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Trasformatore di corrente da 123 kV (tipo con nucleo superiore)

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Trasformatore di corrente da 123 kV

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Il trasformatore di corrente da 123 kV (tipo a nucleo superiore) è un trasformatore di misura per esterni ad alta tensione progettato per impianti a 123 kV (tipicamente utilizzato nelle reti di trasmissione a 110 kV). Converte la corrente primaria ad alta tensione 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.

Nel design 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’isolante in porcellana o composito sostiene la sezione attiva e fornisce l’isolamento richiesto rispetto a terra. Questa configurazione garantisce un eccellente coordinamento dell’isolamento, un’elevata precisione di misura e prestazioni affidabili 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.
·Consente il rilevamento rapido di sovraccarichi, cortocircuiti e guasti a terra.

Costruzione
Un tipico trasformatore di corrente a nucleo superiore da 123 kV è costituito da:
Conduttore primario
- Trasporta l’intera corrente del sistema.
- Attraversa il nucleo magnetico situato nella testa superiore.
Nucleo magnetico
- Realizzato in acciaio al silicio ad alta permeabilità o in materiale nanocristallino.
- Ottimizzato per basse perdite e alta precisione.
Avvolgimenti secondari
- Nuclei di misura per misurazioni di precisione.
- Nuclei di protezione per il funzionamento dei relè in condizioni di guasto.
- Sono disponibili più nuclei secondari indipendenti.
Gruppo superiore del nucleo
- Racchiude il nucleo magnetico e gli avvolgimenti secondari.
- Sigillato ermeticamente per impedire l’ingresso di umidità.
Sistema di isolamento
- Isolamento in carta impregnata d’olio (il più comune per gli AIS).
- Isolamento a gas SF6 per applicazioni GIS.
- Isolamento composito disponibile per ambienti difficili o inquinati.
Isolatore in porcellana o composito
-Fornisce isolamento esterno e supporto meccanico.
-Progettato per garantire un’elevata resistenza meccanica ed elettrica.
Sistema di espansione dell’olio
-Conservatore o soffietto in acciaio inossidabile per compensare le variazioni di volume dell’olio.
Scatola terminale
-Contiene terminali secondari, punti di messa a terra e collegamenti di prova.

Specifiche tecniche tipiche
·Tensione nominale: 123 kV
·Tensione massima del sistema: 123 kV
·Tensione nominale del sistema: 110 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.
4. La corrente secondaria standardizzata (1 A o 5 A) viene fornita ai dispositivi di misura e ai relè di protezione.
5. L’isolamento elettrico tra i circuiti primario e secondario garantisce il funzionamento sicuro delle apparecchiature di controllo e protezione.

Vantaggi
· Elevata precisione di misura e protezione.
·Eccellenti prestazioni di isolamento per applicazioni ad alta tensione.
·Struttura compatta con nucleo superiore.
·Elevata resistenza termica e dinamica ai cortocircuiti.
·Nuclei multipli indipendenti per la misurazione e la protezione.
·Funzionamento affidabile in condizioni ambientali estreme.
·Manutenzione minima con lunga durata di servizio, che in genere supera i 30 anni.
·Adatto sia alle sottostazioni isolate in aria (AIS) che alle sottostazioni isolate in gas (GIS).

Applicazioni tipiche
·Sottostazioni di trasmissione da 110 kV
·Reti di trasmissione di servizi pubblici
·Sottostazioni industriali ad alta tensione
·Interconnessione alla rete delle 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: 123 kV
·Tensione di sistema: 110 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 costruzione.
·Disponibile con isolatori in porcellana o in composito di gomma siliconica.
·Supporta più nuclei secondari per la misurazione e la protezione simultanee.
·Progettato per resistere a condizioni meteorologiche avverse, inquinamento, carichi sismici e correnti di guasto elevate.
·Pienamente conforme alle moderne norme IEC e IEEE relative ai trasformatori di misura.

Un trasformatore di corrente da 123 kV (tipo a nucleo superiore) è un trasformatore di misura robusto e altamente preciso, ampiamente utilizzato nei sistemi di trasmissione a 110 kV. La sua struttura con nucleo superiore garantisce eccellenti prestazioni di isolamento, protezione e precisione di misura affidabili, nonché affidabilità a lungo termine, rendendolo la scelta ideale per le sottostazioni di servizi pubblici, industriali e di energia rinnovabile.