Analisi dei guasti e metodi di risoluzione dei problemi dei trasformatori

 

TransformersI trasformatori, in quanto componenti fondamentali dei sistemi di alimentazione, svolgono funzioni critiche quali la trasformazione della tensione, la regolazione della corrente e l'isolamento elettrico. Il loro funzionamento stabile è essenziale per garantire la sicurezza e l'efficienza delle reti elettriche. Le sezioni seguenti forniscono un'analisi dettagliata della gestione operativa dei trasformatori, delle metodologie comuni di rilevamento dei guasti e delle procedure di risoluzione dei problemi.

 

 

Procedure di preparazione e ispezione per la messa in servizio del trasformatore

 

Prima di mettere in funzione un trasformatore, è necessario effettuare un'ispezione completa per verificarne l'idoneità al funzionamento ottimale:

 

Ispezione di elementi di fissaggio e connessioni: Eseguire un esame approfondito di tutti gli elementi di fissaggio all'interno e all'esterno del trasformatore, in particolare nei punti di connessione critici come i terminali di cablaggio e le barre collettrici. Assicurarsi di applicare la coppia di serraggio corretta per prevenire danni alle filettature ed evitare il bloccaggio causato dall'incompatibilità dei materiali tra bulloni e dadi.

 

Verifica dell'installazione dei componenti: Verificare il corretto rimontaggio di tutti i componenti smontati durante il trasporto o l'installazione, ispezionare i condotti di raffreddamento interni per accertarsi che siano privi di detriti e confermare l'assenza di utensili residui all'interno dell'involucro del trasformatore.

 

Ispezione del dispositivo di controllo della temperatura: verificare che i cavi di controllo dei regolatori e degli indicatori di temperatura siano instradati lontano dalle superfici delle serpentine e dalle parti sotto tensione. Fissarli nuovamente se necessario per evitare interferenze.

 

Sistema di raffreddamentoIspezione delle apparecchiature ausiliarie: verificare il corretto funzionamento delle ventole di raffreddamento, dei dispositivi di controllo della temperatura e dei sistemi ausiliari. In particolare, confermare il senso di rotazione della ventola per garantire che il flusso d'aria sia diretto verso l'alto dalla base degli avvolgimenti del trasformatore.

 

Prove di pre-messa in servizio del trasformatore

 

Per verificare la conformità alle specifiche di progetto, prima della messa in servizio del trasformatore devono essere eseguiti i seguenti test obbligatori:

 

Misurazione della resistenza in corrente continua: eseguire misurazioni della resistenza degli avvolgimenti in tutte le posizioni di presa per verificare la conformità alle specifiche di progetto.

 

Misurazione del rapporto di tensione: verificare l'accuratezza ditrasformazione di tensionerapporti e confermare la correttezza della designazione del gruppo vettoriale attraverso controlli di polarità e sequenza di fase.

 

Test di resistenza di isolamento: eseguire un test dielettrico tra il nucleo e le strutture di fissaggio per verificare l'integrità dell'isolamento.

 

Test di resistenza di isolamento degli avvolgimenti: Misurare la resistenza di isolamento degli avvolgimenti per verificare la conformità alle norme di sicurezza elettrica.

 

Prova di tenuta alla frequenza di rete: per i trasformatori riparati sul campo e rimessi in servizio, la prova di tensione di tenuta dielettrica deve essere condotta all'80% del livello di tensione di prova originale di fabbrica, in conformità ai requisiti della clausola 10 della norma IEC 60076-3.

 

Precauzioni per il funzionamento sicuro dei trasformatori

 

Ispezione del sistema di messa a terra: Eseguire un'ispezione rigorosa del sistema di messa a terra dopo l'installazione per verificarne il funzionamento sicuro e affidabile.

 

Barriere di sicurezza: i trasformatori sprovvisti di protezione con involucro devono essere dotati di barriere di isolamento per impedire il contatto diretto con le parti sotto tensione e ridurre i rischi di folgorazione.

 

Funzionamento da parte di personale qualificato: l'installazione, la messa in servizio e la manutenzione dei trasformatori devono essere eseguite esclusivamente da professionisti certificati per garantire la conformità agli standard operativi e ai protocolli di sicurezza.

 

Precauzioni per la messa in funzione di un trasformatore

 

Attivazione del sistema di controllo della temperatura: prima dell'alimentazione, calibrare e testare il regolatore di temperatura o l'unità di visualizzazione della temperatura per verificarne il corretto funzionamento.

 

Procedura di messa in servizio: Chiudere gli interruttori automatici con il trasformatore a vuoto. Attivare il relè di protezione da sovracorrente istantanea durante la messa in servizio per mitigare gli effetti della corrente di spunto.

 

Aumento graduale del carico: dopo la messa in funzione, il carico deve essere aumentato gradualmente e si deve monitorare la presenza di rumori o vibrazioni anomale per evitare aumenti improvvisi del carico.

 

Protocollo di mitigazione dell'umidità: per trasformatori diseccitati esposti a umidità ambientale >80% UR.

 

Guasti comuni dei trasformatori e relative soluzioni

 

Guasto da surriscaldamento: include surriscaldamento localizzato e aumento eccessivo della temperatura complessiva. Verificare le condizioni di carico, corrente e dissipazione del calore.

 

Guasti di scarica: possono manifestarsi come scariche parziali, scariche ad arco o scariche a scintilla; tipicamente associati a problemi di isolamento.

