1.0 transformatorul de tensiune

7/24/2019 1.0 Transformatorul de Tensiune

1/16

Nicolae TUIU http://www.descarcari-partiale.webs.com

- 5 -

Capitolul 1

NOIUNI GENERALE PRIVINDTRNSFORMATOARELE DE MSUR

DE NALT TENSIUNE

Introducere

Transformatoarele de msur sunt pri eseniale ale sistemelor energetice, de precizia i

fiabilitatea acestora depind direct performanele tehnico-economice ale unui sistem energetic. Un

transformator de msur este un aparat electroenergetic static care transform parametrii energiei

electrice, tensiune respectiv curent, reducnd valoarea acestora de un numr de ori.

Pentru buna exploatare a sistemului energetic sunt necesare aparate de msur a

mrimilor electrice: curent, tensiune, putere, frecventa etc., aparate de protecie n vederea

asigurrii funcionrii corecte intr-un regim anormal sau de avarie al instalaiei, precum i

aparate de reglare automat si monitorizare. Pentru asigurarea valorilor uzuale necesare

aparatelor de msur (1 A, 2 A, 5 A respectiv 100 V) se impune ca soluie tehnic utilizarea

transformatoarelor de msur, ce ofer n circuitul secundar valori convenabile pentru efectuarea

de msurtori.

Transformatoarele de msursunt maini electromagnetice nerotative care alimenteazcircuitele

aparatelor electrice de msuri protecie. Ca i aparatele pe care le deservesc, transformatoarele

de msurse mpart n dougrupe i anume:- transformatoare pentru aparate de msurat;

- transformatoare pentru aparate de protecie.

Fig. 1.1Substaie electric de nalt tensiune[1]

n figura 1.1 se observ conectarea transformatoarelor de msur n schema monofilar aunei substaii electrice de nalt tensiune, unde: Trafo transformator de putere; TC


2/16


- 6 -

transformator de curent; TT transformator de tensiune; B bobin pentru legtura telefonica a

staiei direct prin conductorul de for de nalt tensiune; I ntreruptor; PT portalul de

transformare; PC portalul central; SB separator de bare; SBC secie de bare colectoare;

DRVS descrctor cu rezisten variabil i rezisten de untare; LEA linii electrice aeriene.

De obicei, transformatoarele de msurse construiesc n aa fel nct spoatfi folosite

n ambele scopuri.

Transformatoarele de msurndeplinesc urmtoarele funcii [2]:

a) Transform valoarea tensiunii i a curentului la valorile standard

corespunztoare alimentrii aparatelor de msuri protecie;

b) Izoleaz circuitul de nalt tensiune (al sistemului energetic) de circuitul de

joas tensiune (al aparatelor), ceea ce asigur protecia aparatelor i a celor cele deservesc;

c) Scot aparatele de msur i protecie din zona de aciune a cmpurilor

electrice i magnetice intense ale circuitelor de curent ale sistemului energetic,

eliminndu-se n acest fel aciunea perturbatoare a acestor cmpuri asupra

preciziei de msurare i asupra funcionrii corecte a aparatelor;

d) Permit, n scopul controlului, o stabilire uoar a sumei sau diferenei

curenilor sau tensiunilor n cteva circuite izolate reciproc;

e) Permit concentrarea raional a aparatelor de msur i protecie n camere de

comand, n afara staiei electrice i, prin aceasta contribuie att la comanda

normal, ct i de avarie a instalaiei, precum i la supravegherea funcionrii

staiei i a ntregii reele electrice;

f) Protejeaz aparatele de msur i protecie mpotriva efectelor duntoare,

dinamice i termice, ale supracurentului n cazul n care n sistemul energetic

are loc o avarie;

Din punct de vedere al schemei de conectare i constructiv, transformatorul de tensiune

este analog cu transformatorul de for n regim de mers n gol, deosebirea constnd n valoarea

puterii. nfurarea secundar (principal) de msur este nfurarea care alimenteaz circuitele

de tensiune ale aparatelor de msurat, protecie i reglaj.


