Perché sono necessari cinque test di resistenza a impulsi di tensione per i trasformatori di distribuzione o i trasformatori sottoposti a revisione prima della messa in servizio ufficiale?

Prova d'impulso dei trasformatori nuovi o revisionati prima della messa in servizio

Sapete perché i trasformatori nuovi o revisionati devono sottoporsi a prove d'impulso prima della messa in servizio ufficiale? Queste prove verificano se la resistenza all'isolamento del trasformatore può sopportare l'impatto di tensioni complete o sovratensioni da commutazione.

Il principio alla base delle prove d'impulso riguarda ciò che accade quando un trasformatore scarico viene disconnesso. L'interruttore interrompe una piccola corrente di magnetizzazione, potenzialmente forzando l'interruzione della corrente prima che raggiunga zero a causa della troncatura della corrente. Ciò crea sovratensioni da commutazione nel trasformatore induttivo. L'entità di queste sovratensioni dipende dalle prestazioni dell'interruttore, dalla struttura del trasformatore e, crucialmente, dal metodo di messa a terra del neutro del trasformatore. Per i trasformatori non collegati a terra o collegati attraverso bobine di soppressione dell'arco, la sovratensione può raggiungere 4-4,5 volte la tensione di fase, mentre i trasformatori con il neutro collegato direttamente a terra solitamente esperiscono sovratensioni non superiori a 3 volte la tensione di fase. È per questo che i trasformatori sottoposti a prove d'impulso devono avere i loro punti neutri collegati direttamente a terra.

Le prove d'impulso servono anche a due scopi aggiuntivi: verificare la resistenza meccanica del trasformatore sotto correnti d'ingresso elevate e controllare se i sistemi di protezione relè malfunzioneranno in condizioni di correnti d'ingresso significative.

Riguardo alla frequenza delle prove: i trasformatori nuovi richiedono tipicamente cinque prove d'impulso, mentre quelli revisionati generalmente ne necessitano tre.

Quando si alimenta un trasformatore scarico, si verifica una corrente di magnetizzazione d'ingresso, che raggiunge 6-8 volte la corrente nominale. Questa corrente d'ingresso decade rapidamente inizialmente, riducendosi tipicamente a 0,25-0,5 volte la corrente nominale entro 0,5-1 secondo, anche se la decadenza completa richiede più tempo—alcuni secondi per trasformatori piccoli/media portata e 10-20 secondi per trasformatori grandi. Durante il periodo iniziale di decadimento, la protezione differenziale potrebbe mal funzionare, impedendo l'alimentazione del trasformatore. Pertanto, la chiusura impulsiva a vuoto consente una verifica pratica della cablatura, delle caratteristiche e delle impostazioni della protezione differenziale in condizioni di corrente d'ingresso, permettendo di valutare se i sistemi di protezione possono essere commissionati correttamente.

Secondo gli standard IEC 60076, le prove d'impulso a piena tensione senza carico richiedono cinque impulsi consecutivi per i prodotti nuovi e tre impulsi consecutivi dopo revisioni importanti. Ogni impulso dovrebbe essere separato da almeno 5 minuti, con personale che monitora il trasformatore sul posto per anomalie, fermando le operazioni immediatamente se vengono rilevati problemi. Dopo il primo impulso, il trasformatore dovrebbe funzionare continuativamente per oltre 10 minuti, con impulsi successivi separati da almeno 5 minuti. La richiesta di cinque impulsi è specificata nelle normative, probabilmente rappresentando una considerazione complessiva della resistenza meccanica, degli effetti di sovratensione e delle caratteristiche della corrente d'ingresso.

Procedura per la prova d'energizzazione impulsiva dei trasformatori nei sistemi di potenza

• Assicurarsi che gli interruttori e gli interruttori di disconnessione sul lato generatore siano aperti. Se necessario, disconnettere le connessioni terminali sul lato a bassa tensione del trasformatore.

• Attivare i sistemi di protezione relè del trasformatore e i controlli del sistema di raffreddamento, protezione e segnalazione.

• Inserire l'interruttore di messa a terra del neutro del trasformatore.

• Chiudere l'interruttore ad alta tensione del trasformatore per eseguire cinque energizzazioni impulsive dal sistema di potenza, con intervalli di circa 10 minuti tra ciascuna. Controllare il trasformatore per eventuali anomalie e monitorare il funzionamento della protezione differenziale e della protezione Buchholz (a gas).

• Quando possibile, registrare gli oscillogrammi della corrente di magnetizzazione d'ingresso durante l'energizzazione del trasformatore.

Durante le prove, i tecnici esaminano l'isolamento dei terminali del trasformatore e ascoltano attentamente eventuali suoni interni anomali appoggiando un bastone di legno o un righello isolante contro la scatola del trasformatore. Se si rilevano suoni esplosivi intermittenti o rumori improvvisi e forti, l'operazione deve essere interrotta immediatamente. Solo dopo aver superato con successo cinque prove d'impulso, il trasformatore può essere messo in servizio per l'operazione normale.