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Trasformatore di corrente da 245 kV (tipo con nucleo superiore)

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Trasformatore di corrente da 245 kV

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Il trasformatore di corrente da 245 kV (tipo “Top-core”) è un trasformatore di misura per esterni ad altissima tensione (EHV) progettato per sistemi a 245 kV, comunemente utilizzato nelle reti di trasmissione a 220 kV. Converte con precisione l’elevata corrente primaria in una corrente secondaria standardizzata (tipicamente 1 A o 5 A) per la misurazione, la protezione, il monitoraggio e il controllo, garantendo al contempo un isolamento elettrico completo tra il circuito primario ad alta tensione e le apparecchiature secondarie a bassa tensione.

Nella configurazione di tipo "top-core", il nucleo magnetico e gli avvolgimenti secondari sono alloggiati all’interno della testa superiore del trasformatore. Il conduttore primario attraversa il nucleo magnetico, mentre l’isolante in porcellana o composito sostiene la sezione attiva e fornisce l’isolamento richiesto rispetto a terra. Questa disposizione offre eccellenti prestazioni di isolamento, elevata precisione di misura e straordinaria affidabilità per un funzionamento a lungo termine all’aperto.

Funzioni principali
·Misura con precisione la corrente della linea di trasmissione.
·Fornisce segnali di corrente ai relè di protezione.
·Garantisce l’isolamento elettrico tra i circuiti primario e secondario.
·Supporta la misurazione dei consumi, il sistema SCADA e il monitoraggio della qualità dell’energia.
·Rileva sovraccarichi, cortocircuiti e guasti a terra per la protezione del sistema.

Struttura
Un tipico trasformatore di corrente a nucleo superiore da 245 kV è costituito da:
Conduttore primario
- Trasporta l’intera corrente di trasmissione.
- Attraversa il nucleo magnetico situato nella testa superiore.
Nucleo magnetico
- Realizzato in acciaio al silicio ad alta permeabilità o in materiale nanocristallino.
-Ottimizzato per una bassa corrente di eccitazione, un’elevata precisione e basse perdite nel nucleo.
Avvolgimenti secondari
-Avvolgimenti di misura per misurazioni di precisione.
-Avvolgimenti di protezione per il funzionamento dei relè in condizioni di guasto.
-Nuclei secondari multipli indipendenti per diverse applicazioni.
Gruppo con nucleo superiore
-Contiene il nucleo magnetico e gli avvolgimenti secondari.
-Sigillato ermeticamente per impedire l’ingresso di umidità e la contaminazione.
Sistema di isolamento
-Isolamento in carta impregnata d’olio per sottostazioni isolate ad aria (AIS).
-Isolamento a gas SF6 per sottostazioni isolate a gas (GIS).
-Isolamento composito per ambienti altamente inquinati o costieri.
Isolatore in porcellana o composito
-Fornisce isolamento esterno e supporto meccanico.
-Progettato per resistere a sollecitazioni elettriche, meccaniche e ambientali.
Sistema di espansione dell’olio
-Conservatore o soffietto in acciaio inossidabile per la compensazione dell’espansione termica dell’olio.
Scatola terminale
-Alloggia i terminali secondari, i dispositivi di messa a terra e i collegamenti di prova.
-Custodia resistente alle intemperie per installazione all’aperto.

Specifiche tecniche tipiche
·Tensione nominale: 245 kV
·Tensione massima dell’impianto: 245 kV
·Tensione nominale dell’impianto: 220 kV
·Frequenza: 50/60 Hz
·Corrente primaria: 100–5000 A
·Corrente secondaria: 1 A o 5 A
·Classe di precisione: 0,1, 0,2, 0,2S, 0,5, 5P10, 5P20, 10P20, PX
·Carico nominale: 10–30 VA
·Corrente termica di breve durata: fino a 63 kA (1 s)
·Corrente dinamica: fino a 160 kA di picco
·Tipo di isolamento: carta impregnata d’olio, SF6 o composito
·Installazione: AIS o GIS per esterni

Principio di funzionamento
1. Il conduttore primario trasporta la corrente di trasmissione attraverso il nucleo magnetico montato nella parte superiore.
2. La corrente primaria produce un flusso magnetico proporzionale alla corrente di linea.
3. Il flusso magnetico induce una corrente proporzionale negli avvolgimenti secondari in base al rapporto di trasformazione nominale.
4. La corrente secondaria standardizzata (1 A o 5 A) viene fornita agli strumenti di misura, ai relè di protezione e ai sistemi di monitoraggio.
5. Il completo isolamento elettrico tra i circuiti primario e secondario garantisce il funzionamento sicuro delle apparecchiature secondarie.

Vantaggi
· Elevata precisione di misura e protezione.
· Eccellenti prestazioni dielettriche per applicazioni ad altissima tensione.
· Struttura compatta e robusta con nucleo montato sulla parte superiore.
· Elevata resistenza termica e dinamica ai cortocircuiti.
·Nuclei multipli indipendenti di misura e protezione.
·Prestazioni affidabili in condizioni ambientali esterne estreme.
·Bassi requisiti di manutenzione con una durata di vita che supera tipicamente i 30 anni.
·Adatto sia per sottostazioni AIS che GIS.

Applicazioni tipiche
·Sottostazioni di trasmissione a 220 kV
·Reti di distribuzione ad altissima tensione
·Stazioni di commutazione per la generazione di energia
·Sottostazioni industriali ad altissima tensione
·Progetti di interconnessione alla rete di energia rinnovabile
·Stazioni di conversione HVDC
·Sottostazioni isolate a gas (GIS)

Norme applicabili
·IEC 61869-1 – Trasformatori di misura – Requisiti generali
·IEC 61869-2 – Trasformatori di corrente
·IEEE C57.13 – Trasformatori di misura
·IEC 60044-1 – Norma precedente (sostituita dalla IEC 61869-2)

Valori nominali tipici
·Classe di tensione: 245 kV
·Tensione di sistema: 220 kV
·Rapporto di trasformazione: 300/1 A, 600/1 A, 1200/1 A, 2000/1 A, 3000/1 A, 4000/1 A
·Precisione di misura: Classe 0,2S
·Precisione di protezione: 5P20, 10P20 o PX
·Carico nominale: 15–30 VA
·Installazione: AIS / GIS per esterni

Caratteristiche principali
·Il design con nucleo superiore migliora il coordinamento dell’isolamento e semplifica la manutenzione.
·Disponibile con isolatori in porcellana o in composito di gomma siliconica.
·Supporta più nuclei di misura e protezione all’interno di un’unica unità.
·Elevata resistenza ai carichi sismici, all’inquinamento, alle radiazioni UV e alle condizioni climatiche avverse.
·Progettato per garantire affidabilità a lungo termine grazie a sistemi di isolamento ermeticamente sigillati.
·Pienamente conforme alle più recenti norme IEC e IEEE per i trasformatori di misura ad altissima tensione.

Un trasformatore di corrente da 245 kV (tipo a nucleo superiore) è un trasformatore di misura ad alte prestazioni progettato per sistemi di trasmissione a 220 kV. La sua struttura con nucleo superiore garantisce un isolamento eccellente, una trasformazione precisa della corrente, una capacità superiore di resistenza ai guasti e una lunga durata, rendendolo una soluzione ideale per le reti di trasmissione delle utility, le centrali elettriche, le sottostazioni industriali ad altissima tensione e le connessioni alla rete di energia rinnovabile.