3/16


- 7 -

Fig. 1.2 Conectarea transformatorului pentru msur de tensiune [3]

Transformatorul de msur se racordeaz n instalaiile electrice de nalt tensiune

folosindu-se separatoarele ca aparate de conexiune iar pentru protecia transformatoarelor de

tensiune se prevd sigurane fuzibile de nalt tensiune (fig. 1.2), mpotriva suprasarcinii se

monteaz sigurane pe ieirile nfurrilor secundare. Transformatoarele de msur pot s

transforme cu o precizie convenabil (adic cu erori admisibile) numai una din cele dou

mrimi primare (curentul sau tensiunea). Din aceast cauz se realizeaz separat

transformatoare de curent i transformatoare de tensiune.

Transformatoarele de tensiune sunt astfel concepute nct transformarea tensiunii s se

faccu erori mici, n limitele standardizate, neglijndu-se eroarea de curent.Regimul lor nominal

de funcionare este apropiat de funcionarea n gol a transformatorului de putere.

Transformatoarele de curent sunt realizate n aa fel nct transformarea curentului sse

faccu erori mici, n limitele standardizate, neglijndu-se eroarea de tensiune.

Precizia unui transformator de msur poate fi asigurat cu condiia ca rezistena

circuitului secundar care se compune din instrumente si din conductori sa nu depeasclimitele

stabilite. n scopul deserviri instrumentului de msurat si a releelor n afar de orice pericol,

nfurrile secundare ale transformatoarelor de msur se leag la pmntare. Prin aceasta se

elimin pericolul tensiunii nalte care poate sa apar n instrumente, n cazul defectrii izolaiei

transformatorului de msur.

Transformatoarele de msurare contribuie la funcia de supraveghere mpotriva depirii

valorilor admisibile, asigurnd informaia direct a valorii curentului sau tensiunii, respectiv

constituie i sursa de alimentare cu energie electrica echipamentelor de automatizare.


4/16


- 8 -

1.1 Clasificarea transformatoarelor demsur

Clasificrile transformatoarelor de tensiune se face n funcie de cteva criterii.

A. Duptensiunea reelei:

A1. transformatoare de joas tensiune transformatoare care funcioneaz n reele(instalaii electrice) cu tensiunea nominalcuprinsntre 500 V i 1 kV;

A2. transformatoare de medie tensiune transformatoare care funcioneaz n reele cu

tensiune nominalcuprinsntre 3 kV i 35 kV;

A3. transformatoare de nalt tensiune transformatoare care funcioneaz n reele cu

tensiune nominalcuprinsntre 50 kV i 700 kV.

B. Dupmodul de legare n reea:B1. transformatoare legate la pmntare(monopolare) transformatoare legate n reea

ntre o fazi pmntare, avnd o singurbornprimarizolat;

B2. transformatoare nelegate la pmntare (bipolare) transformatoare legate n reea

ntre 2 faze, avnd ambele borne ale nfurrii primare izolate.

C. Duptipul reelei (instalaiei electrice):

C1. transformatoare de interior transformatoare care funcioneazn instalaii electrice

interioare i care sunt ferite de aciunea factorilor de mediu;

C2. transformatoare de exterior transformatoare care funcioneaz n reele electrice

exterioare i asupra crora acioneazn mod direct factorii de mediu.

D. Dup principiul constructiv:

D1. transformatoare inductive cu circuit magnetic nchis;

D2. transformatoare inductive cu circuit magnetic deschis;

D3. transformatoare capacitive;

E. Dup izolaia de baz transformatoarele de nalt tensiune sunt:

E1. transformatoare cu izolaie n rin;

E2. transformatoare cu izolaie n ulei;

E3. transformatoare cu izolaie n 6SF .

F. Dup numrul nfurrilor:

F1. transformatoare de msurmonofazate;

F2.transformatoare de msur bifazate;


5/16


- 9 -

F3.transformatoare de msur trifazate.

G. Dup mrimea electric msurat:

G1.transformatoare de tensiune;

G2. transformatoare de curent;G3. transformatoare combinate.

1.2 Principiul de funcionare

Transformatorul de tensiune se deosebete foarte puin n ceea ce privete construcia i

funcionarea transformatorului de putere, deci nu poate fi vorba de o teorie special, proprie

pentru transformatorul de tensiune. Pot fi scoase n eviden n special aspectele din teoria

transformatoarelor care sunt importante pentru funcionarea transformatorului de tensiune.Funcionarea transformatorului de tensiune se caracterizeaz prin aceea c tensiunea

primareste practic constant, invariabil, iar n circuitul secundar se conecteazo sarcin de

impedan ridicat, avnd drept consecin un curent secundar redus. Deci funcionarea

transformatorului de tensiune se apropie foarte mult de regimul de mers n gol al

transformatorului de putere. Transformatorul de tensiune este, cu foarte mici excepii, un

transformator cu circuit magnetic nchis. Aceasta se va lua n considerare n prezentarea

schemelor echivalente i a diagramelor fazoriale.

