rivista online di informazione del comitato elettrotecnico italiano

TRASFORMATORI DI MISURA INNOVATIVI

CONVEGNI DI FORMAZIONE GRATUITA 2019

NOVITA’ SERVIZIO CEI BOOKMARK

www.ceinorme.it my.ceinorme.it
rivista online di informazione del comitato elettrotecnico italiano

I COMMUTATORI SOTTO CARICO NEI TRASFORMATORI DI POTENZA

20/02/2018
condividi su facebook   condividi su twitter
rimpicciolisci il testo dell'articolo ingrandisci il testo dell'articolo

Una Giornata di Studio dedicata allo stato dell’arte del più importante componente delle reti elettriche (Milano, 28 marzo 2018)

I trasformatori elettrici di potenza sono un elemento essenziale, se non forse il più importante componente delle reti elettriche mondiali. I trasformatori sono connessi al sistema elettrico le cui tensioni di esercizio devono essere mantenute entro limiti prefissati; se non esistesse alcuna forma di regolazione della tensione questa varierebbe anche notevolmente in funzione dei transiti di potenza e di altri aspetti, tra i quali, per esempio, i fuori servizio di elementi di rete (programmati e non).

Uno   dei   più   importanti   sistemi   utilizzati  per la regolazione della tensione consiste nell’installare, nel trasformatore, un dispositivo in grado di variare il rapporto di spire primarie    e secondarie, quindi, il rapporto delle tensioni primaria e secondaria. Detto dispositivo è noto come “variatore di rapporto” o “commutatore” (in inglese, “Tap Changer”) e ha la funzione di inserire o escludere una o più spire (sino a oltre 30) poste nell’avvolgimento di regolazione, permettendo la modulazione della tensione entro un certo intervallo (tipicamente ±15% nelle reti di trasmissione in alta tensione).

La variazione di tensione può avvenire sia col trasformatore “de-energizzato” – e parleremo allora di commutatori a vuoto; oppure  molto  più    comunemente,    specialmente     quando le variazioni sono richieste di frequente, col trasformatore “energizzato” – e parleremo allora di commutatori/variatori sotto carico (VSC/CSC), in inglese “On Load Tap Changer” (OLTC).

I CSC sono tutti basati sul principio di trasferire la corrente tra prese contigue, chiudendo la tensione del gradino  interposto  su  impedenze o resistenze, così da limitare la corrente di circolazione che  interessa  il  gradino  durante  la manovra. In fase di commutazione si stabiliscono e s’interrompono correnti di breve durata ma molto elevate, secondo una sequenza ben prefissata ed  in  tempi  rapidi  (dell’ordine  di decine di ms). Il movimento meccanico è pertanto comandato da un motore elettrico (che precarica dei dispositivi, tipicamente molle), mentre nei commutatori a vuoto il movimento è di solito manuale.

Il primo brevetto risale agli anni ‘20 e da allora   le modalità costruttive si sono evolute, per cui esistono in servizio molteplici tipi diversi di CSC che, ad esempio, possono essere alloggiati esternamente (figura 1) o internamente (figura 2) al trasformatore nelle macchine di maggior potenza.

 

Figura 1: CSC esterno al trasformatore.

 

Figura 2: CSC interno al trasformatore.

 

La commutazione avviene usando resistenze o impedenze immerse in olio isolante, ma in tempi recenti si sta sempre più diffondendo l’impiego dei commutatori sotto vuoto, nei quali la commutazione avviene in una speciale ampolla tenuta rigorosamente a vuoto quasi assoluto.

Stante la loro grande complessità e la severità d’impiego, inevitabilmente il tasso  di  guasto  dei CSC è significativo. Una recente indagine condotta dal CIGRE (Technical Brochure 642) ha riportato che oltre il 14% dei guasti, alcuni anche catastrofici, dei grandi trasformatori di potenza, è dovuto ai commutatori sotto carico.

Ne deriva l’evidente necessità di una corretta manutenzione preventiva e soprattutto di ispezioni atteaverificare il corretto funzionamento del variatore di rapporto; la strategia di controllo e manutenzione può essere basata sul numero di commutazioni piuttosto che su base temporale. Esistono sostanzialmente due diversi tipi di approccio diagnostico, uno di tipo elettro- meccanico ed uno di tipo chimico.

Ad esempio, la Norma IEC CEI EN 60214-1 (test di routine per i CSC) prevede che vadano misurati molteplici parametri meccanici ed elettrici quali, ad esempio: Controllo delle resistenze; Verifica dei tempi di commutazione; Tempi di contatto (verifica di coordinamento tra i vari componenti); Test meccanici dopo 500 operazioni; Test di ermeticità con gas elio.

Inoltre, la Norma IEC  CEI  EN  60422  (guida  alla  manutenzione  degli  oli  isolanti   in servizio) e la Norma IEC CEI EN 60599 (guida all’interpretazione delle analisi dei gas disciolti in olio) guidano l’utente ai controlli di tipo chimico- fisico da eseguire sull’olio dei CSC.

