Introduzione
È essenziale che la temperatura di un trasformatore elettrico sia monitorata e mantenuta entro i limiti di progetto. Temperature operative eccessive possono ridurre la durata del trasformatore e devono essere evitate.
Monitoraggio della Temperatura dei Trasformatori a Secco e a Immersione Liquida
Esistono due metodi di misurazione della temperatura per trasformatori a immersione liquida (conservatore e ermetico) e uno per i trasformatori a secco.
Punto Caldo - il punto caldo rappresenta la temperatura più elevata all'interno degli avvolgimenti del trasformatore e viene misurato direttamente o indirettamente. L'area del punto caldo è stimata, ma si trova sempre negli avvolgimenti più vicini al nucleo.
Olio Superiore - la temperatura dell'olio superiore rappresenta la temperatura più alta del liquido isolante e viene misurata direttamente. L'area più calda del liquido si trova direttamente sopra gli avvolgimenti e il nucleo del trasformatore. Si noti che il termine 'Olio Superiore' si riferisce all'olio come mezzo isolante, il che può essere fuorviante poiché circa il 5% di tutti i trasformatori isolati a liquido utilizza liquidi diversi dall'olio (silicone, esteri sintetici, esteri naturali, ecc.).
Sensore di Temperatura per Trasformatore a Immersione Liquida
I trasformatori a secco richiedono solo la misurazione della temperatura degli avvolgimenti (punto caldo). I trasformatori a immersione liquida richiedono la misurazione della temperatura degli avvolgimenti e dell'olio superiore. I trasformatori a secco misurano direttamente la temperatura del punto caldo degli avvolgimenti.
I trasformatori a immersione liquida misurano direttamente la temperatura dell'olio superiore e poi regolano questo valore per stimare la temperatura del punto caldo degli avvolgimenti (quindi la temperatura del punto caldo è misurata indirettamente). Il valore di compensazione della temperatura tra l'olio superiore e il punto caldo è deciso dal produttore originale dell'apparecchiatura (OEM).
Come funziona il monitoraggio della temperatura del trasformatore?
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Misurazione della Temperatura dei Trasformatori a Secco
I sensori di temperatura per trasformatori a secco possono essere installati sopra l'unità, o, installati all'interno di uno o più degli avvolgimenti a bassa tensione; gli avvolgimenti a bassa tensione sono più vicini al nucleo del trasformatore e quindi rappresentano l'area più calda (punto caldo). I moderni trasformatori a secco sono spesso dotati di cavi in fibra ottica che forniscono una lettura molto più affidabile rispetto ai sensori elettronici tradizionali, che sono soggetti a imprecisioni a causa dei grandi flussi magnetici creati dal trasformatore.
Misurazione della Temperatura dei Trasformatori a Immersione Liquida
Il monitoraggio della temperatura locale dell'olio superiore viene solitamente effettuato utilizzando un dispositivo a soffietto e capillare, mentre il monitoraggio remoto può essere effettuato utilizzando un sensore Pt 100 standard.
I trasformatori moderni utilizzano cavi in fibra ottica per il monitoraggio della temperatura del punto caldo degli avvolgimenti, ma questa è una tendenza relativamente nuova. La pratica standard è stata quella di installare il sensore di temperatura dell'olio superiore ben all'interno di un resistore avvolto. La bobina del resistore/riscaldatore è collegata agli avvolgimenti LV o HV del trasformatore tramite un trasformatore di corrente e questo fa sì che la temperatura del resistore aumenti o diminuisca a seconda del carico del trasformatore. Questo setup è noto come dispositivo di immagine termica.
Si noti che, secondo l'esperienza dell'autore, i sensori di temperatura degli avvolgimenti tradizionali sono difficili da calibrare sul campo e spesso risultano imprecisi.
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Risorse Aggiuntive
https://www.qualitrolcorp.com/products/temperature-measurement-devices
https://www.maddox.com/resources/articles/transformer-gauges-indicators-and-monitoring-devices
https://en.wikipedia.org/wiki/Transformer