Transformatoarele de tensiune alimenteaz sistemele de tensiune ale aparatelor de

msurat (indicatoare i nregistratoare), de protecie i de reglare. nfurarea lor primar este

conectatn paralel cu circuitul a crui tensiune se transformn circuitul secundar.

Transformatorul de tensiune este n esenun transformator de micputere cu o tensiune

de scurtcircuit mic(impedanmicde trecere).

Raportul numrului de spire primare 1N i secundare 2N este egal (dac nu se ia n

considerare eroarea de tensiune) cu raportul dintre tensiunea primar 1U i tensiunea secundar

2U , iar curenii din ambele nfurri depind de puterea de la bornele secundare i de puterea de

magnetizare.

2

1

2

1

U

U

N

N

Tensiune electric din secundarul transformatorului trebuie s pstreze constant o valoare

raportat la tensiunea din primarul transformatorului. Ideal raportul de transformaren

K nu

trebuie s se schimbe la variaia tensiunii de msur.n secundar cderea de tensiune mult maimic dect n nfurarea primar iar densitatea normal de flux n miezul magnetic este


6/16


- 10 -

calculat pentru a fi cu mult sub densitatea de saturaie a fluxului, pentru un curent de excitaie

mic i impedan de excitaie constant la variaiile tensiuni de operare.

Pentru transformatorul de tensiune ,se definesc:

eroare de tensiune(sau de raport)

100100100100%

2

1

2

1

1

12

1

11

U

UUn

Un

UnmasuratU

K

KK

U

U

U

UK

U

UUK

U

UU

;

n care2

1

U

UKU este raportul real de transformare.

eroarea de unghi,U

-reprezint unghiul de defazaj dintre fazorul tensiunii din primar 1U i

fazorul tensiunii din secundar 2U , fiind considerat pozitiv cnd 2U este defazat nainte

fa de 1U (fig.1.3). Se msoar n minute, grade sau centiradiani.

Fig.1.3Eroarea de unghi a transformatorului pentrumsur de tensiune.

1.3 Parametri principali ai transformatoarelor de tensiune

Parametrii principali sunt acei parametri care definesc transformatorul i de care se ine

cont la proiectarea acestuia.

Pentru transformatoarele de tensiune se stabilesc urmtorii parametri principali:

A. Tensiune primarnominal(n

U1 )

Valorile standardizate ale tensiunii primare ale transformatoarelor monofazate pentruutilizare ntr-o reea monofazat sau ntre faze ntr-o reea trifazat se aleg dintre valorile

tensiunilor nominale ale reelelor. Valorile tensiunilor primare nominale ale transformatoarelor

monopolare utilizate ntre o faza unei reele trifazate i pmntare sunt egale cu 31nU , n

caren

U1 este tensiunea nominala reelei.

irul tensiunilor primare nominale standardizate este: 0,6 ; 1 ; 3 ; 6 ; 10 ; 15 ; 20 ; 30 ; 45

; 66 ; 110 ; 220 ; 250 ; 300 ; 400 KV.


7/16


- 11 -

B. Tensiunea nominalsecundar(n

U2 )

Tensiunea secundar nominal se alege n funcie de specificul locului n care va fi

utilizat transformatorul.

Pentru transformatoarele bipolare, valorile tensiunii secundare nominale sunt:

- pentru transformatoare utilizate n ri europene100 V i 110 V

200 V - pentru circuite secundare extinse

- pentru transformatoare utilizate n SUA i Canada

120 V pentru reele de distribuie

115 V pentru reele de transport

230 V pentru circuite secundare extinse

Pentru transformatoarele monopolare, valorile prezentate mai sus se mpart cu 3 .

C. Clasa de precizie

La transformatoarele de tensiune pentru msurare, clasa de precizie se caracterizeaz

printr-un numr egal cu limita superioar a erorii de tensiune, exprimat n procente,

corespunztoare tensiunii primare nominale i pentru sarcina de precizie. Clasele de precizie

standardizate pentru aceste transformatoare sunt: 0,1 ; 0,2 ; 0,5 ; 1 ; 3.

