Considerazioni chiave nella specifica del trasformatore
In qualità di professionista coinvolto nella formulazione delle specifiche tecniche per i trasformatori di potenza, riconosco che la definizione di tali specifiche è un passo cruciale per garantire l'affidabilità, l'efficienza e il rispetto degli standard internazionali come l'IEC 60076. Una specifica completa deve delineare chiaramente tutti i parametri per evitare inefficienze operative, discrepanze tecniche e potenziali malfunzionamenti. Di seguito, dalla mia prospettiva professionale, sono le considerazioni fondamentali nella formulazione delle specifiche e nella selezione dei parametri chiave.
I. Determinazione della Potenza Nominal e dei Livelli di Tensione
Definire con precisione la potenza nominale e i livelli di tensione è fondamentale nello sviluppo delle specifiche. Dobbiamo stabilire una potenza nominale appropriata (in MVA o kVA) in base ai requisiti effettivi per assicurare che il trasformatore possa gestire il carico previsto senza perdite eccessive o surriscaldamento. Allo stesso tempo, definiamo chiaramente i livelli di tensione primari e secondari per adattarli alle esigenze del sistema e specificare lo scenario di applicazione del trasformatore (trasmissione, distribuzione o industriale) per garantire che la tensione nominale sia allineata alla progettazione del sistema.
II. Controllo dell'Isolamento e delle Prestazioni Dielettriche
Il livello di isolamento e la resistenza dielettrica influiscono direttamente sulla capacità del trasformatore di sopportare sovratensioni, transitori di commutazione e impulsi di fulmine. Progettiamo rigorosamente la coordinazione dell'isolamento in base alla massima tensione dell'equipaggiamento (Um) e ai requisiti del livello di isolamento di base (BIL) per garantire un funzionamento sicuro nelle condizioni di rete previste. Nella scelta dei materiali e nella definizione dei parametri, selezioniamo razionalmente i materiali isolanti e determiniamo la resistenza dielettrica per prevenire i guasti dell'isolamento e prolungare la durata dell'equipaggiamento.
III. Definizione dei Metodi di Raffreddamento e dei Limiti di Aumento di Temperatura
Definire i metodi di raffreddamento e i limiti di aumento di temperatura è essenziale per garantire il funzionamento sicuro del trasformatore. I metodi di raffreddamento comuni includono ONAN, ONAF, OFAF e OFWF. Scegliamo un metodo di raffreddamento adeguato per il trasformatore in base al carico e alle condizioni ambientali e specificiamo i corrispondenti limiti di aumento di temperatura.
IV. Garanzia delle Prestazioni in Cortocircuito e Meccaniche
La forza in cortocircuito e la robustezza meccanica determinano l'affidabilità del trasformatore durante i guasti elettrici. Impostiamo con precisione l'impedenza in cortocircuito per regolare le correnti di guasto e mantenere la stabilità del sistema, garantendo che gli avvolgimenti e il nucleo del trasformatore siano strutturalmente robusti per sopportare sollecitazioni meccaniche elevate durante i guasti, evitando danni strutturali e funzionali.
V. Chiarimento dei Parametri di Efficienza e Perdite
L'efficienza e le perdite sono fattori chiave nella selezione del trasformatore. Nelle specifiche copriamo in modo completo le perdite a vuoto, le perdite a carico e l'efficienza complessiva in diverse condizioni di carico. Considerando l'operazione continua del trasformatore, ottimizziamo i parametri per ridurre le perdite energetiche, raggiungere il controllo dei costi nel ciclo di vita e bilanciare l'investimento iniziale con l'efficienza energetica.
VI. Progettazione della Regolazione di Tensione e degli Schema di Presa
Per consentire al trasformatore di adattarsi alle fluttuazioni della rete, specificiamo con precisione la regolazione di tensione e gli schemi di presa. Definiamo l'uso di cambiatori di presa sotto carico (OLTC) o a vuoto (DETC), e dettagliamo il numero di passi di presa, l'intervallo di regolazione della tensione e il tipo di cambiatore di presa per garantire la stabilità della tensione.
