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Trasformatore di corrente da 36 kV (tipo con nucleo superiore)

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Trasformatore di corrente da 36 kV

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Il trasformatore di corrente da 36 kV (tipo “Top-core”) è un trasformatore di misura per esterni a media tensione progettato per reti elettriche con tensione nominale di 36 kV (tipicamente utilizzato su reti a 33 kV). Misura l’elevata corrente primaria e la converte in una corrente secondaria standardizzata (tipicamente 1 A o 5 A) per la misurazione, la protezione e il controllo, garantendo al contempo l’isolamento elettrico tra il sistema ad alta tensione e le apparecchiature secondarie.

Nel design di tipo "top-core", il nucleo magnetico e gli avvolgimenti secondari sono situati nella parte superiore del trasformatore. Il conduttore primario attraversa il nucleo nella parte superiore, mentre la sezione inferiore funge principalmente da supporto isolato. Questa configurazione migliora le prestazioni di isolamento, semplifica la manutenzione ed è ampiamente utilizzata nelle sottostazioni all'aperto.

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

Costruzione
Un tipico trasformatore di corrente da 36 kV con nucleo superiore è costituito da:

Conduttore primario
-Trasporta l’intera corrente di sistema.
-Attraversa il nucleo magnetico situato nella testa superiore.
Nucleo magnetico
-Acciaio al silicio ad alta permeabilità o materiale nanocristallino.
-Progettato per garantire elevata precisione e basse perdite.
Avvolgimenti secondari
-Nuclei di misura con elevata precisione di misurazione.
-Nuclei di protezione con elevata precisione in condizioni di guasto.
-Sono disponibili avvolgimenti secondari multipli, se necessario.
Gruppo con nucleo superiore
-Contiene il nucleo magnetico e gli avvolgimenti secondari.
-Racchiuso in un alloggiamento isolato a scopo di protezione.
Sistema di isolamento
-Isolamento in carta impregnata d’olio (il più comune).
-Isolamento in resina epossidica per applicazioni in ambienti interni.
È disponibile un isolamento composito per una maggiore resistenza all’inquinamento.
-Isolatore in porcellana o composito
-Fornisce isolamento elettrico e supporto meccanico.
Scatola dei terminali
-Alloggia i terminali secondari.
-Include dispositivi di messa a terra e di prova.

Specifiche tecniche tipiche
·Tensione nominale: 36 kV
·Tensione massima del sistema: 40,5 kV
·Frequenza: 50/60 Hz
·Corrente primaria: 50–3000 A
·Corrente secondaria: 1 A o 5 A
·Classe di precisione: 0,2, 0,2S, 0,5, 5P10, 5P20, 10P10, PX
·Carico nominale: 5–30 VA
·Corrente termica di breve durata: fino a 31,5 kA (1 s)
·Corrente dinamica: fino a 80 kA di picco
·Tipo di isolamento: carta impregnata d’olio, resina epossidica o composito
·Installazione: all’aperto o al chiuso

Principio di funzionamento
1. Il conduttore primario trasporta la corrente di sistema attraverso il nucleo magnetico montato nella parte superiore.
2. La corrente genera un flusso magnetico nel nucleo.
3. Il flusso induce una corrente proporzionale negli avvolgimenti secondari.
4. La corrente secondaria (1 A o 5 A) viene fornita a contatori, relè di protezione e dispositivi di monitoraggio.
5. Il trasformatore mantiene un rapporto di corrente accurato, isolando al contempo i circuiti secondari dal sistema ad alta tensione.

Vantaggi
· Elevata precisione di misura.
· Struttura compatta e robusta con testa superiore.
·Eccellenti prestazioni di isolamento.
·Elevata resistenza ai cortocircuiti.
·Disponibilità di diversi nuclei di misura e protezione.
·Funzionamento affidabile in ambienti esterni.
·Bassi requisiti di manutenzione.
·Lunga durata, che supera tipicamente i 25 anni con una corretta manutenzione.

Applicazioni tipiche
·Sottostazioni di distribuzione a 33 kV
·Reti di distribuzione delle utility
·Sistemi di distribuzione dell’energia industriale
·Sottostazioni per energie rinnovabili (parchi eolici e solari)
·Stazioni di commutazione
·Unità ad anello (RMU)
·Impianti di generazione di energia

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

Caratteristiche nominali tipiche
·Classe di tensione: 36 kV
·Tensione massima del sistema: 40,5 kV
·Rapporto di trasformazione: 100/1 A, 300/1 A, 600/1 A, 1000/1 A, 2000/1 A
·Precisione di misura: Classe 0,2S
·Precisione di protezione: 5P20 o PX
·Carico nominale: 10–30 VA
·Installazione: all’aperto o al chiuso

Il trasformatore di corrente da 36 kV (tipo a nucleo superiore) è uno strumento di misura affidabile e ampiamente utilizzato nelle reti di media tensione a 33 kV, che offre una misurazione accurata della corrente, prestazioni di protezione affidabili e un isolamento robusto in un design compatto a nucleo superiore, adatto alle sottostazioni elettriche e industriali.