Limitele erorilor de tensiune i de unghi, la frecvennominal, pentru toate tensiunile cuprinsentre 80% i 120% din tensiunea nominali pentru toate sarcinile cuprinse ntre 25% i 100%

din sarcina de precizie, la un factor de putere 0,8 inductiv, sunt prezentate n tabelul 1.1.

Tab 1.1 Clasa de precizie a transformatoarelor de tensiune [6]

Clasa de precizie Eroarea de tensiune

(de raport) n procente

Eroarea de unghi

n minute

0,1 0,1 5

0,2 0,2 100,5 0,5 20

1,0 1,0 40

3,0 3,0 Nu se specific

Transformatoarele de tensiune pentru protecie trebuie s aib i clasa de precizie a

transformatoarelor de msur, definitconform tabelului 1.1.

Clasa de precizie a unui transformator de tensiune pentru protecie se caracterizeazprineroarea de tensiune, exprimat n procente, cnd tensiunea primar variaz ntre 5% din


8/16


- 12 -

tensiunea nominali valoarea tensiunii nominale, multiplicatcu factorul de tensiune nominal,

la sarcin cuprins ntre 25% i 100% din sarcina de precizie i la un factor de putere 0,8

inductiv. Pentru aceste transformatoare, clasa de precizie este urmatde litera P.

D. Puterea de precizie

Puterea de precizie, msuratn voltamperi, pentru un factor de putere 0,8 inductiv, are

urmtoarele valori standardizate: 10 ; 15 ; 25 ; 30 ; 50 ; 75 ; 100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500 VA.

E. Factorul de tensiune nominal

Factorul de tensiune este determinat de tensiunea maximde funcionare care depinde de

configuraia reelei i de condiiile de legare la pmntare a nfurrii primare a

transformatorului.Valorile standardizate ale factorului de tensiune nominal, corespunztor diferitelor

condiii de legare la pmntare a reelei, funcie de durata admisibil de aplicare a tensiunii

maxime de funcionare (durata nominal) sunt prezentate n tabelul 1.2.

Tab. 1.2 Factorul de tensiune nominal pentru transformatoare de tensiune

Factor de tensiune nominal Durata nominal

Modul de conectare anfurrii primare icondiiile de legare la

pmntare a reelei

1,2 Nelimitat

Intre fazele unei reeleoarecare, ntre punctulneutru al transformatoarelorconectate n stea i

pmntare, ntr-o reeaoarecare

1,2 Nelimitat

1,5 30 s

ntre fazi pmntare ntr-o reea cu neutrul legatdirect la pmntare

1,2 Nelimitat

1,9 30 s

ntre fazi pmntare ntr-

o reea cu neutrul negatdirect la pmntare, cueliminarea automat adefectului de punere la

pmntare1,2 Nelimitat

1,9 8 h

ntre fazi pmntare ntr-o reea cu neutrul izolat,fr eliminarea automat adefectului de punere la

pmntare, sau ntr-o reeacompensat prin bobin de

stingere fr eliminareaautomat a defectului de

punere la pmntare


9/16


- 13 -

1.4 Realizarea transformatoarelor de tensiuneTransformatoarele de tensiune se realizeazn mod variat, att ca valori nominale, ct i

ca soluii constructive ale prilor funcionale, avnd n vedere folosirea raionala materialelor

de construcie, precum i ca tehnologie de execuie.

Soluiile constructive ale transformatoarelor de tensiune depind n principal de tensiunea

reelei n care acestea funcioneaz, precum i de tipul instalaiei (instalaie de interior sau de

exterior).

Transformatoarele de joas tensiune sunt de tip interior, ele funcionnd n instalaiielectrice interioare. Din aceast cauz ele sunt ferite de influena factorilor de mediu exteriori

(temperaturi sczute, radiaii solare, umiditate, ghea, etc.).

