Fornitori di trasformatori elettrici

I trasformatori subiscono vari tipi di perdite durante il loro funzionamento, che possono incidere sulla loro efficienza e sulle prestazioni complessive. Le principali fonti di perdite del trasformatore includono:

Perdite nel rame (perdite I²R):

Causato dalla resistenza del trasformatore avvolgimenti al flusso di corrente.

Proporzionale al quadrato della corrente (I²) e alla resistenza (R) dell'avvolgimento.

Perdite di ferro (isteresi e perdite per correnti parassite):

Perdite per isteresi: risultano dall'isteresi magnetica nel materiale del nucleo, dove i domini magnetici resistono ai cambiamenti nella magnetizzazione.

Perdite per correnti parassite: si verificano a causa delle correnti circolanti indotte nel nucleo dal cambiamento del campo magnetico.

Perdite vaganti:

Flusso di dispersione: parte del flusso magnetico potrebbe non collegare sia l'avvolgimento primario che quello secondario, determinando un flusso di dispersione e perdite aggiuntive.

Induttanza di dispersione: contribuisce alle perdite di potenza reattiva.

Perdite dielettriche:

Risultato dal campo elettrico nei materiali isolanti che provoca la dissipazione di energia sotto forma di calore.

Più significativo nelle applicazioni ad alta frequenza e nei trasformatori ad alta tensione.

Per ridurre al minimo le perdite del trasformatore e migliorare l'efficienza, è possibile adottare varie strategie:

1. Selezione di materiali di base di alta qualità:

Scegliere materiali del nucleo con bassa isteresi e perdite per correnti parassite per ridurre le perdite di ferro.

2. Ottimizzazione del design principale:

Utilizzare design del nucleo che riducano al minimo la lunghezza del percorso del flusso magnetico, riducendo sia l'isteresi che le perdite per correnti parassite.

Utilizzare step-lap o altre tecniche per ridurre le perdite di correnti parassite nel nucleo.

3. Utilizzo di rame ad alta conduttività:

Selezionare rame ad alta conduttività per gli avvolgimenti per ridurre al minimo le perdite di rame.

Utilizzare conduttori più grandi o più conduttori paralleli per ridurre la resistenza.

4. Riduzione della resistenza dell'avvolgimento:

Ridurre al minimo la resistenza degli avvolgimenti del trasformatore utilizzando materiali a bassa resistività e ottimizzando la progettazione degli avvolgimenti.

5. Miglioramento del raffreddamento del nucleo:

Implementare sistemi di raffreddamento efficaci, come il raffreddamento ad olio o a liquido, per dissipare il calore dal nucleo e dagli avvolgimenti.

6. Ottimizzazione Trasformatore Caricamento:

Utilizzare i trasformatori a livelli di carico ottimali per bilanciare le perdite di ferro e quelle di rame.

Evitare il sovraccarico poiché può aumentare notevolmente le perdite.

7. Utilizzo di trasformatori con nucleo amorfo:

Le leghe metalliche amorfe presentano perdite interne inferiori rispetto al tradizionale acciaio al silicio, il che le rende più efficienti dal punto di vista energetico.

8. Installazione dei dispositivi di regolazione della tensione:

I regolatori di tensione o i commutatori sotto carico possono aiutare a mantenere livelli di tensione ottimali e ridurre al minimo le perdite.

9. Implementazione di trasformatori ad alta efficienza energetica:

Utilizzare trasformatori con livelli di efficienza più elevati, che spesso includono caratteristiche di progettazione per ridurre al minimo le perdite.

10. Applicazione di sistemi avanzati di monitoraggio e controllo:

Implementare sistemi di monitoraggio in tempo reale per valutare le prestazioni del trasformatore e identificare potenziali miglioramenti dell'efficienza.

Utilizza sistemi di controllo avanzati per ottimizzare il funzionamento del trasformatore in base al carico e alle condizioni del sistema.

11. Manutenzione e test regolari:

Eseguire una manutenzione regolare, incluso il test della resistenza di isolamento, per garantire che il trasformatore funzioni in modo efficiente.

Affrontare tempestivamente eventuali problemi per evitare un aumento delle perdite nel tempo.

