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Trasformatore di corrente da 145 kV (tipo a forcina)

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Trasformatore di corrente da 145 kV

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Il trasformatore di corrente da 145 kV (tipo a forcina) è un trasformatore di misura per alta tensione da esterno utilizzato nelle sottostazioni isolate in aria (AIS) da 132 kV e 145 kV. Converte con precisione le correnti primarie elevate in correnti secondarie standardizzate (1 A o 5 A) per relè di protezione, misurazione dell’energia, registrazione dei guasti e automazione delle sottostazioni. Il modello a forcina è caratterizzato da un conduttore primario integrato a forma di U che forma un avvolgimento primario a singolo giro, garantendo elevata resistenza meccanica, eccellenti prestazioni di isolamento e funzionamento affidabile.

Principio di funzionamento
Il trasformatore di corrente da 145 kV di tipo a forcina funziona secondo il principio dell’induzione elettromagnetica.
Quando la corrente alternata attraversa il conduttore primario a forma di U, nel nucleo magnetico si genera un flusso magnetico alternato. Questo flusso variabile induce una corrente proporzionale nell’avvolgimento secondario, mantenendo al contempo l’isolamento elettrico tra i circuiti primario e secondario.

Costruzione
Un tipico trasformatore di corrente a forcina da 145 kV è costituito da:
·Conduttore primario integrale a forma di U in rame o alluminio
·Nucleo magnetico toroidale ad alta permeabilità
·Avvolgimenti secondari multipli per la misurazione e la protezione
·Sistema di isolamento in carta impregnata d’olio (il più comune)
· Isolatore esterno in porcellana o composito
· Camera di espansione dell’olio o soffietto in acciaio inossidabile
· Scatola dei terminali secondari
· Terminale di messa a terra
· Base di supporto in acciaio zincato
· Targhetta identificativa in acciaio inossidabile

Caratteristiche
· Conduttore primario a forcella a giro singolo.
· Eccellente precisione di misura.
·Nuclei secondari multipli indipendenti.
·Elevate prestazioni di isolamento per sistemi a 145 kV.
·Elevata resistenza termica e dinamica ai cortocircuiti.
·Struttura per uso esterno resistente alle intemperie.
·Basse caratteristiche di scarica parziale.
·Lunga durata con manutenzione minima.

Valori nominali tipici
·Tensione massima del sistema: 145 kV
·Frequenza nominale: 50 o 60 Hz
·Corrente primaria: 200–4000 A
·Corrente secondaria: 1 A o 5 A
·Classe di precisione di misura: 0,1, 0,2, 0,2S, 0,5, 0,5S
·Classe di precisione di protezione: 5P10, 5P20, 10P10, PX, TPX, TPY, TPZ
·Carico nominale: 10–60 VA
·Resistenza agli impulsi da fulmine: tipicamente 650 kV
·Resistenza alle tensioni di rete: tipicamente 275 kV (1 min)
·Installazione: AIS per esterni

Vantaggi
·Elevata precisione sia per la protezione che per la misurazione commerciale.
·Eccellente coordinamento dell’isolamento per sistemi a 132/145 kV.
·Il robusto conduttore primario a singolo giro garantisce un’elevata resistenza meccanica.
·I nuclei secondari multipli supportano funzioni separate di misurazione e protezione.
·Elevata resistenza alle sollecitazioni termiche e meccaniche durante i cortocircuiti.
·Prestazioni affidabili a lungo termine in condizioni ambientali esterne.

Limiti
·Le unità a bagno d’olio richiedono ispezioni periodiche dello stato dell’olio, delle guarnizioni e dell’integrità dell’isolamento.
·Più grandi e pesanti rispetto ai trasformatori di corrente a resina per media tensione.
·Richiedono un adeguato supporto strutturale durante l’installazione.
·L’avvolgimento secondario non deve mai essere messo in circuito aperto mentre il primario è sotto tensione, poiché sui terminali secondari potrebbero essere indotte tensioni pericolose.

Applicazioni
I trasformatori di corrente a forcella da 145 kV sono ampiamente utilizzati in:
·Sottostazioni di trasmissione da 132 kV e 145 kV
·Campate delle linee di trasmissione
·Protezione dei trasformatori di potenza
·Protezione differenziale delle sbarre collettrici
·Campate degli interruttori automatici
·Misurazione commerciale e di rete
·Sottostazioni industriali ad alta tensione
·Sottostazioni di rete per energie rinnovabili
·Stazioni di commutazione

Disposizione tipica dei nuclei secondari
Nucleo 1 Misurazione commerciale 0,2S
Nucleo 2 Misurazione operativa 0,5
Nucleo 3 Protezione da sovracorrente e da guasto a terra 5P20
Nucleo 4 Protezione differenziale delle sbarre collettrici o dei trasformatori PX / TPX / TPY / TPZ

Usi tipici
Il trasformatore di corrente a forcella da 145 kV è ampiamente utilizzato nelle sottostazioni isolate in aria da 132 kV e 145 kV per:
·Misura della corrente per il controllo di supervisione e l’acquisizione dati (SCADA)
·Misurazione dell’energia a fini di fatturazione e di servizio
·Protezione da sovracorrente e da guasto a terra
·Protezione differenziale di trasformatori e sbarre collettrici
·Registrazione dei guasti e monitoraggio delle perturbazioni
·Monitoraggio della rete e automazione delle sottostazioni

Il conduttore primario integrato a singolo giro, l’elevata rigidità dielettrica, i nuclei secondari multipli e l’eccellente precisione di misura lo rendono una soluzione affidabile per i moderni sistemi di trasmissione ad alta tensione, dove affidabilità, sicurezza e precisione sono fondamentali.