VII. Adattamento alle Condizioni Ambientali e del Sito
Nella formulazione delle specifiche, consideriamo attentamente le condizioni ambientali e specifiche del sito, come l'altitudine di installazione, la temperatura, l'umidità, i livelli di inquinamento e l'attività sismica, fattori che influiscono direttamente sul progetto e sull'operazione del trasformatore. Per applicazioni estreme, aggiungiamo requisiti di progetto speciali, come regolazioni dell'isolamento ad alta altitudine, materiali resistenti alla corrosione o sistemi di raffreddamento migliorati.
VIII. Standardizzazione delle Informazioni Targhetta e Operazione & Manutenzione
Le specifiche devono includere informazioni dettagliate sulla targhetta, che coprono il tipo di trasformatore, la potenza nominale, i parametri di tensione, i simboli di connessione, il metodo di raffreddamento, la classe di isolamento, l'impedenza e i dettagli del produttore, per supportare l'identificazione, l'operazione e la manutenzione dell'equipaggiamento. Inoltre, chiarifichiamo le procedure di trasporto e installazione (inclusi i limiti di peso, le disposizioni di sollevamento e i requisiti di stoccaggio), nonché le linee guida per la manutenzione preventiva, l'analisi dell'olio e le ispezioni periodiche per garantire l'affidabilità a lungo termine.
IX. Selezione della Tensione del Sistema e delle Potenze Nominali secondo l'IEC 60076
La selezione della tensione del sistema e delle potenze nominali è centrale nello sviluppo delle specifiche. Questo influenza direttamente la capacità del trasformatore di gestire i carichi, le fluttuazioni di tensione e l'efficienza/affidabilità nella rete, richiedendo un rigoroso rispetto dell'IEC 60076.
(I) Selezione dei Livelli di Tensione
Combinando la tensione del sistema e i requisiti di operazione della rete, selezioniamo la tensione nominale del trasformatore (Ur) secondo l'IEC 60076-1 per adattarla alla massima tensione del sistema, garantendo la coordinazione dell'isolamento e la resistenza dielettrica. Definiamo la massima tensione per l'equipaggiamento (Um) per assicurare che il sistema di isolamento sia adeguato e prevenire il cedimento dielettrico; determiniamo la tensione nominale di ciascun avvolgimento con riferimento ai valori preferenziali standard per migliorare la compatibilità con l'equipaggiamento della rete; e selezioniamo il rapporto di tensione per soddisfare le esigenze di trasformazione della tensione del sistema (ad esempio, 132/11 kV per la conversione da tensione di trasmissione a tensione di distribuzione). Inoltre, secondo l'IEC 60076-3, consideriamo l'impatto della tensione del sistema sulla coordinazione dell'isolamento, configurando un isolamento più robusto per i trasformatori che operano a tensioni superiori per resistere alle sovratensioni da fulmini e da commutazione.
(II) Selezione delle Potenze Nominali
Secondo l'IEC 60076, la potenza nominale del trasformatore (Sr, in MVA o kVA) viene determinata integrando i requisiti del sistema, le condizioni di carico e l'efficienza. Chiarifichiamo la distribuzione della potenza nominale (entrambi gli avvolgimenti di un trasformatore a due avvolgimenti hanno la stessa potenza, mentre i trasformatori a più avvolgimenti possono avere potenze diverse per ciascun avvolgimento); consideriamo i cicli di carico (normale, emergenza e sovraccarico a breve termine); e correliamo i metodi di raffreddamento con le potenze nominali (ad esempio, potenze diverse per ONAN e ONAF) per garantire un funzionamento sicuro entro i limiti di aumento di temperatura specificati.
(III) Fattori che Influenzano la Selezione dei Parametri
La configurazione e la stabilità della rete, la crescita e l'espansione del carico, le esigenze di regolazione e di presa di tensione, e le considerazioni sui cortocircuiti influiscono sulla selezione dei livelli di tensione e di potenza. Assicuriamo che il trasformatore si adatti alla tensione e alla capacità di resistenza ai cortocircuiti della rete; riserviamo la capacità per la crescita del carico per evitare sovraccarichi; configuriamo i cambiatori di presa come necessario per mantenere la stabilità della tensione; e selezioniamo razionalmente l'impedenza in cortocircuito per limitare le correnti di guasto e garantire la stabilità della tensione, seguendo i requisiti dell'IEC 60076-5 per la resistenza ai cortocircuiti.
