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Servizi per trasformatori

C.E.M. srl è attrezzata in modo da soddisfare rapidamente le possibili esigenze derivanti da imprevisti nel funzionamento dei trasformatori.

Mettiamo a disposizione dei clienti anche una serie di trasformatori di diversa potenza e tensione per fornire un servizio di supporto temporaneo in caso di avaria del trasformatore.

La nostra organizzazione è in grado di intervenire velocemente, anche in loco, sostituendo, riparando ed eseguendo la normale manutenzione del trasformatore.

C.E.M srl nella sua quarantennale esperienza ha maturato le conoscenze e le capacità per effettuare qualsiasi riparazione sui trasformatori in olio, resina e aria fino alle potenze indicate nei capitoli riguardanti i trasformatori.

C.E.M. srl effettua su richiesta analisi per la rigidità dielettrica degli olii isolanti dei trasformatori per determinare se necessitano di un trattamento di filtraggio.

Collaudo trasformatori per terzi

C.E.M. srl presso la propria sala prove esegue su richiesta tutte le prove di routine o di accettazione, più avanti descritte, per i trasformatori in olio, in resina e in aria fino ad una potenza massima di 6 MVA. 

Avvertenze di sicurezza nella zona delle prove

Le aree destinate alle prove dei trasformatori sono chiaramente delimitate e protette. Al di là delle porte d’accesso ogni materiale può risultare sotto tensione e quindi un suo contatto può costituire un pericolo di morte per elettrocuzione.

L’accesso a queste aree è severamente interdetto a tutte le persone estranee e non abilitate al Servizio Prove.

I visitatori possono varcare le porte d’accesso solamente dopo aver ottenuto il benestare dal personale addetto alle prove abilitato allo scopo, e dopo essere stati informati dei pericoli inerenti agli impianti della sala prove.

Guida alle prove di collaudo

Prova d’isolamento con tensione indotta

Scopo della prova

Questa prova permette di rilevare uno o più eventuali difetti d’isolamento tra le spire degli avvolgimenti (esempio: difetto tra 1 e 2,3 e 4) o tra le fasi.

L’isolamento uniforme di un avvolgimento di un trasformatore è l’isolamento di un avvolgimento di cui tutte le estremità collegate a terminali hanno la stessa tensione di tenuta a frequenza industriale verso terra. La tensione Um è il valore efficace della più alta tensione concatenata per la quale è stato progettato l’isolamento di un avvolgimento del trasformatore.

Modalità di prova

L’avvolgimento BT viene alimentato con una tensione pari a 2 volte la tensione nominale, mantenendo aperti i terminali dell’avvolgimento MT.

Tuttavia il valore di tensione tra i terminali di linea di ciascun avvolgimento trifase non deve superare la tensione nominale di tenuta indicata nella tabella seguente.

Per evitare la saturazione del circuito magnetico del trasformatore in prova, viene usata una frequenza di alimentazione di 200 Hz.

La durata della prova risulta essere: (120×50) / 200 = 30s con un minimo di 15s.

La prova di un avvolgimento trifase deve essere preferibilmente effettuata con tensioni trifasi simmetriche indotte nelle tre fasi dell’avvolgimento.

Se l’avvolgimento è dotato di terminale di neutro, quest’ultimo può essere connesso a terra durante la prova. Il trasformatore supera la prova quando non si verifica alcuna caduta della tensione di alimentazione o deviazioni amperometriche.

Prova d’isolamento con tensione applicata

Scopo della prova

Questa prova ha lo scopo di verificare la tenuta dielettrica a frequenza industriale (50 Hz) del trasformatore (caratteristiche isolanti dell’olio e degli avvolgimenti) relativamente ad ogni avvolgimento, rispetto l’altro e la massa. Lo schema di principio del trasformatore viene modificato come segue:

Modalità di prova

La prova d’isolamento con tensione applicata viene eseguita con una tensione monofase a 50 Hz il cui valore viene stabilito dalle Norme secondo la classe d’isolamento del trasformatore. La tensione di prova viene applicata successivamente a ciascun avvolgimento per 60s con i terminali degli altri avvolgimenti e le parti metalliche collegate a massa.

