Moderni trasformatori a secco e fattori esterni aggressivi

I moderni trasformatori a secco si distinguono per un'affidabilità piuttosto elevata nel funzionamento, ma, come altre apparecchiature elettriche, fattori esterni ne influenzano la durata.

Fattori ambientali aggressivi

Considera fattori esterni aggressivi, a seguito dei quali possono verificarsi danni e guasti al trasformatore.

I trasformatori a secco sono soggetti a vari attacchi chimici e fisici, a seconda della qualità dell'ambiente. I potenziali pericoli sono i seguenti:

• umidità;

• inquinamento fisico e chimico;

• vento.

Stoccaggio di trasformatori a secco

Durante lo stoccaggio, la temperatura del trasformatore è uguale alla temperatura ambiente. Durante questo periodo, il suo isolamento è esposto all'umidità: penetrazione nell'isolamento e condensa sulla superficie, che può causare scariche ("sovrapposizioni") quando viene applicata tensione. Per questo motivo si consiglia di stoccare un trasformatore a secco con un'umidità relativa non superiore al 90% e assicurarsi che non vi sia condensa prima dell'utilizzo.

Funzionamento dei trasformatori a secco

Un trasformatore a secco durante il funzionamento può essere esposto a varie influenze aggressive.

Alta umidità

Sebbene la temperatura di esercizio delle bobine sia superiore alla temperatura ambiente, un'umidità molto elevata può causare la penetrazione di umidità nel materiale della bobina e il deterioramento delle proprietà di isolamento.

Polvere conduttiva

I campi elettrostatici attirano le particelle di polvere depositate sulla superficie delle bobine AT. Ciò riduce la resistenza alle correnti di dispersione superficiali, aumentando la probabilità di sovrapposizione dell'isolamento del trasformatore.

Idrocarburi volatili: vapori d'olio, ecc.

I vapori di idrocarburi attratti elettrostaticamente possono depositarsi sulla superficie delle bobine. Successivamente, sotto l'influenza della temperatura, gli idrocarburi possono essere trasformati chimicamente per formare depositi semiconduttori o conduttivi. Ciò può causare la chiusura dell'isolamento o l'interruzione della distribuzione del campo elettrico sulla superficie, contribuendo all'accumulo di polvere conduttiva.

Inquinamento chimico

Alcune sostanze provocano la corrosione dei materiali isolanti (la sua velocità dipende dall'umidità e dalla temperatura) e il deterioramento delle proprietà dielettriche.

Polvere, sabbia, sale

Il grado di influenza di questi fattori dipende dalla presenza del vento. Sono disponibili le seguenti opzioni:

• deterioramento dei parametri elettrici: qualità dei contatti, resistenza alle correnti di dispersione;

• intasamento dei ventilatori;

• effetto abrasivo sulla superficie degli isolanti e riduzione della resistenza superficiale; • accumulo di polvere conduttiva sulle bobine AT;

• prese d'aria bloccate.

La polvere fine è igroscopica, il che contribuisce ulteriormente alla formazione di uno strato conduttivo sulla superficie dell'isolante.

Concentrazione accettabile

Per i trasformatori a secco operanti in aree urbane con impianti industriali o traffico pesante, nonché in aree non protette dalla polvere (ad eccezione di quelle vicine a fonti di polvere), devono essere osservate le seguenti restrizioni:

• umidità relativa dell'aria, non superiore al 90%;

• Concentrazione di SO2, non superiore a 0,1 mg/m3;

• Concentrazione di NOx, non superiore a 0,1 mg/m3;

• concentrazione di polvere e sabbia, non superiore a 0,2 mg/m3;

• concentrazione di sale marino, non superiore a 0,3 g / m3;

Nota: le raccomandazioni sono fornite in conformità con la norma IEC 60721.

Tenendo conto di queste limitazioni, viene preservata la durata prevista dei trasformatori costosi, che è di decine di anni.

Condizioni termiche del trasformatore

La modalità di funzionamento termico del trasformatore è uno dei fattori più importanti che influenzano l'invecchiamento dell'isolamento e, di conseguenza, la sua vita operativa. Si raccomanda di osservare le seguenti condizioni per garantire un raffreddamento adeguato, indipendentemente dalle dimensioni del locale e dal grado di protezione del trasformatore a secco (involucro). Queste raccomandazioni si applicano anche ad altri tipi di apparecchiature elettriche.

