Guida completa ai trasformatori-di tipo a secco

Un trasformatore è un dispositivo che trasferisce energia da un circuito di corrente alternata-a un altro. I trasformatori a secco vengono utilizzati in molte applicazioni per ridurre la tensione dei circuiti di alimentazione convenzionali. Scopri di più su cosa fa un trasformatore di tipo a secco e dove utilizziamo trasformatori di tipo a secco.

 

Cos'è un trasformatore di tipo secco?

Un trasformatore di tipo secco viene raffreddato mediante normale ventilazione ad aria invece che con un liquido come olio minerale o Envirotemp FR3. I primi trasformatori prodotti da Westinghouse e General Electric erano raffreddati ad aria perché funzionavano a bassa potenza e tensione. Anche la maggior parte dei trasformatori di strumenti e dei caricabatterie a bassa-tensione attuali sono di tipo a secco. Il raffreddamento a liquido all'interno di serbatoi sigillati e involucri metallici è diventato lo standard per i trasformatori di distribuzione dell'alimentazione CA a causa delle maggiori perdite di calore per induzione e dell'esposizione a tutte le-condizioni atmosferiche. Grazie ai miglioramenti nella progettazione, nei materiali e nei metodi di produzione negli ultimi tre decenni, i trasformatori di tipo a secco non solo competono con i trasformatori raffreddati a liquido-nell'intervallo di media tensione (2,5 KV – 34,5 KV), ma presentano vantaggi significativi in ​​molte applicazioni commerciali e industriali.

 

Scopri di più sui nostri trasformatori a secco

 

Tipo-secco vs. Trasformatori raffreddati a liquido (padmount).

 

Se progettati e costruiti per soddisfare gli attuali standard di settore, i trasformatori a secco e con montaggio su pad di media-tensione offrono essenzialmente gli stessi livelli di efficienza energetica e BIL per un dato valore KVA. Le differenze di funzionamento dipendono dall'applicazione e dall'ambiente di installazione.

 

Trasformatori padmount raffreddati a liquido-sono utilizzati dalle società di servizi pubblici per applicazioni sia a media che ad alta tensione perché sono progettati per installazioni esterne per tutte le-atmosfere come le sottostazioni. Hanno una lunga storia nella fornitura di energia sicura e affidabile e possono essere installati in spazi pubblici all'aperto (con custodie adeguate). Uno degli svantaggi è che, poiché l'olio minerale utilizzato come refrigerante è infiammabile, un guasto del trasformatore (a causa di un guasto dell'isolamento, di un surriscaldamento o di un fulmine) può provocare un'esplosione e un incendio. Pertanto, non sono consigliati per installazioni interne o ovunque un incendio possa avere conseguenze catastrofiche.

 

Trasformatori di tipo a seccosono raffreddati da aria ambiente pulita o forzata e non contengono liquidi. Presentano un rischio di incendio minimo e sono adatti per installazioni interne o ovunque sia necessario evitare rischi di incendio. Poiché sono progettati e costruiti per funzionare in modo fresco e silenzioso, sono ideali per installazioni interne in edifici per uffici, università, ospedali e camere bianche di produzione. Possono sostituire i trasformatori-raffreddati a liquido in molti di questi ambienti.

 

I tipi a secco possono essere utilizzati in alcune installazioni esterne con condizioni di calore e umidità moderate durante tutto l'anno se protetti in una custodia NEMA tipo 3.

 

Vantaggi dei trasformatori GNEE di tipo secco

I vantaggi dei nostri trasformatori a secco derivano sia dal design che dai materiali utilizzati nella loro costruzione.

 

1. Esperienza, Design di Qualità, Materiali e Lavorazione Artigianale

I trasformatori GNEE Dry Type sono avvolti manualmente- in rame al 100%, con una bobina rotonda avvolta a disco-, pettine scanalato, secondario avvolto in foglio e un nucleo smussato a gradini-lap con bassa densità di flusso. L'isolamento del filo rivestito in Nomex o con pellicola è valutato a 200 gradi e l'isolamento solido è in fibra di vetro SG 200. o Nomex. Ogni unità viene ispezionata e testata cinque volte durante il processo di produzione e nuovamente prima della spedizione. Questo impegno senza compromessi per la qualità produce vantaggi tangibili per l'utente.

 

2. Prestazioni altamente efficienti

I trasformatori a secco GNEE superano gli standard di efficienza energetica Energy Star e DOE e soddisfano i più recenti standard NEMA, ANSI e IEEE. I valori nominali del livello di isolamento base (BIL) sono paragonabili a quelli dei trasformatori raffreddati a liquido-.