La misura della tensione viene effettuata mediante un divisore ohmico-capacitivo od un trasformatore di tensione.

La prova ha esito favorevole se non si verifica alcun cedimento della tensione applicata.

Misura delle perdite a vuoto e della corrente a vuoto

Scopo della prova

Questa prova ha lo scopo di:

  • Identificare il valore delle perdite a vuoto e della corrente a vuoto del trasformatore;
      • Perdite a vuoto: è la potenza attiva assorbita quando è applicata la tensione nominale alla frequenza nominale, ai terminali di uno degli avvolgimenti;
      • Corrente a vuoto: è il valore efficace della corrente necessaria alla magnetizzazione del circuito magnetico.
  • Verificare che queste caratteristiche corrispondono ai valori contrattuali e/o delle Norme in vigore.

In concreto la rappresentazione grafica delle perdite a vuoto è evidenziata nella parte contornata da tratteggio dello schema seguente: 

Le perdite a vuoto e la corrente a vuoto devono essere misurate su uno degli avvolgimenti, alla frequenza nominale e ad una tensione pari alla tensione nominale se la prova è effettuata sulla presa principale, o pari alla appropriata tensione di presa se la prova è effettuata su un’altra presa. L’altro o gli altri avvolgimenti devono essere lasciati aperti e gli avvolgimenti che possono essere connessi a triangolo aperto devono avere il triangolo chiuso.

Modalità di prova

Viene alimentato l’avvolgimento BT con tensione e frequenza nominale, mantenendo aperti i terminali dell’avvolgimento MT.

Le perdite a vuoto sono misurate con un multimetro che realizza un circuito di misura corrispondente all’inserzione di 3 wattmetri. Vengono misurate inoltre la corrente di ogni singola fase e la terna di tensioni concatenate.

Calcolo dei risultati

Perdite a vuoto misurate = [(ΔW1 + ΔW2 + ΔW3) x Cte] – K  dove K = correzione di potenza.

Questa correzione corrisponde alla potenza assorbita dagli strumenti di misura che può essere espressa nella forma (U2/R).

La costante Cte dipende dalla portata degli strumenti di misura e di eventuali riduttori di corrente.

Esempio: in un circuito di prova comprendente un trasformatore di corrente rapporto 50/5A ed un

amperometro di portata 5A con una scala a 100 divisioni, la costante diviene: Cte = (50/5) x (5/100) = 0,5

Tolleranze

Le tolleranze sono stabilite dalle Norme come risulta dalla tabella seguente, salvo diverse precisazioni contrattuali.

L’applicazione di tolleranze ridotte sulle perdite a vuoto rispetto quanto precisato dalle Norme, è negoziabile al momento della richiesta di offerta.

Misura della resistenza degli avvolgimenti MT e BT

Scopo della prova

Questa prova ha lo scopo di misurare la resistenza ohmica di ciascun avvolgimento del trasformatore.

La rappresentazione grafica di queste resistenze è evidenziata nella parte contornata da tratteggio dello schema seguente:

Modalità di prova

Nel corso di questa prova si deve rilevare innanzi tutto la temperatura ambiente. La misura della resistenza di ogni avvolgimento viene effettuata con il metodo volt-amperometrico dove: R = (2/3) x r nel caso di un avvolgimento collegato a triangolo.

R= 2 x r nel caso di un avvolgimento collegato a stella, essendo:

R = resistenza equivalente tra le fasi

r = resistenza di fase di un avvolgimento del trasformatore.

