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Trasformatore di corrente da 145 kV (tipo "Top-core")

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Trasformatore di corrente da 145 kV

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Il trasformatore di corrente da 145 kV (tipo a nucleo superiore) è un trasformatore di misura per alta tensione da esterno progettato per impianti a 145 kV, tipicamente impiegato nelle reti di trasmissione a 132 kV. Converte 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.

Nella configurazione di tipo "top-core", il nucleo magnetico e gli avvolgimenti secondari sono alloggiati nella testa superiore del trasformatore. Il conduttore primario passa attraverso questo gruppo superiore, mentre l’isolatore in porcellana o composito sostiene la sezione attiva e garantisce l’isolamento rispetto a terra. Questo design offre un’elevata precisione di misura, un eccellente coordinamento dell’isolamento e un funzionamento affidabile a lungo termine nelle sottostazioni all’aperto.

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

Costruzione
Un tipico trasformatore di corrente da 145 kV con nucleo superiore 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 e perdite nel nucleo minime.
Avvolgimenti secondari
-Avvolgimenti di misura per misurazioni di precisione.
-Avvolgimenti di protezione per il funzionamento dei relè in caso di guasti.
-È possibile fornire più nuclei secondari indipendenti.
Gruppo con nucleo superiore
-Alloggia il nucleo magnetico e gli avvolgimenti secondari.
- Sigillato ermeticamente contro l’umidità e la contaminazione ambientale.
Sistema di isolamento
- Isolamento in carta impregnata d’olio per sottostazioni convenzionali isolate ad aria (AIS).
- Isolamento a gas SF₆ per sottostazioni isolate a gas (GIS).
- Isolamento composito disponibile per ambienti con elevato livello di inquinamento.
Isolatore in porcellana o composito
-Fornisce isolamento esterno e supporto meccanico.
-Progettato per resistere alle sollecitazioni ambientali e sismiche.
Sistema di espansione dell’olio
-Conservatore o soffietto in acciaio inossidabile per compensare le variazioni di volume dell’olio.
Scatola terminale
-Contiene terminali secondari, dispositivi di messa a terra e collegamenti di prova.

Specifiche tecniche tipiche
·Tensione nominale: 145 kV
·Tensione massima del sistema: 145 kV
·Tensione nominale del sistema: 132 kV
·Frequenza: 50/60 Hz
·Corrente primaria: 100–4000 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 40 kA (1 s)
·Corrente dinamica: fino a 100 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 genera 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 e ai relè di protezione.
5. Il completo isolamento elettrico tra i circuiti primario e secondario garantisce il funzionamento sicuro delle apparecchiature di misura e protezione.

Vantaggi
·Elevata precisione di misura e protezione.
·Eccellenti prestazioni dielettriche per sistemi ad alta tensione.
·Struttura compatta e robusta con nucleo superiore.
·Elevata resistenza termica e dinamica ai cortocircuiti.
·Nuclei secondari multipli indipendenti per la misura e la protezione simultanee.
·Funzionamento affidabile in ambienti esterni difficili.
·Basi esigenze di manutenzione con una durata di servizio che supera tipicamente i 30 anni.
·Compatibile sia con impianti AIS che GIS.

Applicazioni tipiche
·Sottostazioni di trasmissione da 132 kV
·Reti di trasmissione di servizi pubblici
·Sottostazioni industriali ad alta tensione
·Interconnessioni di rete per energie rinnovabili
·Stazioni di commutazione per la generazione di energia
·Sottostazioni di trazione ferroviaria
·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)

Caratteristiche tipiche
·Classe di tensione: 145 kV
·Tensione di sistema: 132 kV
·Rapporto di trasformazione: 200/1 A, 600/1 A, 1200/1 A, 2000/1 A, 3000/1 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.
·Progettato per resistere a elevate correnti di guasto, carichi sismici, esposizione ai raggi UV e forte inquinamento.
·Pienamente conforme alle moderne norme IEC e IEEE per i trasformatori di misura ad alta tensione.

Un trasformatore di corrente da 145 kV (tipo a nucleo superiore) è un trasformatore di misura ad alte prestazioni sviluppato specificamente per sistemi di trasmissione a 132 kV. La sua struttura con nucleo superiore garantisce un isolamento superiore, una trasformazione precisa della corrente, una robusta resistenza ai guasti e un’affidabilità operativa a lungo termine, rendendolo particolarmente adatto per sottostazioni di servizi pubblici, industriali e di energia rinnovabile.