 

Guasto dell'isolamento: come ad esempio il cedimento o il degrado delle prestazioni dell'isolamento; i materiali isolanti danneggiati devono essere ispezionati e sostituiti tempestivamente.

 

Altri guasti: inclusi rumori anomali, malfunzionamenti dei sistemi di protezione, perdite d'olio, ecc.

 

Metodi di rilevamento dei guasti:

 

Ispezione visiva: Verificare la corrente di carico, le variazioni di colore dell'olio e l'aspetto esterno per individuare eventuali anomalie (ad esempio, perdite d'olio, scolorimento).

 

Monitoraggio acustico: prestare attenzione a eventuali rumori anomali durante il funzionamento (ad esempio, ronzii, crepitii o sibili irregolari).

 

Misurazione elettrica: misurare la resistenza in corrente continua trifase e la resistenza di isolamento per valutare se i valori rientrano nell'intervallo normale.

 

 

Rimedi per guasti alle prestazioni dell'isolamento

 

Il calo delle prestazioni di isolamento è un difetto comune dei trasformatori, soprattutto in ambienti umidi. La prova di resistenza di isolamento deve essere condotta in condizioni idonee, utilizzando i seguenti valori standard:

 

Tensione AT-BT e terra: ≥ 300 MΩ (10 kV), ≥ 1000 MΩ (35 kV).

Tensione tra alta tensione e terra: ≥100 MΩ.

Per il collegamento a terra del nucleo/accessori, fare riferimento alla documentazione del produttore.

 

Se un trasformatore presenta infiltrazioni di umidità o condensa (ad esempio, goccioline visibili sulle superfici in resina epossidica o sui componenti del nucleo), è necessaria un'asciugatura immediata per ripristinare l'integrità dell'isolamento, indipendentemente dal suo attuale valore di resistenza di isolamento.

 

 

Protocollo di mitigazione del rumore anomalo del trasformatore

 

Il normale funzionamento di un trasformatore produce un ronzio che varia in base al carico. Se si avverte un suono anomalo, è necessaria un'analisi più approfondita.

 

Allentamento del nucleo: produce rumori metallici o ronzii dovuti a laminazioni non fissate correttamente o a una coppia di serraggio dei bulloni insufficiente.

 

Nucleo non messo a terra: genera rumori di scarica secchi dovuti all'accumulo di carica elettrostatica tra il nucleo e il serbatoio.

 

Difetti di contatto dell'interruttore: causano cigolii o crepitii dovuti ad archi elettrici nei commutatori di prese o nei giunti delle barre collettrici.

 

Scarica di conduttori/avvolgimento: emette archi elettrici udibili e scoppiettanti dovuti al cedimento dell'isolamento nelle regioni ad alta tensione.

 

Boccole contaminate: provocano scariche a corona sibilanti dovute all'accumulo di olio/particelle sulla superficie.

 

Risoluzione dei problemi relativi ai malfunzionamenti del controllo della temperatura

 

Impossibile accendere: verificare l'alimentatore, i fusibili, i collegamenti dei terminali e lo stato dell'interruttore.

 

Nessuna visualizzazione della temperatura: verificare il collegamento e la resistenza del sensore.

 

Deviazione di temperatura: verificare l'installazione dei sensori e le fonti di interferenza.

 

Problema di comunicazione: verificare la linea di comunicazione e contattare l'assistenza tecnica del fornitore.

 

Soluzioni per la mitigazione dello squilibrio di tensione trifase

 

Lo squilibrio di tensione trifase è spesso causato da guasti a terra o da uno squilibrio di carico. Le soluzioni includono:

 

Messa a terra multipunto per la riduzione delle perdite sulla linea neutra: implementare la messa a terra multipunto nelle reti di distribuzione a bassa tensione per ridurre le perdite di potenza sulla linea neutra ottimizzando i percorsi di ritorno della corrente e minimizzando l'impedenza.

 

Trasformatore monofase Installazione: Utilizzare trasformatori monofase nelle aree con carichi monofase predominanti (ad esempio, zone residenziali) per isolare le correnti sbilanciate e prevenire le interferenze armoniche.

 

Monitoraggio e bilanciamento del carico: effettuare misurazioni periodiche del carico utilizzando pinze amperometriche per quantificare le deviazioni di corrente tra le fasi.

 

Trattamento per la gestione delle variazioni di colore dell'olio e delle perdite

 

Oscuramento dell'olio: l'oscuramento dell'olio (ad esempio, da ambrato a marrone/nero) indica assorbimento di umidità e degradazione ossidativa, con conseguente riduzione della rigidità dielettrica e aumento dell'acidità. Sostituire tempestivamente l'olio degradato per prevenire l'invecchiamento accelerato dell'isolamento e potenziali guasti alle apparecchiature.

 

Perdita d'olio: in base alla situazione di perdita d'olio, stabilire se continuare a operare e programmare la manutenzione, oppure arrestare immediatamente e rabboccare l'olio.

 

In conclusione, il funzionamento stabile dei trasformatori è la pietra angolare dell'affidabilità del sistema elettrico. Attraverso ispezioni meticolose, diagnosi e risoluzione tempestive dei guasti e manutenzione proattiva, è possibile estendere efficacemente la vita utile dei trasformatori, ridurre al minimo i tassi di guasto e garantire la sicurezza e l'efficienza dei sistemi elettrici.