Misura della tensione di corto-circuito e delle perdite dovute al carico

Scopo della prova

Questa prova ha lo scopo di:

  • Misurare la tensione di corto-circuito (Ucc) che è la tensione, a frequenza nominale, che è necessario applicare fra i terminali di linea di un avvolgimento per farvi circolare la corrente nominale, quando i terminali dell’altro avvolgimento sono chiusi in corto-circuito.
  • Misurare le perdite a carico del trasformatore (Pcc) che è la potenza attiva assorbita alla frequenza nominale ed alla temperatura di riferimento, quando la corrente nominale attraversa i terminali di linea di uno degli avvolgimenti con i terminali dell’altro chiusi in corto-circuito.

Qualora si abbia la presenza di altri avvolgimenti i loro terminali devono risultare aperti. Queste perdite sono chiamate anche perdite in corto-circuito (perdite Joule + perdite addizionali).

Schema equivalente:

Modalità di prova

La tensione di corto-circuito (presa principale), e le perdite a carico devono essere misurate alla frequenza nominale con alimentazione praticamente sinusoidale ed una corrente compresa fra il 25 e il 100%, ma preferibilmente a non meno del 50% della corrente nominale (presa principale) o corrente di presa.

Le misure devono essere eseguite rapidamente e gli intervalli fra di esse devono essere abbastanza lunghi da garantire che il riscaldamento non produca errori significativi.

La differenza di temperatura fra la parte superiore e inferiore dell’olio deve essere piccola abbastanza da permettere di determinare la temperatura media con la precisione richiesta. I valori misurati delle perdite a carico devono essere corretti moltiplicandoli per il quadrato del rapporto fra corrente nominale (presa principale) o corrente di presa, e corrente di prova.

Per un trasformatore con un avvolgimento a prese la cui estensione sia superiore al ±5%, l’impedenza di corto-circuito deve essere misurata sulla presa principale e sulle due prese esterne.

L’avvolgimento MT viene alimentato a frequenza nominale (50 Hz) con una tensione tale da far circolare una corrente di valore vicino a quello nominale, dopo aver posto in corto-circuito l’avvolgimento BT.

Le perdite in corto-circuito sono misurate con un multimetro che realizza un circuito di misura corrispondente all’inserzione di 3 wattmetri.

Vengono misurate inoltre la corrente di ogni singola fase e la terna di tensioni concatenate.

La tensione di corto-circuito % è data da: Ucc% = (Ucc mis/Unom) x 100

Calcolo delle perdite dovute al carico

Alla temperatura ambiente

Pcc = PJMT + PJBT + Padd = (3/2 x RMT x I2) + (3/2 x RBT x I2) + Padd

dove:

PJMT, PJBT = perdite Joule lato MT e BT

RMT, RBT = resistenze equivalenti lato MT e BT

Nel caso di un collegamento a triangolo:

PJMT = 3 x r x (I/ √3)2 = (3/2) x RMT x I2 con RMT = (2/3) x r

Nel caso di un collegamento a stella:

PJBT = 3 x r x I2 = (3/2) x RBT x I2 con RBT = 2 x r

Si ricorda che le perdite addizionali sono costituite essenzialmente dalle perdite per correnti di Foucault.

Alla temperatura di riferimento (75°C per i trasformatori in olio).

Le perdite Joule variano in funzione della temperatura mentre le perdite addizionali sono inversamente proporzionali alla temperatura.

Pcc 75°C = K x PJ t°a + (1/K) x Padd t°a dove k= coefficiente di correzione della temperatura:

per il rame: k = (235 + 75) / (235 + t°a),  per l’alluminio: k = (225 + 75) / (225 + t°a)

 

Calcolo della tensione di corto-circuito Ucc 

La tensione di corto-circuito possiede una componente reattiva Ux ed una componente ohmica Ur la quale, contrariamente a Ux, dipende dalla temperatura.