Izolaia exterioara acestor transformatoare este realizatdin materiale care nu rezist

mediului exterior cum ar fi materialele plastice sau rina epoxidicturnat. Izolaia interioara

acestor transformatoare (ntre nfurarea de nalt tensiune i mas) este realizat din hrtie

electroizolant, folii plastice electroizolante sau tuburi din esturde sticlimpregnatn rin

epoxidic n cazul transformatoarelor neturnate sau din rin epoxidic n cazul

transformatoarelor turnate. Aceste transformatoare se numesc n general transformatoare cu

izolaie uscat. Transformatoarele de joas tensiune pot fi att monopolare ct i bipolare. n

general aceste transformatoare au o singurnfurare secundarde msur.

Transformatoarele de medie tensiune pot fi att de tip interior ct i de tip exterior.

Transformatoarele de interior au izolaia intern(ntre nfurarea de nalttensiune i mas), ct

i izolaia extern realizate din rin epoxidic turnat, care d i forma exterioar a

transformatorului.

Transformatoarele de exterior au izolaia intern realizat din hrtie electroizolant

impregnatn ulei de transformator. Prile active ale transformatorului (nfurrile i circuitul

magnetic) sunt plasate ntr-o cuv metalic nchis etan. Izolaia exterioar (ntre borna sau

bornele de nalttensiune i mas) este realizatdintr-un izolator de porelan sau din materiale

compozite care asigurlinia de fugcorespunztoare mediului exterior (n funcie de gradul de

poluare al atmosferei). Ca i transformatoarele de joas tensiune, transformatoarele de medie

tensiune pot fi att monopolare ct i bipolare.

Transformatoarele monopolare au dou nfurri secundare, una de msur i una de

protecie. Transformatoarele bipolare au o singurnfurare secundar, i anume o nfurare de


10/16


- 14 -

msur.

Transformatoarele de nalt tensiune sunt n marea lor majoritate transformatoare de

exterior. Aceste transformatoare pot fi i de interior n cazul cnd ele fac parte din staii electrice

interioare, capsulate, n hexaflorurde sulf (SF6) i a cror tensiune nominalnu depete 110

kV.Izolaia intern a acestor transformatoare este realizat din hrtie electroizolant

impregnat n ulei de transformator sau din hexaflorur de sulf la transformatoarele din noile

generaii.

Izolaia exterioar este realizat ca i la transformatoarele de medie tensiune dintr-un

izolator de porelan sau din materiale compozite (cilindrii din estur de sticl impregnat n

rinepoxidicacoperii cu cauciuc siliconic, care dforma exterioara izolatorului).

Transformatoarele de nalt tensiune pot fi inductive sau capacitive. Transformatoarelecapacitive au pe lng o parte inductiv (de obicei un transformator de 20 kV) i o parte

capacitiv(divizor capacitiv) pe care se distribuie cea mai mare parte a tensiunii.

La transformatoarele inductive de foarte nalttensiune ( KVUn

4001 ), la care izolaia

intern este dificil de realizat, se folosete soluia constructiv a transformatorului n cascad

(transformator cu mai multe circuite magnetice).

Raportat la principiul de funcionare al transformatorului de msur de tensiune sunt

dou tipuri constructive:a. Transformatoare inductive de tensiune

b. Transformatoare capacitive de tensiune

Transformatoarele att monopolare ct i bipolare se ntlnesc la joas i medie tensiune.

La nalt tensiune transformatoarele sunt n exclusivitate monopolare, construcia

transformatoarelor bipolare la tensiuni nalte fiind greu realizabil din punct de vedere

constructiv i neeconomic.

Transformatorul inductiv de tensiune are nfurarea de nalt tensiune construit

dintr-o bobin multistrat din cupru izolat, aceasta este realizat peste nfurarea de joas

tensiune n jurul miezului magnetic ce este inut la potenial zero prin conectare la pmntare.

Stratul intermediar de izolaie este realizat din hrtie impregnat n ulei. Tensiunea nalt este

adus printr-unizolator de trecere ctre nfurarea primar, pstrnd cuva transformatorului la

potenialnul.

Transformatorul capacitiv de nalt tensiune (fig. 1.4) este mprit constructiv n

dou componente, condensatorul de cuplare cu rol de divizor de tensiune i unitatea

electromagnetic.Condensatorul de cuplare transform tensiune nalt n medie tensiune. Aceste

este construit n mare parte dint-un film de hrtie impregnat n ulei peste care se pun alternativ


11/16


- 15 -

straturi de folie de aluminiu pur pentru a stabili capacitatea. Aceti elemeni de condensator sunt

presai i asamblai n izolatorul trecere. Transformatorul este umplut cu ulei, sub vid, pentru a

pstra o presiune pozitiv chiar i la cele mai mici temperaturi. Se remarc faptul c la acest tip

de transformator nivelul descrcrilor pariale este foarte mic chiar i la o temperatur sczut a

mediului ambiant.

