Trasformatore di distribuzione riempito con olio minerale
Perché l'olio minerale?
Come potete già sapere, i trasformatori di distribuzione riempiti con olio minerale sono il tipo più comune di trasformatori di distribuzione. Sono tra i componenti più cruciali e si possono trovare nei sistemi di fornitura elettrica in tutto il mondo.
Anche se l'olio isolante è un liquido infiammabile, la affidabilità dei trasformatori immersi in olio è stata ampiamente dimostrata nel corso di numerosi anni nei sistemi di fornitura di energia dove assicurare una fornitura di energia sicura è di fondamentale importanza.
Tuttavia, l'olio minerale è infiammabile. Sebbene le condizioni di guasto all'interno delle spire del trasformatore solitamente portino solo a una perdita di olio, l'ignizione è possibile, specialmente quando si forma un arco elettrico appena sotto la superficie dell'olio.
In tali casi, spesso si sceglie di installare un trasformatore a secco o un trasformatore riempito con un liquido ad alto punto di fiamma. L'integrità del sistema di isolamento in un trasformatore immerso in olio dipende, in parte, dalle condizioni dell'olio. Nei maggiori reti di fornitura di energia stabiliti in tutto il mondo, è stata una pratica comune permettere ai trasformatori di "respirare" naturalmente mentre il liquido isolante si espande e contrae con il carico.
Tuttavia, si è riconosciuto che l'implementazione di qualche forma di sistema di protezione per prevenire la contaminazione del liquido isolante da parte di inquinanti atmosferici offre il vantaggio di una maggiore longevità dell'isolamento, specialmente quando i fattori di carico sono elevati.
Per la maggior parte dei trasformatori di distribuzione inferiori a 500 kVA installati nelle zone temperate del mondo, il sistema di protezione dell'olio più semplice ma pienamente sufficiente è un respiratore disidratante a gel di silice.
Durante le condizioni di carico ridotto, l'aria aspirata nella vasca del trasformatore passa prima attraverso un bagno d'olio per filtrare i contaminanti solidi. Poi, passa attraverso i cristalli di gel di silice disidratante, che rimuovono efficacemente l'umidità.
Il tipo più comune di sistema di protezione dell'olio probabilmente coinvolge un conservatore o una vasca di espansione. Questa configurazione presenta un sump che cattura la maggior parte degli inquinanti atmosferici (come mostrato nella Figura 1 sopra).
Il modo più semplice per prevenire la contaminazione dell'olio è sigillare la vasca dall'aria esterna e progettarla per resistere alle pressioni generate dal liquido refrigerante in espansione (Figura 2). A causa della solubilità del gas nell'olio, queste pressioni rimangono relativamente basse e raramente superano 0,43 kg/cm² in condizioni di carico stabile.
L'avvento di macchinari specializzati che piegano e saldano automaticamente le lastre d'acciaio in profonde corrugazioni per formare i lati della vasca del trasformatore ha reso le vasche corrugate più economiche. Le lastre d'acciaio hanno solitamente uno spessore compreso tra 1,2 e 1,5 mm, risultando in una vasca leggera e compatta. La sua resistenza meccanica deriva dalle corrugazioni profonde e ravvicinate.
Le lastre d'acciaio con larghezze fino a 2000 mm e profondità di 400 mm consentono di raffreddare i trasformatori fino a 5000 kVA utilizzando questo metodo. Tuttavia, la loro applicazione tipica è nei trasformatori di distribuzione con potenze fino a 1600 kVA.
La flessibilità dei pannelli corrugati ha portato allo sviluppo del design della vasca corrugata completamente sigillata. In questo design, la vasca è completamente riempita e l'espansione del liquido viene gestita dalla flessibilità delle pareti della vasca. Il liquido all'interno della vasca non entra in contatto con l'atmosfera, il che aiuta a preservare il sistema di isolamento del trasformatore e riduce i requisiti di manutenzione.
I design delle vasche dei trasformatori corrugate sono in uso da oltre 30 anni e sono ora riconosciuti come un metodo di costruzione della vasca affidabile.