È possibile così diagnosticare preventivamente anomalie incombenti dei CSC quali, ad esempio, trafilamento di gas/olio verso la cassa del trasformatore, scariche anomale, punti caldi eccessivi, carbonizzazione dei contatti, invecchiamento dell’olio, movimenti e tempi imprecisi, etc.

Approcci, questi, che lungi dall’essere antagonisti tra loro, vanno invece usati complementarmente traendone così il massimo profitto possibile. Tale sinergia è purtroppo tutt’altro che semplice da ottenersi, infatti, le competenze degli esperti sono usualmente o di tipo elettro-meccaniche o di tipo chimico.

Questi ed altri argomenti correlati saranno approfonditi in occasione della prossima Giornata di Studio  CEI  “I  commutatori  sotto  carico  nei trasformatori di potenza: progettazione, costruzione, utilizzo, manutenzione e diagnostica” che si terrà il 28 marzo 2018 a Milano presso la sede del CNR.

La giornata, organizzata congiuntamente dai Comitati Tecnici CEI CT 10 (Fluidi  isolanti)  e  CT 14 (Trasformatori) ospiterà conclamati esperti internazionali provenienti dal mondo dei costruttori, dei manutentori e degli utilizzatori, che illustreranno lo stato dell’arte in materia di:

  • Principi di funzionamento dei CSC e le loro diverse modalità costruttive;
  • Tipi di diagnosi predittiva (elettrica echimica);
  • Manutenzione necessaria e raccomandata;
  • Esperienze di esercizio.

La partecipazione alla giornata è gratuita previa iscrizione. È in corso la procedura di rilascio dei Crediti Formativi da parte del CNPI e del CNI.  Per iscrizioni: www.ceinorme.it > Eventi > Seminari
Per informazioni: relazioniesterne5@ceinorme.it tel. 0221006.202

 

 

