Spiegazione dell'aumento di temperatura del trasformatore di tipo a secco

ILtrasformatore di tipo-a seccol'aumento della temperatura-C-l'aumento -è una delle specifiche più critiche. Indica l'intervallo consentito prima che si verifichi il surriscaldamento e mostra l'efficienza dell'unità specifica. Come imparerai di seguito, gli acquirenti che selezionano questi tipi di trasformatore devono comprendere questa valutazione e le sue implicazioni sulla durata del dispositivo. Cominciamo dalla sua definizione.

 

Cos'è l'aumento di temperatura del trasformatore?

Un aumento della temperatura del trasformatore è la variazione che subisce al di sopra della temperatura ambiente massima quando funziona a pieno carico o a carico nominale. Potete trovare questa specifica indicata nella scheda tecnica del prodotto.

 

Quando sono sotto carico, gli avvolgimenti e il nucleo generano calore a causa di varie perdite. Il calore non deve superare il limite consentito. In caso contrario, l'isolamento potrebbe rompersi e causare guasti.

 

Pertanto, gli utenti devono comprendere appieno l'aumento nominale dei propri trasformatori e il modo in cui influisce sulla durata del dispositivo. Questa valutazione è diversa anche tra i tipi di trasformatore. Questo approfondimento si concentrerà esclusivamente sui trasformatori a secco.

 

Aumento della temperatura del trasformatore di tipo secco

L'aumento della temperatura nominale del trasformatore di tipo secco- è l'aumento previsto durante il funzionamento. L'aumento dipende dall'efficacia del materiale isolante degli avvolgimenti. Di conseguenza gli isolanti vengono raggruppati in varie classi e denominati utilizzando le lettere dell'alfabeto.

Ciascun tipo o classe di isolamento rappresenta un intervallo nominale entro il quale il calore può aumentare in modo sicuro.

 

Tre delle classi più utilizzate sono E, F e H. Vediamo cosa significa ciascuna per quanto riguarda i limiti di temperatura.

• Isolamento Classe E –meno di 75k a 120 gradi Celsius
• Isolamento Classe F –meno di 100k a 155 gradi Celsius
• Isolamento Classe H –meno di 125k a 180 gradi Celsius

Altre classi includono A, B e C. Tuttavia, queste non sono comuni per gli avvolgimenti dei trasformatori raffreddati ad aria-. Nella sezione successiva vedremo come utilizzare la classificazione C-per determinare i limiti di calore consentiti.

 

 

Valori nominali di aumento della temperatura del trasformatore di tipo a secco

Questi dispositivi utilizzano aria naturale o forzata per il raffreddamento, il che li rende diversi dai tipi con raffreddamento a liquido-o a olio. Sono generalmente progettati in tre classi principali a seconda della classe di isolamento: 80 gradi, 115 gradi e 120 gradi.

I valori sopra indicati sono specificati utilizzando una temperatura ambiente massima di 40 gradi. Quando si calcola il limite consentito per la temperatura dell'avvolgimento, aggiungere il valore specifico C-rise a questa temperatura.

 

Ecco cosa significa:

• Un'unità a secco o raffreddata ad aria- con temperatura nominale di 80 gradi quando è a pieno carico funziona a 120 gradi (40+80).
• Il tipo a 115 gradi, invece, opera a 155 gradi
• Ad una valutazione di 150 gradi, la temperatura media è di 190 gradi

L'isolamento utilizzato nella maggior parte dei trasformatori a secco ha una classificazione di 220 gradi, il che significa che gli avvolgimenti hanno ancora un margine o margine misurabile prima che il calore possa raggiungere livelli pericolosi. Come puoi vedere, un aumento C-inferiore fornisce un margine più ampio.

 

 

In che modo il grado di aumento della temperatura influisce sui trasformatori a secco?

Un aumento al di sopra del limite ambientale del trasformatore a secco incide profondamente sulle sue prestazioni e sulla sua durata. Pertanto, gli utenti devono comprendere cosa significa una classificazione alta o bassa per il proprio dispositivo-e per l'impianto elettrico in generale.

 

Livello di efficienza

Il livello di efficienza dipende dalla valutazione C-rise. Un valore più alto significa che genera troppo calore. Ciò significa anche una minore tolleranza per il sovraccarico. In base a questo fatto, un valore di aumento inferiore indica un'unità più efficiente e viceversa.

 

Capacità di sovraccarico

A valori inferiori, ha una capacità di sovraccarico maggiore. Prendiamo come esempio un tipo con classificazione a 80 gradi. Supponiamo anche un isolamento di 220 gradi. A questa valutazione, l'unità ha una capacità di 70 gradi prima di raggiungere la temperatura massima. D'altra parte, un'unità da 115 gradi avrebbe una capacità di riserva di soli 40 gradi.