Trazione

Il grande volume di spazio sopra il trasformatore facilita un migliore flusso di aria riscaldata. Inoltre, l'efficacia della ventilazione dipende dalla sua capacità di rimuovere l'aria dalla parte superiore della stanza. Per fare ciò, l'ingresso dovrebbe essere posizionato il più in basso possibile e lo scarico il più in alto possibile e sul lato opposto.

La posizione della presa d'aria (ventola) sopra il trasformatore impedisce la fuoriuscita di aria calda. Ciò può causare un aumento della temperatura del trasformatore al di sopra del livello consentito. Nella migliore delle ipotesi, la protezione termica funzionerà; nel peggiore dei casi, se manca, si verificheranno surriscaldamento e invecchiamento precoce dell'isolamento.

Requisiti per la stanza in cui è installato il trasformatore a secco

Dimensioni della stanza

Lo scopo di un'efficace ventilazione degli ambienti è rimuovere tutto il calore generato dalle apparecchiature elettriche (trasformatori, motori, riscaldatori, ecc.).

Si presume che in modalità normale il dispositivo emetta perdite di potenza P (kW).

Per rimuoverlo con ventilazione, è necessario:

• apertura di presa d'aria fredda con un'area effettiva S (m2), situata nella parte inferiore vicino al trasformatore (l'area effettiva dell'apertura è la sua area reale, meno tutte le interferenze - griglie, valvole, ecc.);

• un'uscita aria calda di area utile S' (m2) posta in alto sul lato opposto, possibilmente sopra il trasformatore, ad una quota H (m) rispetto all'apertura inferiore.

L'area dei fori è determinata dalle formule: S = (0,18 * P) / H, S '= 1,1 * S.

Lo spazio sopra il trasformatore deve rimanere libero fino al soffitto, ad eccezione dei collegamenti.

Queste formule sono applicabili quando l'apparecchiatura è installata ad un'altezza fino a 1000 m s.l.m. ad una temperatura media annua di 20°C.

Se non è possibile fornire le suddette aree di aperture per la ventilazione naturale della stanza, è necessario applicare la ventilazione forzata utilizzando l'installazione:

• nell'apertura inferiore - un ventilatore di alimentazione con capacità Q (m3 / s), determinato dalle perdite di potenza secondo la formula: Q = 0,1 * P;

• sull'apertura superiore - ventilatore di scarico con capacità Q '(m3 / s), determinato dalla formula: Q' = 0,11 * P.

Se l'area di uno solo dei fori è insufficiente, è consentito limitare l'installazione del ventilatore solo su di esso.

Grado di protezione

Dipende grado di protezione (IP) e la trasparenza della rete sulle pareti del case, l'area effettiva richiesta delle prese d'aria può essere piuttosto ampia. Ad esempio, in un involucro IP31 di un trasformatore a secco, l'area di perforazione dell'occhio è del 50%.

La presenza di altre apparecchiature nella stanza. Se nel locale sono installate altre apparecchiature, nel calcolo della ventilazione, la potenza P deve comprendere le sue perdite a pieno carico.

Ventilatori del trasformatore

L'installazione di ventilatori per trasformatori di ventilazione non riduce in alcun modo i requisiti per la ventilazione della stanza! Quando i ventilatori sono in funzione, hanno bisogno anche di aria fredda per entrare nella stanza e di aria calda per fuoriuscire.

Condizionatore d'aria attorno al trasformatore

Polvere

L'accumulo di polvere sul trasformatore impedisce una corretta dissipazione del calore, soprattutto per le industrie polverose come quelle del cemento. È necessario aspirare regolarmente (non soffiare!)

Umidità atmosferica

Dal punto di vista della ventilazione del trasformatore e della possibilità del suo surriscaldamento, l'umidità dell'aria non è un fattore pericoloso. Tuttavia, nel calcolo delle dimensioni della stanza e delle aperture di ventilazione, è necessario tenere conto della presenza di elementi riscaldanti che impediscono la formazione di condensa.

Conoscere e osservare determinate regole e precauzioni per proteggere il trasformatore durante il suo stoccaggio e funzionamento da fattori aggressivi di qualsiasi tipo è la chiave per il funzionamento affidabile del trasformatore in condizioni di carichi di progetto e sovraccarichi controllati.