Fig. 1.4Construcia transformatorului capacitiv [5]

Unde: 1 borna de nalt tensiune, 2 camer de nchidere, 3 flan de prindere a izolatorului

de porelan, 4 partea joas a camerei de nchidere, 5 izolator de porelan, 6 orificiu de

umplere cu ulei, 7 supori de ridicare, 8 cutia de conexiune la bornele secundare, 9 protecie

la supratensiune, 10 transformator de tensiune, 11 cuva unitii electromagnetice, 12

dispozitiv de amortizare, 13 valv de colectare a uleiului, 14 tampoane de legare lapmntare, 15 compensator, 16 indicator nivel ulei, 17 bornele de joas tensiune, 18


12/16


- 16 -

born de legare lapmntare, 19 partea superioar a cuvei, 20 indicator de nivel.

1.4.1 Prile componente ale transformatoarelor de tensiune

Indiferent de tipul constructiv al transformatorului, acesta se compune din prile active,

izolaie i pri metalice (cuv, soclu). Prile active cuprind circuitul magnetic, nfurarea

primar i nfurarea secundar.

Circuitele magneticesunt confecionate din tabl silicioas laminat la rece i pot avea

diferite forme constructive In funcie de tipul transformatorului. La circuitele magnetice se

disting dou pri principale i anume:- coloana pe care se monteaz bobinajul transformatoarelor;

- jugul prin care se nchide fluxul magnetic.

Seciunea coloanei, pe care se monteaz nfurrile este executat n trepte, pentru a se

obine o utilizare ct mai bun a suprafeei cercului circumscris coloanei.

Seciunea jugului se execut, din motive tehnologice, sub form dreptunghiular sau

ptrat. Executarea n trepte a seciunii jugului ar complica inutil execuia circuitului magnetic.

La circuitele magnetice nfurate, seciunea jugului i a coloanei au aceeai form geometric,

n trepte.

nfurrile transformatorului de tensiune sunt de tip cilindric. nfurrile (primar i

secundar) sunt concentrice i plasate pe coloana circuitului magnetic.

nfurrilese execut pe tuburi izolante confecionate de obicei din hrtie impregnat n

rini sau estur de sticl impregnat n rini.nfurrilesunt executate din conductoare de

cupru rotunde sau dreptunghiulare.

Izolaia transformatoarelor de tensiune se compune din izolaia intern i izolaia extern.

Izolaia intern este izolaia dintre nfurarea de nalt tensiune, pe de o parte, i nfurarea de

joas tensiune i circuitul magnetic pe de alt parte.

Izolaia extern este izolaia dintre borna de nalt tensiune i prile transformatorului

care se leag la mas (cuv, soclu). Izolaia intern se ntlnete la toate tipurile de

transformatoare de tensiune i poate s fie:

- uscat, n cazul transformatoarelor de joas tensiune i a celor de medie tensiune

pentru montaj n instalaii de interior;

- lichid sau gazoas, n cazul transformatoarelor de medie tensiune pentru montaj n


13/16


- 17 -

instalaii de exterior i a transformatoarelor de nalt tensiune.

Izolaia extern este specific transformatoarelor pentru montaj n instalaii exterioare.

Izolaia extern a acestor transformatoare este realizat din izolatoare electrice care pot fi

executate din ceramic sau materiale compozite.Pentru transformatoarele de joas tensiune i cele de medie tensiune pentru montaj n

instalaii interioare, izolaia extern este realizat din carcase izolante sau din rin epoxidic

turnat, care realizeaz i izolaia intern.

Prile metalice se ntlnesc la transformatoarele de medie i nalt tensiune pentru

montaj n instalaii exterioare. Prile metalice pot fi cuva sau soclul transformatorului.

In cuva transformatorului se monteaz de obicei prile active ale acestuia.Cuva i soclul

transformatoarelor de tensiune sunt legate lapmntare.La execuia circuitului magneticse utilizeaz tabla silicioas laminat la rece care este o

tabl de oel cu un coninut de siliciu cuprins ntre 3% i 4,5%. Alierea oelului cu siliciu are ca

efect reducerea pierderilor datorit fenomenului de histerezis i creterea permeabilitii

magnetice.