condividi su facebook   condividi su twitter
Articoli più letti
PROTEZIONE DEGLI IMPIANTI DALLE SOVRATENSIONI TRASFORMATORI DI MISURA INNOVATIVI CONVEGNI DI FORMAZIONE GRATUITA: LA FORMAZIONE A NORMA ARRIVA IL SERVIZIO BOOKMARK QUADRI DI AUTOMAZIONE E DISTRIBUZIONE NUOVE NORME PER L’INDUSTRIA 4.0 ITS SCHOOL PROJECT: ASSEGNATO IL PRIMO PREMIO, AL VIA IL BANDO 2019 ENERGIA ELETTRICA A PORTATA DI TUTTI E2 FORUM: MOSTRA SU MOBILITÀ VERTICALE E TECNOLOGIE INTELLIGENTI PER GLI EDIFICI AGGIORNATA LA NORMA PER GLI INTERRUTTORI MANUALI I CONCETTI DI BASE PER I SISTEMI DI ALLARME NORME TECNICHE E REGOLA DELL’ARTE PER SISTEMI DI SICUREZZA SISTEMI E COMPONENTI ELETTRICI ED ELETTRONICI PER TRAZIONE IL PREMIO CEI – MIGLIOR TESI DI LAUREA 2018 PREMIERA’ PER LA PRIMA VOLTA CINQUE STUDENTI L’IMPIANTO ELETTRICO UTILIZZATORE A SERVIZIO DELL’AZIENDA 4.0 CORSO CEI INDUSTRIA 4.0 CORSO CEI CAVI CPR COMITATO TECNICO CEI CT 81 L’ATTIVITÀ TECNICO-NORMATIVA CEI NEL 2017 A SUPPORTO DELL’INDUSTRIA E DEL PAESE UNA CASA EFFICIENTE E MODERNA ASSEMBLEA GENERALE E PREMIAZIONI CEI RILEVAZIONE DEI GUASTI NEI SISTEMI ELETTRICI VENTESIMA CONFERENZA INTERNAZIONALE IEEE SUI LIQUIDI DIELETTRICI (ICDL) REGOLAMENTO CPR: TRE NUOVE VARIANTI CEI SUI CAVI SMART MANUFACTURING IL BACKGROUND TECNOLOGICO E NORMATIVO DI INDUSTRIA 4.0 I CAPITOLATI TECNICI ANIE PER LE DOTAZIONI DEGLI “IMPIANTI A LIVELLI” CONSOLIDANO L’IMPIEGO DELLE NORME CEI LA VALUTAZIONE DEL RISCHIO RETINICO DA RADIAZIONE LASER PROGETTAZIONE ANTINCENDIO PER GLI IMPIANTI ELETTRICI STRUTTURE DI SUPPORTO PER IMPIANTI FOTOVOLTAICI L’IDROGENO COME VETTORE ENERGETICO SISTEMI DI ALLARME SONORO PER APPLICAZIONI DI EMERGENZA “PIANO IMPRESA 4.0” PUNTA SU INNOVAZIONE E COMPETENZE PROTEZIONE DEGLI IMPIANTI ELETTRICI BT CITTÀ E COMUNITÀ INTELLIGENTI E SOSTENIBILI: IL RUOLO DELLA NORMATIVA EUROPEA Confermato il ruolo del CEI quale organismo nazionale di normazione “ITS SCHOOL PROJECT”: il nuovo premio che vede gli studenti protagonisti PRODOTTI ELETTROTECNICI A PROVA DI FIAMMA DIVENTARE SOCI CEI NEL 2018: COME E PERCHÉ L’INNOVAZIONE TECNOLOGICA A BORDO TRENO L’EVOLUZIONE DEI SISTEMI DI MISURA DELL’ENERGIA NELL’ERA DELLA DIGITALIZZAZIONE PRIMO APPUNTAMENTO CON I SEMINARI CEI 2018 ECONOMIA CIRCOLARE PER LE IMPRESE DEL SETTORE ELETTRICO ED ELETTRONICO ESTERI NATURALI: COSA, COME E PERCHÈ IN ARRIVO I NUOVI SEMINARI DI FORMAZIONE GRATUITA 2018 LUCE SUL CRIMINE: NUOVA GUIDA CEI 34-161 ATMOSFERE ESPLOSIVE: IMPIANTI ELETTRICI SEMPRE PIÙ SICURI IMPIANTI TEMPORANEI, SICUREZZA PERMANENTE CEI: LA FORMAZIONE “A REGOLA D’ARTE” LOTTA ALLA CRIMINALITÀ: LA RISPOSTA NORMATIVA SICUREZZA ANTINCENDIO: PIÙ PREVENZIONE CON IL NUOVO CODICE DEI VIGILI DEL FUOCO COSTRUIRE LE “CITTÀ DEL FUTURO”: LE NORME CHIAVE DELL’EVOLUZIONE IL “TESORO DEGLI ITALIANI”: UN PATRIMONIO DA SALVAGUARDARE CONTATORI DI ENERGIA ELETTRICA DI SECONDA GENERAZIONE REGOLAMENTO PRODOTTI DA COSTRUZIONE (CPR) SICUREZZA DEGLI IMPIANTI ELETTRICI VARIANTE 1 ALLA GUIDA CEI 46-136 INTERVISTA A MARCO FONTANA (PRESIDENTE) E UMBERTO PARONI (SEGRETARIO) CEI/CT 20 LE NUOVE FRONTIERE DELL’ILLUMINAZIONE PREDISPOSIZIONE DEGLI IMPIANTI ELETTRICI IN RELAZIONE ALLE ESIGENZE UMANE Norma Italiana CEI 64-21 e utenze deboli: il videocitofono smart CLASSIFICAZIONE DEI SISTEMI DI AUTOMAZIONE DEGLI IMPIANTI TECNICI NEGLI EDIFICI NORME E ATTIVITÀ DEL COMITATO TECNICO CEI 44 LA PROTEZIONE DELLE PERSONE CON LE TECNOLOGIE FOTOELETTRICHE IMPIANTI A LIVELLI VARIANTE 3 ALLA NORMA CEI 64-8 CONFERENZA SULLA DIGITALIZZAZIONE INTERNAZIONALE ARRIVA LA NEWSLETTER DEI CORSI CEI ACCORDO ACCREDIA – CEI LA RICARICA DEI VEICOLI ELETTRICI: INTEROPERABILITÀ E SICUREZZA MEDICALE, INDUSTRIALE, DATA CENTER Soci CEI 2017 MISURE E UNITÀ DI MISURA NUOVA GUIDA TECNICA CEI 100-7 APPARECCHIATURA DI MANOVRA MT-AT E NORMATIVA CEI INTERVISTA A GIACOMO CORDIOLI, PRESIDENTE DEL CEI/CT 17 Primo Seminario di formazione gratuita CEI 2017 “Impianti elettrici. Prestazioni funzionali e di sicurezza” IL PIANO NAZIONALE INDUSTRIA 4.0 PER IL QUADRIENNIO 2017-2020 INTERVISTA A MARIO SILINGARDI, PRESIDENTE USCENTE CEI/SC 31J MEDICALE, INDUSTRIALE, DATA CENTER COME PROGETTARE UN DATA CENTER: DISPONIBILITÀ ED EFFICIENZA ENERGETICA PROSIEL ROADTOUR 2017: LA VOSTRA SICUREZZA È LA NOSTRA META RINNOVATO L’ACCORDO CHE RAFFORZA IL COMMERCIO GLOBALE E ALLARGA L’ACCESSO AI MERCATI CEI MAGAZINE: NASCE IL SITO DEDICATO IL FOTOVOLTAICO E LA NORMATIVA CEI Comitato Tecnico 82 CEI “Sistemi di conversione fotovoltaica dell’energia solare”