La scelta del giusto tipo di trasformatore, a secco o ad olio, ha un impatto significativo sull'efficienza, sulla sicurezza e sulla longevità dell'installazione. Questo articolo esamina i principi fondamentali del funzionamento dei trasformatori, gli standard che ne regolano l'uso e le raccomandazioni pratiche per la selezione, l'installazione e l'ispezione.

Principi fondamentali

I trasformatori funzionano sulla base del flusso magnetico alternato che si verifica nei nuclei di ferro e utilizzano anche il principio dell'induzione per trasferire energia tra gli avvolgimenti. Il flusso magnetico che si verifica quando una corrente passa attraverso l'avvolgimento primario, inducendo una corrente nell'avvolgimento secondario, fornisce una variazione nella tensione di uscita.

I trasformatori a secco utilizzano l'aria come dielettrico, mentre i trasformatori ad olio composito hanno olio composito ad olio, che svolge le funzioni di raffreddamento, isolamento dielettrico e equalizzazione dell'umidità. La scelta del tipo di trasformatore dovrebbe tenere conto dell'ambiente di lavoro, del livello di carico, delle condizioni di temperatura e dei requisiti operativi.

Specifiche tecniche e norme

I trasformatori a secco sono conformi agli standard ISO 281, EN 60076-1, IEC 60076-5 e DSTU 3060-95. Hanno un'elevata affidabilità, riducono il rischio di perdite di olio e sono più rispettosi dell'ambiente. Lo standard ISO 281 stabilisce i requisiti per la stabilità e l'efficienza dei trasformatori.

I trasformatori complessi in olio sono conformi agli standard IEC 60076-7, EN 60076-2 e DSTU 3061-95. Sono utilizzati per carichi elevati, ma hanno un livello di costi operativi più elevato, compresi i costi per il raffreddamento e il recupero dell'olio. I requisiti di efficienza sono stabiliti dallo standard IEC 60076-1.

Selezione e calcolo

La scelta del trasformatore dipende dal livello di carico, dalle condizioni di temperatura, dal livello di efficienza e dai requisiti di sicurezza. Ecco un esempio di calcolo della potenza di un trasformatore:

Per selezionare un trasformatore, utilizzare la seguente tabella:

Consigli pratici per l'installazione e la messa in servizio

Quando si installa il trasformatore, è importante garantire il rispetto dei requisiti di ventilazione, distanza dagli altri elementi e isolamento elettrico. Per i trasformatori a secco è necessaria un'adeguata ventilazione e per quelli complessi in olio è necessaria l'installazione di un sistema di raffreddamento.

Durante l'avvio è necessario verificare il livello di tensione, la temperatura, il rispetto dei requisiti delle norme e l'assenza di deviazioni. Dopo l'avviamento è necessario eseguire un'ispezione iniziale e installare un sistema di controllo.

Cause dei guasti e analisi delle cause profonde

Le cause più comuni di guasto del trasformatore sono il surriscaldamento, l'aumento delle perdite, l'umidità, la riduzione dell'efficienza e i guasti elettrici. I guasti possono essere rilevati a causa di temperature più elevate sugli avvolgimenti, maggiori livelli di rumore, cambiamenti nei parametri dello stato elettrico e cambiamenti nelle proprietà di isolamento.

Utilizzare tecniche di raccolta dati, misurazione della temperatura, misurazione della potenza e parametri elettrici per l'analisi delle cause profonde. Se viene rilevato un guasto, è necessario riparare o sostituire i componenti.

Protezione predittiva e monitoraggio delle condizioni

Per la protezione predittiva dei trasformatori vengono utilizzati metodi di monitoraggio come la termografia, la misurazione della potenza, l'analisi degli effetti armonici e la misurazione della corrente. La termografia consente di rilevare il surriscaldamento, la misurazione della potenza - per rilevare un aumento delle perdite, l'analisi degli effetti armonici - per rilevare deviazioni dai valori nominali.

Per un monitoraggio efficace, si consiglia di utilizzare sistemi automatici di raccolta dati che eseguano misurazioni in tempo reale e inviino i risultati a un server centrale.

Tabella comparativa

Conclusione

La scelta del giusto tipo di trasformatore, a secco o ad olio, ha un impatto significativo sull'efficienza, sulla sicurezza e sulla longevità dell'installazione. L'applicazione delle norme pertinenti, la considerazione dei parametri tecnici e l'attuazione delle raccomandazioni di installazione e ispezione garantiranno il funzionamento stabile dei sistemi industriali. Contattate UNITEC-D GmbH per componenti che soddisfano i requisiti e per eventuali domande tecniche.

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Fonti

1. ISO 281:2005 - Trasformatori - Metodi di prova
2. IEC 60076-1:2006 - Trasformatori - Requisiti di progettazione
3. DSTU 3060-95 — Trasformatori di potenza elettrica
4. EN 60076-7:1998 - Trasformatori - Prove termiche
5. IEC 60076-2:2006 - Trasformatori - Requisiti prestazionali