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Un trasformatore trifase di media tensione è un dispositivo elettrico costituito da tre avvolgimenti separati su un nucleo comune che consente di trasferire energia elettrica tra due circuiti a tensioni diverse in modo efficiente e sicuro.

Per garantire il corretto funzionamento del trasformatore è importante effettuare regolarmente prove sui trasformatori. Testare un trasformatore permette di verificare il corretto funzionamento dei componenti, individuare eventuali anomalie e prevenire interruzioni di servizio.

Le prove sui trasformatori possono includere test di isolamento, test di continuità, test di corto circuito e altre verifiche in conformità con le norme e le istruzioni del produttore. Effettuare regolarmente queste operazioni di manutenzione può garantire la sicurezza delle persone e la continuità del servizio degli impianti industriali e di distribuzione di energia elettrica.

Cosa sono le prove sui trasformatori?

Le prove sui trasformatori sono un insieme di test, per valutare la loro capacità di trasformare l’energia elettrica da un livello di tensione ad un altro e garantire che essi siano in grado di funzionare in modo affidabile. Queste prove possono essere effettuate sia in fase di produzione che di manutenzione dei trasformatori.

La normativa CEI EN 60076, normativa tecnica europea, definisce i requisiti di progettazione e di prova per i trasformatori di potenza.

La normativa viene utilizzata anche per la manutenzione dei trasformatori e si riferisce a quali prove devono essere effettuate e quali parametri devono essere rispettati.

Le operazioni da eseguire sui trasformatori in sala prove, dipendono dal tipo collaudo che si deve eseguire: prove su nuovi trasformatori o prove su trasformatori rigenerati.

Le operazioni da eseguire sui nuovi trasformatori, e quindi in fase di produzione, comprendono:

  • verifica rapporto di trasformazione tra avvolgimenti primari e secondari;
  • verifica perdite di potenza e di corrente a vuoto;
  • verifica perdite di potenza a carico;
  • misura impedenza di corto circuito;
  • prove dielettriche sugli avvolgimenti per verificare la tenuta del materiale isolante tra le parti attive del trasformatore;
  • misura delle scariche parziali consistente nella misura della carica elettrica a fronte di una tensione applicata pari al 30% in più della nominale per verificare la bontà del materiale isolante;
  • verifica del gruppo vettoriale in funzione del tipo di collegamento eseguito;
  • misura di resistenza degli avvolgimenti.

Per quanto riguarda la manutenzione dei trasformatori, esistono prove specifiche per verificare il loro stato e valutare la necessità di manutenzione o riparazione. I trasformatori provenienti dalla cabina del cliente che sono da riparare o solo verificare, vengono identificati e posizionati nel reparto relativo. Dopo la riparazione vengono posizionati nella sala prove per effettuare i test necessari.
Le operazioni da eseguire sui trasformatori riparati / rigenerati consistono in:

  • verifica rapporto di trasformazione tra avvolgimenti primari e secondari;
  • verifica perdite di potenza e di corrente a vuoto: viene effettuata collegando l’avvolgimento primario e quello secondario e verificando tramite strumento Power analizer le tensioni risultanti;
  • prove dielettriche sugli avvolgimenti per verificare la tenuta del materiale isolante tra le parti attive del trasformatore: viene effettuata collegando gli avvolgimenti primari, mentre quelli secondari sono cortocircuitati e messi a terra. In un secondo momento viene applicata la tensione di prova verificando la tenuta degli avvolgimenti.

Dopo i vari test viene emesso un rapporto di prova comprovante la validità delle operazioni eseguite e che attestano la buona funzionalità del trasformatore riparato.

Le prove sui trasformatori devono essere eseguite in una sala prove, e le operazioni principali da eseguire includono: la verifica della resistenza degli avvolgimenti, la prova di corto circuito, la prova di carico e la misurazione delle perdite a vuoto e a carico. Inoltre, è importante controllare la qualità dell’isolamento e delle connessioni del trasformatore, eseguire test di tensione e corrente e verificare il funzionamento dei dispositivi di protezione del trasformatore.

Vediamo alcune tipologie di prove sui trasformatori nel dettaglio:

  • La prova di resistenza degli avvolgimenti

    Consiste nell’applicare una corrente continua a bassa tensione attraverso gli avvolgimenti primario e secondario del trasformatore. Questa prova è utile per misurare la resistenza ohmica di ciascun avvolgimento e per calcolare le perdite per effetto Joule.

  • La prova a vuoto

    Consiste nell’applicare nel circuito secondario BT una tensione nominale mantenendo aperti i terminali dell’avvolgimento MT. La prova viene utilizzata per misurare le correnti e le perdite a vuoto.