Tabla silicioas laminat are proprieti magnetice diferite n funcie de direcia de

laminare. Acest fenomen este legat de structura cristalin a materialului magnetic. Fierul este

format din cristale cubice. S-a observat c proprietile magnetice sunt superioare atunci cnd

magnetizarea are loc pe direcia muchiilor cristalelor.

Aceste proprieti au dus la perfecionarea unor tehnologii care s permit folosirea n cel

mai nalt grad al efectului de direcie. Orientarea necesar a cristalelor a fost obinut prin

laminarea la rece a tablei silicioase. Laminarea se face n etape succesive, ntre laminri

efectundu-se recoacerea i decarburarea materialului. Laminarea se face pn cnd tabla ajunge

la grosimi cuprinse ntre 0,28 - 0,35 mm.

Tabla silicioas astfel obinut este izolat cu diverse lacuri sau cu oxid de magneziu

pentru a mpiedica absorbia de carbon sau oxigen, ceea ce ar conduce la scderea proprietilor

magnetice i la mbtrnirea materialului.

Cea mai eficient metod de izolare s-a dovedit a fi izolarea cu substane ceramice pe

baz de magneziu. Aceast izolaie poart numele de Carlitte. Grosimea stratului izolant obinut

este de m32 . Aceast izolaie are avantajul c rezist la temperaturi de peste 800 grade C,

fiind anticoroziv i rezistent la ulei.

Proprietile magnetice ale tablei silicioase sunt valabile pentru direcia de laminare. In

cazul abaterii de la aceast direcie, proprietile magnetice scad. De acest fenomen se ine seama

la confecionarea circuitului magnetic.


14/16


- 18 -

nfurriletransformatoarelor de tensiune se execut din conductoare de cupru avnd

seciunea de form rotund sau dreptunghiular.

Conductoarele de cupru sunt izolate cu email tereftalic, n dou straturi, sau cu email i

estur de sticl impregnat n diverse lacuri.

Izolaiantre straturile nfurrilor este realizat din folii electroizolante cu grosimi de0,05 mm i avnd o rigiditate dielectric foarte bun ( mmkV/120 ).

Materialele pentru izolaia intern a transformatoarelor de tensiune difer n funcie de

tipul acestuia. Astfel, pentru transformatoarele de joas tensiune i pentru cele de medie tensiune

pentru montaj interior, izolaia este realizat din hrtie electroizolant sau folii plastice

electroizolante, precum i din rini epoxidice turnate.

Pentru transformatoarele de medie tensiune pentru montaj exterior i pentru cele de nalt

tensiune, izolaia intern este realizat din ulei de transformator care impregneaz hrtiaelectroizolant din componena bobinajelor (izolaie hrtie-ulei) sau din hexzflorur de sulf

( 6SF ). Pentru transformatoarele de medie tensiune pentru montaj n interior, izolaia intern ct

i cea extern este realizat din rin epoxidic turnat.

1.4.2Stadiul actual al construciei de transformatoare de tensiune

Evoluia n timp a construciei transformatoarelor de tensiune a depins i depinde n

continuare de evoluia materialelor utilizate la realizarea izolaiilor, de evoluia tehnologiilor inu n ultimul rnd de evoluia aparatelor de msuri protecie utilizate n sistemul energetic.

La transformatoarele de joas tensiune aceast evoluie a fost mai lent i mai puin

spectaculoas fa de transformatoarele de medie i mai ales de nalt tensiune. La aceast

categorie de transformatoare s-au meninut izolaiile uscate, realizate din carcase izolante mai

nti din bachelit, apoi din materiale plastice (poliamid) sau din rinepoxidicturnat.

La medie i nalttensiune, transformatoarele de tensiune au fost realizate cu izolaie de

hrtie ulei, soluie constructivcare s-a pstrat de-a lungul unui secol.La medie tensiune, locul izolaiei hrtie ulei a fost preluat mai nti de izolaiile de tip

uscat asociate cu porelanul, apoi, din ce n ce mai generalizat (de cca. 50 de ani) de ctre

izolaiile turnate termorigide dintre care s-a impus rina epoxidic arjat cu fin de cuar.