 

3. Funziona in modo fresco e silenzioso

L'effetto combinato delle bobine di rame di precisione-avvolte a mano, del nucleo smussato a gradini-con densità di flusso inferiore e della verniciatura dell'intera unità garantisce rumore e vibrazioni minimi dopo l'installazione. Questo è un vantaggio in molte applicazioni.

 

4. Lunga vita utile

Materiali di qualità superiore, design superiore e lavorazione esperta garantiscono prestazioni di lunga durata. I trasformatori GNEE Dry Type sono dotati di una garanzia di cinque- anni su materiali e lavorazione per installazioni interne e hanno una vita utile prevista di 35 anni o più.

 

5. Più conveniente

Una progettazione e una costruzione di qualità superiore si traducono in:

Maggiore efficienza energetica e unità più silenziosa.

Costi di utilità e manutenzione inferiori.

Una vita utile più lunga.

Ammortamento in 5 – 7 anni grazie alla maggiore efficienza e ai minori costi operativi.

 

 

Industrie che utilizzano trasformatori di tipo secco

 

Esistono diversi settori che utilizzano trasformatori di tipo secco.

 

Produzione discreta

• Officine meccaniche
• Fabbricazione di lamiere
• Saldatura
• Stampaggio Materie Plastiche e Gomma
• Macchinari
• Galvanotecnica

 

Automazione e processo continuo

• Fabbricazione elettronica
• Acciaierie
• Piccoli elettrodomestici
• Cartiere
• Impianti chimici
• Trasformazione alimentare
• Impianti di imbottigliamento
• Plastica e Gomma

 

College e università

• Aule
• Laboratori
• Centri dati
• Auditorium
• Centrali elettriche
• Residenze

 

Ospedali e centri medici

• Centri chirurgici
• Assistenza ai pazienti critici
• Centri diagnostici
• Attrezzatura critica
• Laboratori
• Ridondanza di alimentazione

 

Utilità elettriche

• Centrali elettriche
• Distribuzione
• Sottostazioni chiuse
• Feed dei clienti

 

Quando scegliere un trasformatore di tipo a secco

 

Il fattore più importante nella scelta tra un trasformatore di tipo a secco e uno con raffreddamento a liquido-è l'ambiente di installazione.

• È un'installazione interna o esterna?
• I rischi di incendio sono preoccupanti?
• Hai bisogno di evitare possibili perdite di fluido da un pieno d'olio?
• Le persone cammineranno vicino al sito?
• Quanto spazio è disponibile?
• Il pavimento sosterrà il peso in modo sicuro?
• Lo spazio di installazione è asciutto, ben ventilato e privo di polvere e sostanze chimiche?

 

I trasformatori a secco GNEE sono ideali per installazioni interne con persone nelle vicinanze perché funzionano in modo fresco e silenzioso e rappresentano un rischio di incendio molto minore. Possono essere installati all'interno vicino al carico, il che rappresenta un vantaggio in molte applicazioni industriali. Possono anche essere installati all'aperto all'interno di un NEMA tipo 3 in condizioni climatiche moderate, ma saranno affidabili solo quanto la custodia.

 

I trasformatori di tipo a secco richiedono uno spazio circostante adeguato per la circolazione dell'aria di raffreddamento e l'accesso per la manutenzione (NEC 450.21.). Le dimensioni, il peso e la posizione dei collegamenti dell'infrastruttura del trasformatore devono essere ottenuti da GNEE e confrontati con lo spazio di installazione.

Le applicazioni interne idonee per i trasformatori raffreddati ad aria- includono ospedali, università, spazi commerciali, edifici per uffici e aree residenziali.

 

Altre applicazioni includono:

• Aree sensibili dal punto di vista ambientale,
• Aree ad alto rischio di incendio,
• Sale per spettacoli e centri congressi
• Industrie petrolifere, chimiche e del gas
• Aree di generazione rinnovabile.

 

Se lo spazio in cui deve essere installato il trasformatore soddisfa i seguenti requisiti, allora un trasformatore di tipo a secco sarà la scelta ideale per l'applicazione perché tutti i vantaggi di un tipo a secco saranno realizzati in quell'ambiente:

• È al chiuso,
• Collegamenti elettrici aerei o laterali,
• Temperatura e umidità moderate in tutte le stagioni,
• Aria ambiente pulita grazie all'HVAC,
• Accesso limitato o stanza separata,
• Opera in prossimità delle persone,
• Necessita di un funzionamento silenzioso,
• È necessario ridurre al minimo il rischio di incendio.