  • La prova di corto circuito

    Consiste nell’applicare nel circuito primario una corrente nominale al trasformatore mentre il circuito secondario è posto in cortocircuito e a terra. La prova viene utilizzata per misurare la tensione di cortocircuito e per calcolare le perdite dovute al carico.

  • Le prove di isolamento

    La prova di tensione applicata è effettuata mediante una tensione alternata monofase di valore in funzione della tensione nominale per 60s tra l’avvolgimento in prova e tutti i terminali degli altri avvolgimenti collegati insieme e a terra. La prova ha esito favorevole se non si verifica alcun cedimento della tensione applicata. È importante testare il trasformatore per garantire che l’isolamento e le connessioni siano di alta qualità e che il trasformatore sia in grado di funzionare in modo affidabile.

Prove sui trasformatori: attrezzature e strumenti

Per poter effettuare le prove sui trasformatori, servono degli strumenti e delle aree apposite, come le sale prova e tutte le attrezzature presenti al suo interno.

L’uso di strumenti di misura appropriati e la corretta esecuzione delle prove sui trasformatori sono fondamentali per garantire la sicurezza e l’affidabilità dell’impianto elettrico in cui vengono utilizzati i trasformatori.

Ecco gli strumenti più utilizzati per eseguire le prove sui trasformatori:

  • Alimentatori: forniscono la corrente necessaria per eseguire le prove.
  • Regolatori di tensione: mantengono la tensione costante durante le prove.
  • Voltmetri: misurano la tensione.
  • Amperometri: misurano la corrente.
  • Wattmetri /power meter: misurano la potenza.
  • Quadro di comando: l’operatore lavora all’esterno della sala prove e da lì può comandare l’attività.

Periodicamente anche lo strumento power analizer con i relativi trasformatori voltmetrici e amperometrici vengono portati in laboratorio di taratura per verificarne la corretta funzionalità.

I trasformatori in prova devono essere posizionati in un area sicura, definita e messa in sicurezza: la sala prova si attiva solo quando tutte le barriere che delimitano la sala prove sono chiuse. Ci sono tensioni in gioco molto alte che richiedono un lavoro in totale sicurezza. All’esterno della sala prove, l’operatore gestisce i test tramite un quadro di comando.

Testare trasformatore in sala prove

Perché è necessaria una sala per le prove?

La sala prove per le prove sui trasformatori è necessaria per garantire un ambiente controllato e sicuro per eseguire le prove, riducendo il rischio di incidenti o danni ai trasformatori. Inoltre, una sala prove dedicata offre accesso a strumenti di misura di alta precisione, consentendo di eseguire test dettagliati e accurati sui trasformatori. Ciò consente di identificare eventuali difetti o problemi nel trasformatore, garantendo che sia in grado di funzionare in modo affidabile e sicuro. In sintesi, una sala prove ben attrezzata offre il miglior ambiente possibile per eseguire le prove sui trasformatori in modo affidabile e preciso.

Il servizio di IEI e la sala prove

IEI srl, installatore di trasformatori e di cabine elettriche, possiede la sala prove che utilizza per la manutenzione dei trasformatori trifase di media tensione oppure anche per effettuare dei test sui quadri MT da verificare, da collaudare e da consegnare successivamente al cliente. IEI srl detiene a magazzino trasformatori nuovi provenienti da marchi primari sul territorio nazionale e trasformatori sui quali sono operate attività di riparazione e/o rigenerazione.

IEI offre anche il servizio di ritiro del trasformatore da una cabina in disuso e controlla che sia ancora conforme alle norme attraverso specifici test, tra cui la prova di resistenza, la prova di corto circuito e le prove di isolamento (approfondite nel paragrafo precedente).

Pochissimi installatori di trasformatori hanno la sala prove interna. IEI, come installatori di cabine e avente una sala prove interna, fa un’attività completa per la manutenzione dei trasformatori, inoltre offre la possibilità di concordare con il cliente le prove sui trasformatori.

La sala prova utilizzata da IEI srl è composta da un quadro di comando, un quadro di rifasamento, un vano contenente trasformatori voltmetrici e amperometrici di misura e apparecchiature come reostato di tensione e elevatore di tensione.

In sala prove è possibile eseguire delle prove anche sui quadri di media tensione in caso di guasto, offrendo un servizio completo ai propri clienti.

In conclusione quindi, le prove sui trasformatori trifase di media tensione sono essenziali per garantirne la corretta funzionalità. Questi test permettono di identificare eventuali anomalie e guasti dei componenti, consentendo di intervenire tempestivamente per prevenire interruzioni di servizio. In questo modo, è possibile accertare il corretto funzionamento del trasformatore e garantire la continuità del servizio degli impianti.

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