Practic, prin apariia i a rinilor epoxidice cicloalifatice (n 1960) cu o comportare relativ bun

la solicitrile specifice mediului exterior, toate transformatoarele de medie tensiune, indiferent de

locul lor de montaj, interior sau exterior, se pot executa cu izolaie turnat.

Totui, rinile epoxidice pentru exterior nu au avut o dezvoltare mare datorit

influenelor, dovedite n timp, pe care le au asupra lor poluarea industrial, din ce n ce mai

puternic, ct i poluarea natural(radiaii ultraviolete, praf, ceasalin).


15/16


- 19 -

La ora actual, utilizarea izolaiei din rini epoxidice pentru exterior este n regres i

datoritapariiei izolaiei compozite cu rini siliconice net superioare.

Transformatoarele turnate prezinto serie de avantaje care au i fcut ca aceastsoluie

constructivsfie foarte utilizatpnn prezent. Acestea ar fi:

- izolaie siguri compact- forme diferite, care se preteazla diversele tipuri de celule prefabricate

- gabarit i mase reduse

Totui, transformatoarele turnate prezinti o serie de dezavantaje care la ora actualsunt

scoase n evideni de apariia materialelor izolante noi precum i a tehnologiilor de ultimor.

Printre cele mai semnificative dezavantaje se pot enumera:

- transformatoarele cu defecte interne (chiar minore) sunt nereparabile

- recuperarea materialelor ncorporate (cupru, tablsilicioas) este practic nul- consum energetic ridicat pe unitatea de produs

- costul n cretere al rinilor epoxidice ca la orice produs chimic supus exigenelor de

reducere a noxelor poluante la fabricare.

La ora actual, exist dou tendine pentru transformatoarele de tensiune. Pentru

transformatoarele de exterior, soluia cu izolaie hrtie-uleii cu izolator de porelan

tinde s fie nlocuit cu cea care prevede izolaie gazoas (hexaflorur de sulf) i

izolatori din materiale compozite.

Izolaia gazoas are o suprapresiune mic (sub 2 bar), ceea ce nu ridic probleme

deosebite de etanare. Cuva transformatorului, n cazul unei producii de serie mare poate fi

sudatetan, n acest fel reducndu-se riscul pierderilor de gaz prin etanrile cu garnitur.

Izolatorii din materiale compozite au o bun rezistenmecanici o comportare foarte

bunla condiii atmosferice grele.

Construcia cu izolaie gazoas i izolatori compozii permite o reducere substanial a

gabaritului i masei transformatoarelor.

La nalt tensiune, transformatoarele de tensiune care funcioneaz la ora actual n

sistemele energetice sunt de mai multe tipuri, fiecare tip corespunznd unei etape din dezvoltarea

fabricaiei de transformatoare de msur:

Transformatoare de tensiune independente, clasice, cu izolaie hrtie-ulei(inductive sau

capacitive). Acestea nu mai prezint o soluie de viitor, producia acestora fiind legat de

caracterul relativ, conservator al utilizatorului i de ineria fabricantului. Din punct de vedere

economic, transformatoarele de tensiune capacitive au un ascendent asupra transformatoarelor de

tensiune inductive.

Transformatoare de tensiune clasice, incorporate staiilor capsulate, cu izolaie n


16/16


- 20 -

hexaflorur de sulf ( 6SF ). Acestea, prin caracterul lor constructiv mult simplificat fa de

transformatoarele independente, pot avea n continuare un viitor asigurat, n msura n care se

solicitstaiile capsulate ca atare.

Transformatoare de tensiune clasice, independente, cu izolaia n hexaflorur de sulf.

Acest tip de transformatoare s-a impus i se justificncpentru urmtoarele decenii tocmai prinposibilitatea de a se putea realiza retehnologizarea staiilor existente fr inconvenientul de a

schimba esenial staiile. Avantajele acestor transformatoare fa de cele cu izolaie hrtie-ulei se

manifestatt la utilizator, ct i la productor.

n anexa 1, este prezent norma de metrologie legal NML 026-05 pentru

transformatoare de msur. Prezenta norm de metrologie legal stabilete cerinele metrologice

i tehnice pe care trebuie s le ndeplineasc transformatoarele pentru msurare.

1.0 transformatorul de tensiune

Documents