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Trasformatore di corrente da 72,5 kV (tipo con nucleo superiore)

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Trasformatore di corrente da 72,5 kV

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Il trasformatore di corrente da 72,5 kV (tipo a nucleo superiore) è un trasformatore di misura per esterni ad alta tensione progettato per sistemi a 72,5 kV (comunemente utilizzato nelle reti di trasmissione e sottotrasmissione a 66 kV). Esso trasforma 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 nella testa superiore del trasformatore di corrente. Il conduttore primario passa attraverso questo gruppo superiore, mentre l’isolante in porcellana o composito sostiene la parte attiva e fornisce l’isolamento richiesto rispetto a terra. Questo design offre eccellenti prestazioni elettriche, una struttura compatta e un’elevata affidabilità per le sottostazioni esterne.

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

Struttura
Un tipico trasformatore di corrente da 72,5 kV con nucleo superiore è costituito da:
Conduttore primario
-Trasporta l’intera corrente di sistema.
-Attraversa il nucleo magnetico nella testa superiore.
Nucleo magnetico
-Realizzato in acciaio al silicio ad alta permeabilità o in materiale nanocristallino.
-Progettato per garantire basse perdite ed elevata precisione di misura.
Avvolgimenti secondari
-Avvolgimenti di misura per una misurazione precisa dell’energia.
-Avvolgimenti di protezione per il funzionamento dei relè in caso di guasto.
-È possibile fornire più nuclei secondari.
Gruppo nucleo superiore
-Contiene il nucleo magnetico e gli avvolgimenti secondari.
-Sigillato per proteggere dall’umidità e dagli agenti contaminanti.
Sistema di isolamento
-Isolamento in carta impregnata d’olio (il più comune).
-Isolamento a gas SF6 per applicazioni GIS.
Isolamento composito disponibile per ambienti inquinati.
-Isolatore in porcellana o composito
-Fornisce isolamento esterno e supporto meccanico.
Sistema di espansione dell’olio
-Dispositivo di espansione a conservatore o a soffietto per unità riempite d’olio.
Scatola dei terminali
-Contiene i terminali secondari, i collegamenti di messa a terra e i collegamenti di prova.

Specifiche tecniche tipiche
·Tensione nominale: 72,5 kV
·Tensione massima del sistema: 72,5 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 genera un flusso magnetico all’interno del nucleo.
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 agli strumenti di misura e ai relè di protezione.
5. Il trasformatore garantisce una trasformazione accurata della corrente, assicurando al contempo l’isolamento galvanico tra i circuiti ad alta e bassa tensione.

Vantaggi
· Elevata precisione di misura e protezione.
·Design compatto con nucleo superiore e isolamento efficiente.
·Eccellente resistenza ai cortocircuiti.
·Prestazioni affidabili in ambienti esterni.
·Disponibilità di nuclei multipli per la misura e la protezione.
·Bassi requisiti di manutenzione.
·Lunga durata operativa, che supera tipicamente i 30 anni.
·Adatto sia alle sottostazioni convenzionali che agli impianti GIS.

Applicazioni tipiche
·Sottostazioni di trasmissione a 66 kV
·Reti di sottotrasmissione di servizi pubblici
·Sistemi di alimentazione industriali
·Collegamenti alla rete di energia rinnovabile
·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)

Valori nominali tipici
·Classe di tensione: 72,5 kV
·Tensione di sistema: 66 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 all’aperto

Il trasformatore di corrente da 72,5 kV (tipo a nucleo superiore) è un trasformatore di misura ad alta tensione affidabile, ampiamente utilizzato nei sistemi di trasmissione e sottotrasmissione a 66 kV. La sua struttura a nucleo superiore garantisce eccellenti prestazioni di isolamento, una misurazione accurata della corrente, una robusta resistenza ai guasti e un’affidabilità a lungo termine per le sottostazioni elettriche e industriali.