 

Ambiente applicativo

Poiché le unità con classificazione C-bassa generano meno calore, hanno capacità di sicurezza più elevate. Questa proprietà li rende utilizzabili in spazi ristretti con ventilazione limitata, come locali elettrici, volte sotterranee e altri spazi interni. I tipi con classificazione più alta-sono adatti principalmente per usi esterni.

 

Durata stimata

Il calore è una causa significativa di danni e di invecchiamento accelerato. Di solito è il risultato di un calore eccessivo che danneggia l'isolamento e causa guasti elettrici come cortocircuiti. Se gli avvolgimenti funzionano a basse temperature, l'isolamento e gli altri componenti durano a lungo, solitamente stimata in 20 anni o più.

 

Surriscaldamento del trasformatore di tipo secco

Il surriscaldamento significa che l'intervallo di temperatura supera ciò che il dispositivo può gestire o tollerare. Questo problema può avere molte cause oltre all'invecchiamento. Le cause si dividono in interne ed esterne, come spiegato di seguito.

 

Cause interne

Perdite nel nucleo e nell'avvolgimento come isteresi e perdite per correnti parassite

Danni all'isolamento dovuti all'invecchiamento o ad altre cause

Elevata resistenza dell'avvolgimento dovuta al tipo di materiale e alle dimensioni

Contatti difettosi del commutatore a causa di sporco, molla debole, ecc.

 

Cause esterne

Guasto al sistema di raffreddamento, comprese le ventole non funzionanti

Ventilazione inadeguata nel locale di installazione

 

 

Monitoraggio della temperatura del trasformatore di tipo a secco

Livelli di calore eccessivi danneggiano l’isolamento, soprattutto se sperimentati per periodi prolungati. Gli utenti devono utilizzare le tecnologie di monitoraggio per percepire, comunicare o regolamentare per impedirlo. I sistemi di monitoraggio possono essere di diverse tipologie.

 

Includono:

• Quadranti o indicatori meccanici
• Dispositivi e controller elettronici per il monitoraggio della temperatura

 

Questi sistemi utilizzano sensori di calore per funzionare, alcuni offrono maggiore versatilità di altri. Ad esempio, un controller elettronico è dotato di sonde di rilevamento per rilevare il calore eccessivo o i punti caldi.

 

Questi controller possono impostare allarmi o avviare le ventole di raffreddamento. Il controller interrompe l'alimentazione se il livello supera i limiti per evitare incidenti.

 

Oltre a utilizzare strumenti di monitoraggio, gli utenti devono condurre esami fisici regolari e altre pratiche di manutenzione predittiva, inclusi test di aumento della temperatura, per garantire la salute generale dell'unità.

 

Conclusione

Il grado di aumento della temperatura del trasformatore di tipo secco-è un parametro cruciale che gli acquirenti devono considerare quando dimensionano il dispositivo. A seconda dei carichi del sistema, la valutazione può essere bassa o alta. Valutazioni più basse indicano un margine di aumento più significativo, consentendo sovraccarichi occasionali. Oltre a questa valutazione, un monitoraggio adeguato è essenziale per prolungare la durata del trasformatore.

 

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Qual è la potenza nominale in kVA di un trasformatore di tipo a secco?

Trasformatore di tipo-a secco, compreso quello incorporato in qualsiasi altro prodotto, in cui il nucleo e gli avvolgimenti si trovano in un mezzo isolante composto gassoso o secco e che: sia monofase con una potenza nominale diDa 15 a 833 kVAo trifase-con una potenza nominale compresa tra 15 e 7500 kVA.

 

Che classe è un trasformatore di tipo secco?

I moderni trasformatori di tipo-a secco utilizzano sistemi di isolamento della bobina impregnati con pressione di vuoto (VPI), incapsulati con pressione di vuoto (VPE) o fusi-, generalmente classificati perClasse R (220 gradi) o Classe H (180 gradi)operazione.

 

Qual è il valore nominale di un trasformatore a secco?

Come mostrato nella Tabella 1, un trasformatore di tipo-a secco ha un BIL nominale standard di45 kVper avvolgimenti di classe 8,7 kV. Questo è considerevolmente inferiore al livello BIL dei trasformatori riempiti di liquido-, quindi l'uso di scaricatori di sovratensione era molto comune nei primi anni.

 

Qual è la capacità massima di un trasformatore di tipo secco?

Tradizionalmente, i trasformatori di tipo-a secco vengono utilizzati per applicazioni industriali e di distribuzione con potenza e tensione nominali non superiori a 15 MVA e 36 kV. Hitachi Energy ora offre anche trasformatori di tipo-a secco per le classi di tensione 52 kV e 72,5 kV con una potenza nominale fino a63 MVA.