Avvolgimenti dei trasformatori: perché conduttori trasposti?

Il motivo principale è eliminare le correnti circolanti tra i conduttori in parallelo, riducendo così le perdite aggiuntive e abbassando l'aumento di temperatura.

Causa principale: Concatenazione del flusso di dispersione disuguale

Negli avvolgimenti dei trasformatori, il campo magnetico di dispersione è distribuito in modo non uniforme sia in direzione radiale che assiale. Quando più conduttori sono collegati in parallelo per formare una singola spira, ciascun conduttore occupa una diversa posizione radiale all'interno dell'avvolgimento e, di conseguenza, concatena una diversa quantità di flusso di dispersione:

Ψ₁ ≠ Ψ₂ ≠ … ≠ Ψₙ

Secondo la legge di Lenz, le forze elettromotrici indotte nei singoli conduttori sono disuguali. Tuttavia, poiché sono collegati in parallelo e condividono la stessa tensione ai morsetti, si generano correnti circolanti:

I_circ = ΔE / R_loop

Queste correnti circolanti non compiono alcun lavoro utile; generano semplicemente calore, contribuendo a ulteriori perdite per correnti parassite. Nei trasformatori di grande capacità, tali perdite possono rappresentare dal 20% al 40% della perdita totale nel rame.

Rockwill Trasformatore di potenza immerso in olio della serie S(F) a 138 kV

Come i conduttori trasposti risolvono il problema

Un conduttore trasposto è costruito in modo che ciascun singolo filo cambi periodicamente la propria posizione radiale lungo l'intera altezza dell'avvolgimento. Ciò garantisce che, in un giro completo, il flusso di dispersione totale concatenato da ciascun filo diventi approssimativamente uguale:

∑Ψᵢ ≈ costante

Di conseguenza, le differenze di forza elettromotrice vengono eliminate e le correnti circolanti sono ridotte a quasi zero.

Principali tipi di conduttori trasposti

Riepilogo

Il trasformatore Rockwill a 138 kV impiega conduttori trasposti che, attraverso la loro speciale disposizione trasposta di più fili isolati, riducono in modo fondamentale e significativo le perdite per correnti parassite e correnti circolanti, migliorando così notevolmente l'efficienza energetica.

Inoltre, se combinati con la tecnologia di auto-incollaggio, i conduttori formano una struttura integrata e robusta che rafforza sostanzialmente la capacità dell'avvolgimento di resistere alle forze di cortocircuito, garantendo la sicurezza dell'apparecchiatura in condizioni di guasto. Inoltre, questa tecnologia offre ulteriori vantaggi, tra cui una struttura compatta, un'eccellente dissipazione del calore e processi di produzione semplificati, rendendola un abilitatore fondamentale per raggiungere alta efficienza, affidabilità e convenienza nella progettazione dei trasformatori.

A cura di:Echo