 

Suggerimenti per l'installazione del trasformatore di tipo a secco

 

Le seguenti informazioni si applicano solo alle installazioni interne di trasformatori GNEE di tipo a secco, anch'esse coperte dall'articolo NEC 450.21-28. Ecco alcuni suggerimenti aggiuntivi sulla preparazione per un'installazione interna di tipo a secco. Le installazioni esterne di trasformatori a secco sono coperte da NEC 450.41-48.

Gestione alla consegna

Il sollevamento con carrelli manuali o carrelli elevatori è consentito se le forche sono sufficientemente lunghe da passare completamente sotto la cassa. Poiché la maggior parte dei trasformatori ha un baricentro alto, è necessario prestare la massima attenzione quando si sollevano o si spostano le unità. I trasformatori più grandi richiederanno una gru e una squadra di attrezzatura per scaricare e spostare l'unità. Se un trasformatore di tipo-a secco deve essere spostato all'aperto durante condizioni meteorologiche avverse, deve essere completamente protetto dall'umidità.

 

Magazzinaggio

Le aree di stoccaggio devono essere quanto più pulite e asciutte possibile, senza variazioni estreme di temperatura. Gli involucri protettivi devono essere lasciati intatti finché il trasformatore non viene spostato nella sua posizione permanente. I trasformatori di tipo a secco immagazzinati in condizioni umide o polverose devono essere asciugati e puliti prima di essere installati e messi sotto tensione.

 

Posizione di installazione

Fattori importanti nella scelta della posizione interna per un trasformatore a secco sono:

• Accessibilità
• Ventilazione
• Condizioni ambientali
• Livello di rumore

 

Altri suggerimenti includono:

L'area di installazione deve essere asciutta, priva di polvere, umidità eccessiva, fertilizzanti, sostanze chimiche e altri fumi o vapori corrosivi e separata da materiali infiammabili in conformità con NEC 450.21.

 

I percorsi di accesso al luogo devono avere spazio sufficiente per spostare il trasformatore sul posto. Se possibile, evitare scale e ascensori.

La superficie del pavimento deve essere liscia e livellata e in grado di sostenere il peso (in libbre/piedi quadrati) del trasformatore. È preferibile il cemento armato.

 

I trasformatori a secco devono essere installati in posizione verticale e piana in un'area con libera circolazione dell'aria. Le distanze minime richieste dalle apparecchiature e dalle strutture adiacenti sono specificate nella norma NFPA 60 (Articolo 450.21 NEC). Si consiglia vivamente di installare il trasformatore in una custodia NEMA chiudendolo in una stanza per motivi di sicurezza.

 

Evitare luoghi che potrebbero essere soggetti ad allagamenti o esposti a umidità o temperature ambientali superiori a 30 gradi.

 

Non installare trasformatori di tipo a secco sotto gli sprinkler antincendio a umido. Se necessario, utilizzare un sistema antincendio a secco o a schiuma.

 

Requisiti della stanza

Le installazioni interne devono essere conformi ai requisiti applicabili dell'Articolo 450.21 NEC. Una stanza contenente più trasformatori a secco dovrebbe essere sufficientemente grande da consentire uno spazio sufficiente tra di loro (come richiesto da NEC 450.21) per consentire la circolazione dell'aria. Attorno a ciascun trasformatore deve essere previsto uno spazio sufficiente per consentire l'accesso del personale per l'ispezione e la manutenzione di routine.

 

Una ventilazione adeguata è essenziale per il corretto raffreddamento dei trasformatori. La ventilazione della stanza fa parte del sistema di raffreddamento e dovrebbe supportare la normale circolazione dell'aria attraverso il trasformatore, in modo che la temperatura del trasformatore non superi il valore nominale della targa. È preferibile l'aria pulita e asciutta. L'aria filtrata a una pressione atmosferica pari o superiore può ridurre la manutenzione se sono normalmente presenti polvere o altri contaminanti. L'area richiesta delle aperture del ventilatore dipende dall'altezza della stanza, dalla posizione delle aperture e dai carichi massimi che devono essere trasportati dal trasformatore. Il flusso d'aria della stanza deve essere valutato da un tecnico HVAC per garantire la conformità con NFPA 90A, sezioni 4.1 – 4.3 e IEEE C57.12.01 – 2020.

 

Quando i trasformatori sono posizionati in stanze o altri spazi ristretti, è necessario fornire una ventilazione sufficiente per smaltire la perdita di calore a pieno-carico del trasformatore senza consentire un aumento della temperatura superiore a quello nominale indicato sulla targa. Se necessario, a tale scopo è necessario utilizzare la ventilazione forzata.

