Ehilà! In qualità di fornitore di trasformatori di potenza da 138 kV e 132 kV, da anni mi occupo approfonditamente di queste straordinarie apparecchiature. Oggi analizzerò per te i componenti principali di un trasformatore di alimentazione da 132 kV.
Prima di tutto, parliamo del nucleo. Il nucleo è come il cuore del trasformatore. Di solito è realizzato con laminazioni di acciaio al silicio di alta qualità. Questi lamierini sono impilati insieme per formare un circuito magnetico chiuso. Perchè l'acciaio al silicio? Bene, ha una bassa perdita di isteresi, il che significa che può ridurre lo spreco di energia poiché il campo magnetico nel nucleo cambia costantemente. Il nucleo fornisce un percorso per il flusso magnetico, che è fondamentale per il principio di funzionamento del trasformatore. Quando una corrente alternata passa attraverso l'avvolgimento primario, crea un campo magnetico variabile nel nucleo e questo campo magnetico induce quindi una tensione nell'avvolgimento secondario.
Poi ci sono gli avvolgimenti. Un trasformatore di potenza da 132 kV ha tipicamente due avvolgimenti: l'avvolgimento primario e l'avvolgimento secondario. L'avvolgimento primario è collegato al lato dell'alta tensione, che in questo caso è di 132kV. È progettato per gestire l'ingresso ad alta tensione. L'avvolgimento secondario, invece, è collegato al lato carico e presenta un numero diverso di spire a seconda della tensione di uscita richiesta. Il rapporto tra il numero di spire nell'avvolgimento primario e il numero di spire nell'avvolgimento secondario determina il rapporto di trasformazione della tensione. Ad esempio, se si desidera ridurre la tensione da 132 kV a un valore inferiore, l'avvolgimento secondario avrà meno spire rispetto all'avvolgimento primario. Questi avvolgimenti sono realizzati con conduttori in rame o alluminio ad alta conduttività. Il rame è spesso preferito per la sua migliore conduttività, ma viene utilizzato anche l'alluminio per il suo costo inferiore e il suo peso più leggero.
Ora, il sistema di isolamento è estremamente importante. Dato che qui abbiamo a che fare con tensioni elevate, un adeguato isolamento è fondamentale per prevenire guasti elettrici. Esistono due tipi principali di isolamento in un trasformatore di potenza da 132 kV: isolamento solido e isolamento liquido. Materiali isolanti solidi come carta e cartone pressato vengono utilizzati per isolare gli avvolgimenti tra loro e dal nucleo. Sono avvolti attorno ai conduttori per fornire l'isolamento elettrico. Per riempire il serbatoio del trasformatore viene utilizzato un isolamento liquido, solitamente olio per trasformatori. L'olio non solo fornisce isolamento ma aiuta anche a raffreddare il trasformatore. Ha buone proprietà dielettriche e può dissipare il calore generato durante il funzionamento del trasformatore. Puoi dare un'occhiata al nostroTrasformatore immerso nell'olioper maggiori dettagli su come funziona nella pratica questo tipo di isolamento.
Il serbatoio del trasformatore è un altro componente chiave. È un contenitore grande e robusto che contiene il nucleo, gli avvolgimenti e l'olio isolante. Il serbatoio è realizzato in acciaio ed è progettato per essere a prova di perdite. Inoltre deve resistere alla pressione interna e alle sollecitazioni meccaniche durante il funzionamento del trasformatore. Esistono diversi tipi di design dei serbatoi, ma l'obiettivo principale è proteggere i componenti interni dall'ambiente esterno e garantire il funzionamento sicuro ed efficiente del trasformatore.
Poi abbiamo il sistema di raffreddamento. Come accennato in precedenza, i trasformatori generano calore durante il funzionamento e, se questo calore non viene rimosso, può danneggiare i componenti. Sono disponibili diversi metodi di raffreddamento. Un metodo comune è l'autoraffreddamento immerso in olio (ONAN). In questo metodo, il calore viene trasferito dagli avvolgimenti e dal nucleo all'olio del trasformatore, quindi l'olio trasferisce il calore alla superficie del serbatoio, che lo irradia nell'aria circostante. Un altro metodo è il raffreddamento forzato ad immersione in olio (ONAF). In questo caso, i ventilatori vengono utilizzati per soffiare aria sui radiatori per aumentare l'efficienza del raffreddamento. Sono disponibili anche i trasformatori immersi in olio forzati con raffreddamento ad olio (OFAF) e immersi in olio con raffreddamento ad acqua (OFWF) per trasformatori più grandi con requisiti di dissipazione del calore più elevati.
Il commutatore è anche una parte importante di un trasformatore di potenza da 132 kV. Permette la regolazione del rapporto di tensione. A volte, la tensione di ingresso può variare o i requisiti di carico possono cambiare. Il commutatore può modificare il numero di spire dell'avvolgimento, che a sua volta modifica la tensione di uscita. Esistono due tipi di commutatori di presa: commutatori sotto carico (OLTC) e commutatori sotto carico (OLTC). I commutatori sotto carico possono apportare modifiche mentre il trasformatore è in funzione, il che è molto utile per mantenere una tensione di uscita stabile in condizioni variabili.
Il conservatore è un piccolo serbatoio collegato al serbatoio del trasformatore principale. Funziona come un serbatoio per l'olio del trasformatore. Poiché la temperatura dell'olio cambia durante il funzionamento del trasformatore, cambia anche il volume dell'olio. Il conservatore consente all'olio di espandersi e contrarsi senza far entrare aria nel serbatoio principale. Ciò aiuta a prevenire l'ossidazione dell'olio e mantiene intatte le proprietà isolanti dell'olio.
Le boccole vengono utilizzate per portare i conduttori ad alta e bassa tensione fuori dalla cassa del trasformatore. Forniscono isolamento elettrico e supporto meccanico ai conduttori. Le boccole sono realizzate con materiali isolanti come porcellana o materiali compositi. Devono resistere all'alta tensione e alle condizioni ambientali esterne al serbatoio.
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Riferimenti
- "Analisi e progettazione del sistema energetico" di J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma e Thomas J. Overbye
- Roger C. Dugan, Mark F.