In valori ridotti rispetto alle grandezze nominali, si può scrivere:

(Ucc %)2 = (Ux %)2 + (Ur %)2

dove:

Ur % = (Pcc x 100) / Sn

Ucc % = (Ucc x 100) / Un

Esempio: con una temperatura ambiente di 20°C ed alla temperatura di riferimento di 75°C, si può scrivere:

(Ucc 75°C%)2 = (U x %)2 + (Ur 75°C%)2

(Ucc 75°C%)2 – (Ur 75°C%)2 = (U x %)2

(Ucc 75C%)2 – (Ur 75C%)2 = (Ucc 20C%)2 – (Ur 20C%)2

La formula della Ucc a 75°C in % risulta quindi essere:

Ucc 75°C% = 100 x √[(Ucc20°/Un)2 – (Pcc20°/Sn)2 + (Pcc75°/Sn)2] dove Un = tensione nominale

Impedenza di corto-circuito

Essa può essere ricavata dalle misure precedenti con la formula seguente:

Z = (Ucc x Un) / 100 In dove Z = impedenza di corto-circuito di fase espressa in ohm.

I valori normati della tensione di corto-circuito sono indicati nella tabella seguente:

Tolleranze

Le tolleranze sono stabilite dalle Norme come risulta dalla tabella seguente, salvo diverse precisazioni contrattuali.

Misura del rapporto di trasformazione e controllo della polarità e dei collegamenti 

Scopo della prova

Questa prova ha lo scopo di:

  • Verificare la conformità del collegamento del trasformatore;
  • Verificare la conformità del rapporto di trasformazione K su ogni presa rispetto ai valori garantiti.

La parte del trasformatore interessata da questa prova è quella contornata da tratteggio.

Lo sfasamento di un avvolgimento trifase è lo scarto angolare tra i vettori indicanti le tensioni MT e BT dei terminali omologhi di una stessa coppia d’avvolgimenti.

E’ convenzionalmente previsto che i vettori ruotino in senso antiorario.

Il vettore dell’avvolgimento MT, posto sulle 12 ore di un quadrante orario, preso come riferimento, e lo sfasamento di tutti gli altri avvolgimenti sono espressi normalmente con un indice orario; 

Il simbolo di collegamento indica le modalità di connessione degli avvolgimenti MT e BT ed il loro relativo sfasamento espresso con una combinazione di lettere e di indici orari (es. DY11).

Modalità di prova

Il rapporto di trasformazione è misurato su ogni presa del trasformatore. Devono inoltre essere controllati sia il simbolo di collegamento dei trasformatori trifasi che la polarità in caso di unità monofasi.

La misura del rapporto di trasformazione ed il controllo del gruppo di collegamento vengono eseguiti su ogni presa dell’avvolgimento per mezzo di un rapportimetro (ponte di Vettiner) alimentando il trasformatore con 220 V, lato MT.

La misura del rapporto di trasformazione si basa sulla comparazione, in ogni fase, della tensione MT in fase con quella BT. Infatti il rapportimetro mette in opposizione le tensioni fra loro in fase per compararne i moduli.

Tale operazione avviene a mezzo di un gruppo di decadi di resistenze e la comparazione è realizzata quando la corrente del galvanometro è nulla.

Per ottenere il rapporto di trasformazione designato, nel caso di collegamenti Yd o Dy, bisogna moltiplicare o dividere il valore letto rispettivamente per √3 a seconda che le tensioni misurate siano semplici o composte.

Per i collegamenti Yy o Dd il valore letto identifica il rapporto di trasformazione designato.

Esempi di Collegamenti usuali:

Le lettere maiuscole corrispondono alla tensione più alta.

Il rapporto di trasformazione è misurato su ogni presa del trasformatore. Devono inoltre essere controllati sia il simbolo di collegamento dei trasformatori trifasi che la polarità in caso di unità monofasi.

Tolleranze

Le tolleranze per altre prese devono essere oggetto di accordo fra C.E.M. ed acquirente.

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Possiamo aiutarti a realizzare un trasformatore in olio con le caratteristiche che ti servono.

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