 

Punti chiave nella manutenzione dei trasformatori di tipo a secco

 

Le informazioni qui presentate sono solo una sintesi dei punti chiave e non sono esaustive. È necessario seguire gli standard e i requisiti per la manutenzione e il test dei trasformatori a secco di media tensione contenuti nell'Articolo 450 del NEC, Capitolo 21.3 e nello Standard IEEE. 57.12.91.

 

1. Mantenere un registro della temperatura

Leggere e registrare periodicamente il regolatore di temperatura del trasformatore a carico normale e confrontare la lettura con la cronologia del registro. Tutte le bobine dovrebbero leggere all'incirca la stessa temperatura con un carico trifase. Una grande differenza o un aumento persistente della temperatura operativa a carico costante possono indicare un problema con il sistema di raffreddamento ad aria o con il trasformatore.

 

2. Eseguire la manutenzione solo sulle unità di-diseccitate

Attenzione:Il trasformatore deve essere diseccitato- (sia il circuito primario che quello secondario scollegati) e tutti i terminali devono essere messi a terra prima di eseguire qualsiasi ispezione, pulizia, manutenzione o test sull'unità. È necessario indossare una tuta Arc Flash quando si-diseccitando il trasformatore, ma una volta disalimentato,-bloccato, isolato e messo a terra, una tuta Arc Flash non è necessaria.

 

2.1 Ispezione visiva

Attenzione:Questa è solo un'ispezione visiva. Non è necessario toccare nessuna parte del trasformatore durante l'ispezione.

Un trasformatore-raffreddato ad aria richiede ispezioni visive periodiche. La frequenza dell'ispezione dipende dall'intensità di utilizzo del trasformatore. Un trasformatore che funziona a carico ininterrottamente 24 ore su 24, 7 giorni su 7, deve essere ispezionato più frequentemente di uno che funziona a carico solo 8 ore e 5 giorni a settimana. Poiché il trasformatore deve essere diseccitato-per l'ispezione e la pulizia, la manutenzione dovrebbe essere programmata durante un normale periodo di spegnimento. Mantenere un registro di tutte le osservazioni e le operazioni di manutenzione eseguite.

Cercare uno spazio di ventilazione adeguato attorno al trasformatore. Rimuovere qualsiasi cosa nell'area che impedisca il flusso d'aria. Niente deve essere immagazzinato nella sala del trasformatore. (NEC 450.21.3.5.1)

Aprire l'involucro e cercare accumuli di polvere o sporco sulle superfici del trasformatore. Questi devono essere puliti mentre l'unità è diseccitata-.

La presenza di polvere indica che il trasformatore richiederà ispezioni almeno ogni tre-sei mesi.

Cerca eventuali scolorimenti evidenti degli avvolgimenti che siano un segno di surriscaldamento. Scattare una foto degli avvolgimenti e segnalare eventuali scolorimenti all'impiantista.

 

2.2 Pulizia dell'Unità

Attenzione:Per motivi di sicurezza, il contatto fisico con il trasformatore deve essere ridotto al minimo durante la pulizia, anche se l'unità è stata diseccitata, bloccata e collegata a terra.

Pulire eventuali polvere o sporco dagli avvolgimenti e dalle ventole di raffreddamento utilizzando un aspirapolvere o aria compressa per evitare di toccare direttamente i componenti. Inizia aspirando le parti e poi spruzzandole con aria compressa secca con una pressione non superiore a 20-25 psi. Non utilizzare detergenti chimici per pulire le superfici dell'unità.

Ispeziona tutti i- collegamenti elettrici diseccitati, stringi tutto l'hardware accessibile e sostituisci eventuali isolamenti o parti allentati. Ciò impedirà che viti o dadi si allentino durante il normale funzionamento.

 

2.3 Verifica di potenziali problemi o difetti

Durante la pulizia del trasformatore, cercare ruggine sui morsetti e sul nucleo in acciaio, eventuali carbonizzazioni o tracce sugli avvolgimenti e sull'isolamento.

Esaminare più da vicino gli avvolgimenti e le superfici per individuare eventuali scolorimenti che potrebbero essere un segno di surriscaldamento o di una connessione allentata.

Verificare la presenza di isolanti incrinati, scoloriti o allentati.

Verificare la presenza di collegamenti elettrici allentati, vaiolati, corrosi o scoloriti.

Se possibile, serrare o sostituire eventuali componenti hardware; in caso contrario è necessario rivolgersi ad un professionista per valutare e riparare il trasformatore.

Ventilatori, motori e altri dispositivi ausiliari devono essere ispezionati e verificati per verificarne il corretto funzionamento.

