Cosa sono gli standard dei trasformatori combinati? Specifiche chiave e test

Trasformatori combinati: requisiti tecnici e standard di prova spiegati con dati

Un trasformatore combinato integra un trasformatore di tensione (VT) e un trasformatore di corrente (CT) in un'unica unità. Il suo design e le sue prestazioni sono regolati da standard complessivi che coprono specifiche tecniche, procedure di prova e affidabilità operativa.

1. Requisiti tecnici

Tensione nominale:
Le tensioni primarie nominali includono 3kV, 6kV, 10kV e 35kV, tra le altre. La tensione secondaria è tipicamente standardizzata a 100V o 100/√3 V. Ad esempio, in un sistema a 10kV, la tensione primaria nominale del trasformatore combinato è 10kV, mentre l'uscita secondaria è 100V—soddisfacendo sia i requisiti di misurazione che quelli di protezione.

Rapporto di corrente nominale:
La sezione CT offre vari rapporti di corrente nominale come 50/5, 100/5 e 200/5. Questi rapporti possono essere selezionati in base ai livelli effettivi di corrente del sistema per trasformare con precisione la corrente primaria sul lato secondario (tipicamente 5A), garantendo un monitoraggio accurato e il funzionamento della protezione a relè.

2. Standard di prova

Prove di isolamento:
Queste verificano la resistenza dielettrica del trasformatore in condizioni di sovratensione normale e transitoria.

• Prova di tenuta a frequenza di rete:
  Per un trasformatore combinato da 10kV, la tensione di prova è tipicamente di 42kV RMS, applicata per 1 minuto. Questo garantisce che l'isolamento possa resistere alle sovratensioni a frequenza di rete sostenute durante il servizio.

• Prova di tenuta a impulso:
  La tensione d'impulso picco è generalmente di 75kV, simulando condizioni di impulso atmosferico. Questa prova valuta la capacità del trasformatore di sopportare sovratensioni transitorie senza subire un guasto.

Prove di precisione (errore):
Sono definiti limiti di errore rigorosi in base alle classi di precisione.

• Trasformatore di tensione (classe 0.2):
  Alla tensione nominale, l'errore di rapporto non deve superare ±0,2%, e l'errore di angolo di fase deve essere entro ±10 minuti (′).

• Trasformatore di corrente (classe 0.2S):
  In un ampio intervallo dal 1% al 120% della corrente nominale, l'errore di rapporto rimane entro circa ±0,2%, con un errore di angolo di fase rigidamente controllato. Questa alta precisione è essenziale per le applicazioni di rilevamento, specialmente in condizioni di carico basso.

Prova di aumento di temperatura:
Questa prova assicura un funzionamento sicuro a lungo termine sotto carico pieno.

• Eseguita a carico nominale e temperatura ambiente specificata (solitamente 40°C), l'aumento di temperatura medio dell'avvolgimento non deve superare 65K. Questo limite prevenisce la degradazione dell'isolamento e garantisce un funzionamento affidabile per tutta la vita del trasformatore.

Riassunto

I trasformatori combinati sono progettati per soddisfare rigorosi standard internazionali (come la serie IEC 61869 e GB/T 20840). I loro parametri tecnici—come la tensione primaria di 10kV, l'uscita secondaria di 100V e il rapporto di corrente 100/5—sono selezionati in base ai requisiti del sistema. Il rispetto delle prove, incluse la tenuta a 42kV a frequenza di rete, la tenuta a 75kV a impulso, la precisione di ±0,2% e l'aumento di temperatura di 65K, garantisce sicurezza, precisione e durata nei sistemi di potenza.