I principali punti di pericolo nell'operazione dei trasformatori sono:
Sovratensioni di commutazione che possono verificarsi durante l'energizzazione o la de-energizzazione di trasformatori a vuoto, mettendo a rischio l'isolamento del trasformatore;
Aumento della tensione a vuoto nei trasformatori, che può danneggiare l'isolamento del trasformatore.
1. Misure preventive contro le sovratensioni di commutazione durante la commutazione di trasformatori a vuoto
Il collegamento a terra del punto neutro del trasformatore è principalmente finalizzato a prevenire le sovratensioni di commutazione. Nei sistemi di messa a terra ad alta corrente a 110 kV e superiori, alcuni punti neutrali dei trasformatori vengono lasciati non collegati a terra per limitare le correnti di cortocircuito monofase. In altre parole, il numero e la posizione dei punti neutrali dei trasformatori collegati a terra nella rete sono determinati da considerazioni complessive che includono la sicurezza dell'isolamento del trasformatore, la riduzione della corrente di cortocircuito e il funzionamento affidabile delle protezioni a relè.
Durante la commutazione di trasformatori a vuoto o l'esecuzione di operazioni di separazione/parallelo del sistema, il collegamento a terra del punto neutro del trasformatore può prevenire gli incidenti causati da sovratensioni capacitive di trasferimento o da sovratensioni di frequenza industriale fuori fase che potrebbero risultare da un funzionamento trifase asincrono o dall'interruzione asimmetrica dell'interruttore. Pertanto, la prevenzione dei pericoli causati dalle sovratensioni di commutazione durante le operazioni con trasformatori a vuoto dovrebbe concentrarsi sulla corretta operazione dell'interruttore di disconnessione del punto neutro del trasformatore.
L'operazione dell'interruttore di disconnessione del punto neutro del trasformatore dovrebbe seguire i seguenti principi:
(1) Quando più trasformatori sono in parallelo su diverse barre, almeno un punto neutro di trasformatore su ogni barra deve essere collegato direttamente a terra per prevenire che una barra diventi un sistema non collegato a terra se l'interruttore di collegamento tra le barre si apre.
(2) Se sul lato a bassa tensione del trasformatore c'è una sorgente di alimentazione, il punto neutro del trasformatore deve essere collegato direttamente a terra per prevenire che l'interruttore del lato ad alta tensione si apra e lasci il trasformatore come un sistema non collegato (neutro isolato).
(3) Quando più trasformatori sono in parallelo, normalmente solo un punto neutro di trasformatore è consentito di essere collegato direttamente a terra. Durante le operazioni di commutazione dei trasformatori, il numero originale di punti neutrali collegati direttamente a terra deve sempre essere mantenuto. Ad esempio, se due trasformatori sono in parallelo—con il punto neutro del Trasformatore n. 1 collegato direttamente a terra e il punto neutro del Trasformatore n. 2 collegato a terra attraverso uno spazio—prima di spegnere il Trasformatore n. 1, l'interruttore di disconnessione del punto neutro del Trasformatore n. 2 deve essere prima chiuso. Analogamente, solo dopo che il Trasformatore n. 1 (con il suo punto neutro collegato direttamente a terra) è stato rialimentato con successo, l'interruttore di disconnessione del punto neutro del Trasformatore n. 2 può essere aperto.
(4) Prima di de-energizzare o energizzare un trasformatore, per prevenire le sovratensioni causate dal funzionamento trifase asincrono o dalla chiusura parziale delle fasi dell'interruttore che possano influire sull'isolamento del trasformatore, il punto neutro del trasformatore deve essere collegato direttamente a terra prima dell'operazione. Dopo l'energizzazione, il metodo di messa a terra del punto neutro dovrebbe essere regolato in base alla modalità di funzionamento normale, e le impostazioni di protezione del punto neutro del trasformatore devono essere modificate di conseguenza in base alla sua configurazione di messa a terra.
2. Misure preventive contro l'aumento della tensione a vuoto nei trasformatori
I dispacciatori dovrebbero prendere misure durante i comandi operativi per evitare l'aumento della tensione a vuoto nei trasformatori—ad esempio, energizzando reattanze, operando condensatori sincroni con carichi induttivi, o regolando i cambiastep dei trasformatori a cambiastep sotto carico (OLTC) per abbassare la tensione in ricezione. Inoltre, la tensione in invio può anche essere adeguatamente ridotta. Se l'invio è una centrale elettrica che fornisce solo una singola sottostazione, la tensione della centrale può essere significativamente ridotta in base ai requisiti dell'equipaggiamento. Se la centrale elettrica fornisce anche altri carichi, nelle condizioni praticabili, la barra della centrale può essere divisa in modo che parte delle fonti di generazione possa regolare indipendentemente la tensione in base ai requisiti dell'equipaggiamento.
