Quali dispositivi di protezione sono integrati nei trasformatori moderni

Quali Dispositivi di Protezione sono Integrati nei Trasformatori Moderni?

I trasformatori moderni sono dotati di una varietà di dispositivi di protezione integrati progettati per garantire un funzionamento sicuro, prolungare la loro durata e prevenire l'escalation di guasti. Di seguito è riassunto un panorama di alcuni comuni dispositivi di protezione interna e le loro funzioni:

1. Protezione Differenziale

• Funzione: La protezione differenziale è la principale protezione contro i guasti interni del trasformatore. Funziona confrontando le correnti su entrambi i lati del trasformatore. Se c'è una discrepanza nelle correnti, si attiva rapidamente per isolare il guasto, prevenendo ulteriori danni.

• Applicazione: Adatta per trasformatori di grande capacità o quelli in sistemi di potenza critici.

2. Protezione con Relè a Gas (Buchholz)

• Funzione: La protezione a gas rileva i gas generati all'interno della vasca d'olio del trasformatore. Quando si verifica un guasto (ad esempio, rotture di isolamento, cortocircuiti delle spire), l'olio si decompone e produce gas. Il relè a gas attiva un allarme (gas leggero) o un segnale di trip (gas pesante) per interrompere l'alimentazione e impedire che il guasto peggiori.

• Applicazione: Ampiamente utilizzata in trasformatori a immersione in olio, specialmente in unità di grandi e medie dimensioni.

3. Protezione da Sovracorrente

• Funzione: La protezione da sovracorrente rileva aumenti anomali di corrente causati da cortocircuiti esterni o interni. Quando la corrente supera una soglia prefissata, il dispositivo di protezione si attiva dopo un certo ritardo per prevenire danni al trasformatore dovuti a sovracorrente.

• Applicazione: Utilizzata come protezione di backup per cortocircuiti esterni nei trasformatori.

4. Protezione da Sovraccarico

• Funzione: La protezione da sovraccarico monitora la condizione di sovraccarico a lungo termine del trasformatore. Se il trasformatore opera in sovraccarico per un periodo prolungato, il dispositivo di protezione emette un allarme, avvisando gli operatori di intervenire e prevenire danni dovuti a surriscaldamento.

• Applicazione: Adatta per tutti i tipi di trasformatori, specialmente quelli che operano vicino alla piena carica per periodi prolungati.

5. Protezione Termica

• Funzione: La protezione termica monitora continuamente la temperatura dell'olio e delle spire del trasformatore. Se la temperatura supera un limite prefissato, il dispositivo di protezione attiva un allarme e può attivare i sistemi di raffreddamento per ridurre la temperatura. In casi gravi, interrompe l'alimentazione.

• Applicazione: Utilizzata in trasformatori a immersione in olio e a secco, specialmente in unità di grande capacità.

6. Protezione da Corrente Zero Sequenza

• Funzione: La protezione da corrente zero sequenza rileva guasti di messa a terra nel trasformatore. Quando si verifica un guasto di messa a terra nelle spire o nel nucleo, il dispositivo di protezione da corrente zero sequenza rileva l'aumento anomalo della corrente di terra e si attiva dopo un certo ritardo per isolare il guasto.

• Applicazione: Adatta per trasformatori in sistemi con neutro a terra.

7. Valvola di Rilascio della Pressione

• Funzione: La valvola di rilascio della pressione prevenisce l'accumulo eccessivo di pressione all'interno della vasca d'olio del trasformatore. Se un guasto (ad esempio, cortocircuito) causa un rapido espansione dell'olio e del gas, la valvola di rilascio si apre automaticamente per liberare la pressione eccessiva, prevenendo la rottura della vasca.

• Applicazione: Utilizzata in trasformatori a immersione in olio, specialmente in situazioni in cui sono possibili aumenti rapidi di pressione.

8. Respiratore (Respiratore Assorbente)

• Funzione: Il respiratore rimuove impurità e umidità dall'aria che entra nella vasca di conservazione a causa dei cambiamenti di temperatura nel trasformatore. Contiene assorbenti (ad esempio, gel di silice) che assorbono l'umidità, prevenendo la contaminazione dell'olio del trasformatore.