Segnalare per iscritto tutte le condizioni anomale o sospette al tecnico dell'impianto o al responsabile della struttura, che determinerà se sono necessari ulteriori test o assistenza prima di-ricaricare l'unità.

 

3. Test durante la manutenzione ordinaria

Durante la manutenzione ordinaria, oltre all'ispezione e alla pulizia, possono essere effettuati diversi test del trasformatore. L'esecuzione di questi test è regolata dalla NEC 450.11.11. Questi test sono necessari solo se si riscontrano scolorimento, carbonizzazione o altre prove di surriscaldamento o cortocircuito. Verificheranno il corretto funzionamento dell'unità e potranno rilevare problemi che non sono evidenti da un'ispezione visiva. Il fallimento di qualsiasi test richiede ulteriori indagini e assistenza prima che l'unità venga rimessa in servizio.

Questi test devono essere eseguiti solo mentre il trasformatore è diseccitato-(scollegato sia dal circuito primario che da quello secondario) e per motivi di sicurezza e precisione devono essere eseguiti solo da un ingegnere qualificato che indossa indumenti protettivi e utilizza un kit di test Megger (o equivalente).

 

3.1 Rapporto spire del trasformatore (TTR)

Un TTR valuta le condizioni degli avvolgimenti e del nucleo del trasformatore. Verifica se il rapporto di tensione effettivo tra gli avvolgimenti primario e secondario (per ciascuna fase e punto di presa) concorda con i valori riportati sulla targhetta o certificati. Dovrebbero concordare entro  0,5% (NEC 450.11.2 e IEC57.12.91.)

 

3.2 Prova di resistenza di isolamento (IR)

L'IR verifica l'integrità dell'isolamento tra i conduttori dell'avvolgimento della bobina. Ciascun trasformatore ha un livello di resistenza minimo richiesto misurato in Mega- Ohm. Letture inferiori a questo livello indicano un degrado della rigidità dielettrica. Questo è un segnale di avvertimento di un potenziale guasto del trasformatore. (NEC 450.11.11.3)

 

3.3 Prova di resistenza dell'avvolgimento (WR)

La resistenza misurata degli avvolgimenti della bobina per ciascuna presa di tensione utilizzata deve essere entro l'1% del valore testato in fabbrica o del test più recente. (NEC 450/11.11.7)

I normali livelli di isolamento e resistenza dell'avvolgimento del trasformatore GNEE possono essere ottenuti dalla documentazione fornita con il trasformatore o chiamando GNEE al numero 800-232-9002 e fornendo il numero di serie del trasformatore.

 

3.3 Altri test

Altri test diagnostici richiedono attrezzature e strutture speciali e devono essere eseguiti da ingegneri professionisti esperti.

GNEE esegue una serie di test di certificazione su ogni nuovo trasformatore di tipo a secco e documenta i risultati nel certificato fornito con l'unità. Se hai domande sulle prestazioni del test del tuo trasformatore di tipo secco GNEE o hai bisogno di consigli su ulteriori test diagnostici, chiama GNEE al numero 800-232-9002 e parla con uno dei nostri ingegneri del trasformatore.

 

Richiedi un preventivo

 

Non sei sicuro della capacità/tensione richiesta del trasformatore a secco-per il tuo progetto? Invia i requisiti di carico e l'ambiente di installazione e gli ingegneri GNEE forniranno apiano di selezione accurato e gratuitoper evitare sprechi di costi causati da una scelta errata!

 

Capacità nominale (kVA)	Combinazione di tensione			Nessun-carico corrente %	Nessuna-perdita di carico (W)	Perdita di carico (W)			% impedenza di cortocircuito-
	AT(kV)	Prelievo ad alta pressione	BT(kV)			B(100 gradi)	F (120 gradi)	H (145 gradi)
50	35 36 37 38.5	±2x2.5% ±5	0.4	2.3	450	1340	1420	1520	6.0
100				2.0	630	1970	2090	2230
160				1.5	790	2650	2810	3000
200				1.5	880	3130	3320	3550
250				1.3	990	3580	3800	4060
315				1.3	1170	4250	4510	4820
400				1.1	1370	5100	5410	5790
500				1.1	1620	6270	6650	7110
630				1.0	1860	7250	7690	8230
800				1.0	2160	8600	9120	9760
1000				0.75	2430	9860	10400	11100
1250				0.75	2830	12000	12700	13600
1600				0.75	3240	14600	15400	16500
2000				0.75	3820	17200	18200	19500
2500				0.75	4450	20600	21800	23300