25 Domande Importantissime per il Colloquio sui Trasformatori
1). Cos'è un trasformatore?
Un trasformatore è un dispositivo statico che converte l'energia elettrica da un circuito a un altro senza influire sulla frequenza, aumentando (o) riducendo la tensione.
2). Qual è la teoria dietro il principio di funzionamento del trasformatore?
La teoria dell'induzione mutua spiega il funzionamento di un trasformatore. Un flusso magnetico comune collega due circuiti elettrici.
3). Cosa si intende per potenza nominale di un trasformatore?
La potenza nominale di un trasformatore è la massima potenza che può essere estratta senza che l'aumento di temperatura nelle bobine superi i limiti permessi per il tipo di isolante utilizzato.
4). Come e perché viene espressa la capacità nominale di un trasformatore?
La capacità nominale di un trasformatore è indicata in kVA piuttosto che in kW. La potenza nominale di un trasformatore può spesso essere determinata dal suo aumento di temperatura.
Le perdite nella macchina causano l'aumento della temperatura. Le perdite di rame sono proporzionali alla corrente di carico, mentre le perdite di ferro sono proporzionali alla tensione. Di conseguenza, la perdita totale di un trasformatore è determinata dai volt-ampere (VA) e indipendente dal fattore di potenza del carico.
A qualsiasi valore del fattore di potenza, una corrente data produrrà la stessa perdita I2R.
Questa perdita riduce il processo produttivo della macchina. Il fattore di potenza determina l'uscita in kilowatt. Se il fattore di potenza diminuisce per un dato carico in kW, la corrente di carico aumenta di conseguenza, generando perdite maggiori e un aumento della temperatura della macchina.
Per le ragioni sopra menzionate, i trasformatori sono tipicamente valutati in kVA piuttosto che in kW.
5). Qual è il fattore di potenza di un trasformatore?
Il fattore di potenza di un trasformatore è molto basso e in ritardo quando non c'è carico. Tuttavia, il fattore di potenza a carico è quasi identico o uguale al fattore di potenza del carico trasportato.
6). In un trasformatore, qual è la differenza di fase normale tra la tensione e la corrente a carico?
Normalmente, la corrente a vuoto in un trasformatore è in ritardo rispetto alla tensione di circa 70.
7). Quali sono i componenti principali di un trasformatore?
I componenti essenziali sono i seguenti:
Circuito magnetico composto da un nucleo laminato
Nucleo di ferro e strutture di fissaggio
L'avvolgimento primario
L'avvolgimento secondario
Un serbatoio riempito con olio isolante
Terminali (HT) con bushing
Terminali (LT) con bushing
Serbatoio conservatore
Respiratore
Tubo di ventilazione
Indicatore di temperatura del vento (WTI)
Indicatore di temperatura dell'olio (OTI) e
Radiatori
8). Quale materiale viene scelto per i nuclei dei trasformatori e perché?
Vengono utilizzate lamierini di acciaio silicio specificamente legato (rapporto silicio 4-5%) a causa della loro alta resistenza elettrica, alta permeabilità, proprietà non invecchiabili e basse perdite di ferro.
9). Qual è la funzione del nucleo di ferro in un trasformatore?
In un trasformatore, il nucleo di ferro fornisce un percorso magnetico continuo e semplice con bassa riluttanza.
10). Come viene minimizzata la dispersione magnetica?
La dispersione magnetica viene minimizzata sezionando e intercalando gli avvolgimenti primari e secondari.
11). Perché le giunzioni del nucleo di ferro devono essere disposte in modo sfasato?
Le giunzioni del nucleo di ferro devono essere disposte in modo sfasato per evitare una chiara intercapedine d'aria nel circuito magnetico, poiché l'intercapedine d'aria riduce il flusso magnetico a causa della sua alta resistenza.
12). Perché il fattore di potenza di un trasformatore è così basso quando non c'è carico?
La corrente che passa attraverso il trasformatore ha due componenti. Corrente di magnetizzazione (Im) in quadratura (900) rispetto alla tensione applicata e corrente in fase con la tensione applicata.
La maggior parte della corrente di eccitazione ricevuta dal trasformatore dall'avvolgimento primario in condizioni a vuoto è utilizzata per magnetizzare il percorso.
Di conseguenza, la corrente di eccitazione richiesta dal trasformatore in condizioni a vuoto è principalmente costituita dalla corrente di magnetizzazione, che viene utilizzata per generare un campo magnetico nei circuiti del trasformatore (natura induttiva).
Di conseguenza, a causa della natura induttiva del carico, il fattore di potenza del trasformatore in condizioni a vuoto sarà nell'intervallo di 0,1 a 0,2.
13). Cosa succede quando si applica una alimentazione continua a un trasformatore?
Quando si applica un'alimentazione continua all'avvolgimento primario del trasformatore, non viene indotto alcun EMF inverso.
L'EMF inverso è importante perché limita la corrente generata dalla macchina.
In assenza di EMF inverso, il trasformatore inizia a richiedere correnti massicce, causando il bruciamento dell'avvolgimento primario.
Di conseguenza, quando si applica un'alimentazione continua a un trasformatore, gli avvolgimenti primari bruceranno.
14). Quando è progettata la massima efficienza di un trasformatore di potenza e di distribuzione?
L'efficienza massima di un trasformatore è raggiunta quando le perdite del nucleo sono uguali alle perdite di rame, a un determinato fattore di carico (α).
