La progettazione di un trasformatore è un processo complesso che comporta la considerazione di numerosi fattori per garantire il suo funzionamento sicuro ed efficiente. Inoltre, il rispetto delle normative internazionali e locali è fondamentale per garantire che il trasformatore soddisfi gli standard di sicurezza e prestazioni. Ecco i fattori chiave da considerare quando si progetta un trasformatore e le normative pertinenti da seguire:
Fattori di progettazione per i trasformatori:
Tensione e frequenza: Determinare i livelli di tensione di ingresso e di uscita e la frequenza operativa. Questi parametri definiscono la funzione primaria del trasformatore.
Carico e potenza nominale: calcolare il carico previsto che il trasformatore servirà e determinare la potenza nominale (in kVA o MVA) di conseguenza.
Materiale di base e progettazione: scegliere il materiale di base appropriato (ad esempio, ferro o acciaio al silicio) e progettare per ottimizzare il flusso magnetico e ridurre al minimo le perdite.
Progettazione di avvolgimento: determinare il numero di giri, la dimensione del conduttore e la configurazione dell'avvolgimento sia per gli avvolgimenti primari che secondari.
Sistema di raffreddamento: selezionare il metodo di raffreddamento, ad esempio immerso in olio (ONAN), immerso in olio con raffreddamento forzato (ONAF) o a secco (AN).
Materiale isolante: scegliere i materiali isolanti per l'avvolgimento e il nucleo per resistere alla temperatura e alla tensione di funzionamento.
Cambianti per rubinetto: se necessario, specificare i commutatori a carico (OLTC) per regolare la tensione di uscita secondo necessità.
Dimensioni e dimensioni: Definire le dimensioni fisiche, comprese le dimensioni, la forma e il peso del trasformatore, per garantire la compatibilità con le posizioni di installazione.
Efficienza e perdite: Ottimizzare il design per l'efficienza riducendo al minimo le perdite di core e avvolgimento.
Capacità di sovraccarico e cortocircuito: progettare il trasformatore per gestire in modo sicuro sovraccarichi temporanei e condizioni di cortocircuito.
Conformità normativa: garantire che il design sia conforme alle normative e agli standard internazionali e locali applicabili.
Regolamenti e norme:
Commissione elettrotecnica internazionale (IEC): L'IEC fornisce gli standard internazionali per i trasformatori. IEC 60076 è una serie di standard che copre trasformatori di potenza, trasformatori di distribuzione e trasformatori speciali.
American National Standards Institute (ANSI): negli Stati Uniti, gli standard ANSI, come ANSI C57, definiscono la progettazione del trasformatore e i requisiti di prestazione.
Standard IEEE: L'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) offre standard che coprono vari aspetti della progettazione e del funzionamento del trasformatore. Gli standard IEEE C57 sono ampiamente referenziati.
Codici e regolamenti elettrici locali: diversi paesi e regioni hanno i propri codici elettrici e regolamenti a cui i trasformatori devono attenersi. Questi possono essere basati sugli standard IEC o ANSI ma possono includere requisiti specifici.
Regolamenti ambientali: il rispetto delle normative ambientali relative ai materiali e ai fluidi isolanti è essenziale. Ad esempio, i regolamenti che disciplinano l'uso dei PCB (bifenili policlorurati) e l'uso di fluidi isolanti ecologici.
Standard di sicurezza: gli standard di sicurezza, come quelli delineati dalla Occupational Safety and Health Administration (OSHA) negli Stati Uniti, devono essere seguiti per garantire la sicurezza del personale che lavora con o vicino ai trasformatori.
Codici di rete nazionale: i servizi pubblici possono avere i propri requisiti specifici per i trasformatori, che devono essere seguiti per la connessione a rete.
È essenziale collaborare con progettisti e produttori esperti di trasformatori che sono esperti in questi regolamenti e standard per garantire che il design del trasformatore sia conforme ai requisiti specifici del progetto e della posizione. Le deviazioni dalle norme applicabili possono comportare non conformità, rischi per la sicurezza e potenziali ritardi del progetto.