12. Applicazione di materiali isolanti moderni:

Utilizzare materiali isolanti avanzati con perdite dielettriche inferiori per ridurre la dissipazione di energia.

Come proteggere il trasformatore da sovracorrente, sovratensione e altri guasti?
Proteggere i trasformatori da sovracorrente, sovratensione e altri guasti è fondamentale per garantirne il funzionamento sicuro e affidabile. Vengono utilizzati vari dispositivi e sistemi di protezione per individuare condizioni atipiche e avviare azioni per evitare danni. Ecco le misure comuni per proteggere Trasformatori elettrici :
1. Protezione da sovracorrente: fusibili e interruttori automatici: fusibili e interruttori automatici sono collegati all'interno dei circuiti primo e/o secondario per interrompere la corrente che segue il flusso in caso di situazioni di sovracorrente. Relè di sovracorrente: I relè di sovracorrente sperimentano una modernità eccessiva e spostano l'interruttore automatico o diversi dispositivi di difesa per isolare il trasformatore.
2. Protezione da sovratensione: Scaricatori di sovratensione: Gli scaricatori di sovratensione (o limitatori di sovratensione) sono installati sui terminali del trasformatore per deviare la tensione in eccesso causata da fulmini o sovratensioni di commutazione. Commutatori di rubinetti: i commutatori di rubinetti automatici possono essere costituiti da funzioni di sicurezza contro le sovratensioni per prevenire intervalli di tensione eccessivi durante la conversione del rubinetto.
3. Protezione da cortocircuito: Protezione differenziale: i relè differenziali esaminano la corrente che entra ed esce dagli avvolgimenti del trasformatore. Una differenza di buone dimensioni suggerisce un difetto. Protezione a distanza: i relè a distanza graduano l'impedenza nella regione del guasto, facendo scattare l'interruttore se l'impedenza è inferiore a una soglia rigida e rapida.
4. Protezione della temperatura: Relè termici: i sensori di temperatura all'interno degli avvolgimenti del trasformatore attivano i relè termici se la temperatura supera i limiti di sicurezza, provocando l'intervento del trasformatore. Relè Buchholz: installato nei trasformatori immersi in olio, il relè Buchholz rileva la benzina generata con l'aiuto di guasti interni che includono un cortocircuito o un surriscaldamento.
5. Protezione da sottofrequenza e sovrafrequenza: Relè di frequenza: monitora la frequenza del dispositivo e fa scattare il trasformatore se la frequenza devia oltre i limiti accettabili.
6. Protezione dai guasti a terra: Protezione dai guasti a terra ristretti (REF): monitora il moderno squilibrio tra le fasi e il neutro, facendo intervenire il trasformatore se viene rilevato un guasto a terra. Relè di guasto a terra: rileva i guasti a terra e avvia i movimenti di schermatura per isolare il trasformatore.
7. Protezione di backup: Relè di backup: più livelli di sicurezza garantiscono che se un dispositivo di schermatura si guasta o non funziona correttamente, gli altri agiscono come backup per proteggere il trasformatore. Alimentazione di riserva: garantisce che i dispositivi difensivi continuino a funzionare anche per la durata di un'interruzione di corrente.
8. Protezione basata sulla comunicazione: protocolli di comunicazione: i trasformatori moderni potrebbero anche avere doti di comunicazione, che consentirebbero loro di modificare le informazioni con relè di protezione e gestire le strutture.
9. Sistemi di monitoraggio del trasformatore: Monitoraggio online: le strutture di monitoraggio in tempo reale determinano costantemente le condizioni del trasformatore, tenendo presente il rilevamento tempestivo dei problemi di capacità. Analisi dei gas disciolti (DGA): monitora i gas disciolti all'interno dell'olio del trasformatore, fornendo informazioni sui guasti di capacità.
10. Dispositivi di isolamento e arresto: Interruttori automatici: forniscono la possibilità di disconnettere manualmente o automaticamente il trasformatore dal sistema elettrico in caso di guasto. Interruttori di isolamento: utilizzati per la disconnessione guida in alcune fasi durante la manutenzione o in condizioni di emergenza.