• Applicazione: Utilizzato in trasformatori a immersione in olio, specialmente quelli che richiedono frequenti respiri.

9. Purificatore d'Olio (Serbatoio di Espansione dell'Olio Caldo)

• Funzione: Il purificatore d'olio pulisce continuamente l'olio del trasformatore. Contiene adsorbenti che rimuovono acqua, acidi liberi e altri prodotti di invecchiamento dall'olio mentre scorre attraverso il purificatore, prolungando la vita dell'olio.

• Applicazione: Utilizzato in trasformatori a immersione in olio di grandi e medie dimensioni, specialmente quelli che richiedono un funzionamento stabile a lungo termine.

10. Sistema di Monitoraggio e Controllo

• Funzione: I sistemi di monitoraggio e controllo tracciano continuamente i parametri di funzionamento del trasformatore, come tensione, corrente, temperatura e livello d'olio. Se vengono rilevate anomalie, il sistema può emettere allarmi e intraprendere azioni protettive appropriate in base alla logica predefinita per garantire un funzionamento sicuro.

• Applicazione: Adatto per tutti i tipi di trasformatori, specialmente quelli in reti intelligenti.

11. Protezione Non Elettrica

Funzione: I dispositivi di protezione non elettrica rilevano guasti non elettrici all'interno del trasformatore, come gas, temperatura dell'olio e pressione. Le comuni protezioni non elettriche includono:

• Protezione da Gas Pesante: Si attiva quando viene generata una grande quantità di gas all'interno del trasformatore.

• Protezione da Gas Leggero: Emette un allarme quando viene rilevata una piccola quantità di gas.

• Protezione da Alta Temperatura dell'Olio: Si attiva o emette un allarme quando la temperatura dell'olio supera un limite prefissato.

• Protezione da Rilascio della Pressione: Si attiva o emette un allarme quando la pressione all'interno della vasca d'olio supera un limite sicuro.

• Applicazione: Utilizzata in trasformatori a immersione in olio, specialmente in unità di grandi e medie dimensioni.

12. Protezione da Basso Tensione

• Funzione: La protezione da bassa tensione rileva quando la tensione sul trasformatore scende al di sotto di una soglia prefissata. Se la tensione è troppo bassa, il dispositivo di protezione si attiva per isolare il trasformatore, prevenendo danni dovuti a bassa tensione.

• Applicazione: Adatta per tutti i tipi di trasformatori, specialmente quelli collegati a dispositivi sensibili.

13. Protezione da Alta Tensione

• Funzione: La protezione da alta tensione rileva quando la tensione sul trasformatore supera una soglia prefissata. Se la tensione è troppo alta, il dispositivo di protezione si attiva per isolare il trasformatore, prevenendo danni dovuti a sovratensione.

• Applicazione: Adatta per tutti i tipi di trasformatori, specialmente quelli esposti a colpi di fulmine o sovratensioni transitorie.

14. Controllo degli Interruttori

• Funzione: I dispositivi di controllo degli interruttori lavorano in connessione con i dispositivi di protezione per disconnettere rapidamente il trasformatore dalla sorgente di alimentazione quando viene rilevato un guasto, prevenendo l'escalation del guasto.

• Applicazione: Adatta per tutti i tipi di trasformatori, specialmente in situazioni che richiedono un isolamento rapido.

15. Funzione di Comunicazione

• Funzione: I dispositivi di protezione dei trasformatori moderni spesso hanno capacità di comunicazione, consentendo lo scambio di dati con i sistemi di controllo di livello superiore o altri dispositivi di protezione. Questo abilita il monitoraggio remoto, la diagnosi dei guasti e l'analisi dei dati.

• Applicazione: Utilizzata in trasformatori all'interno di reti intelligenti per la gestione centralizzata e la manutenzione.

Riepilogo

I trasformatori moderni sono dotati di una vasta gamma di dispositivi di protezione che coprono sia le protezioni elettriche che quelle non elettriche. Questi dispositivi lavorano insieme per garantire un funzionamento sicuro e affidabile del trasformatore in varie condizioni. La selezione di dispositivi di protezione appropriati e configurazioni può essere ottimizzata in base all'ambiente e ai requisiti specifici del trasformatore, migliorando la sicurezza complessiva del sistema.