Test dei trasformatori di media tensione ampliati

Media tensione (MV) trasformatori di potenza sono i cavalli di battaglia silenziosi delle reti di distribuzione elettrica. Operando nella gamma da 10 kV a 35 kV, fungono da collegamenti critici tra i sistemi di trasmissione ad alta tensione e le reti di distribuzione a bassa tensione. Pur essendo progettati per decenni di servizio, la loro affidabilità dipende da un monitoraggio proattivo, da test rigorosi e da una corretta gestione degli asset.

I test di routine non sono semplicemente un requisito normativo, ma un investimento nella continuità operativa, nella longevità delle apparecchiature e nell'efficienza del sistema. Un programma diagnostico approfondito aiuta a scoprire i difetti nascosti, a confrontare le prestazioni con i dati di fabbrica e a creare una cartella clinica digitale a supporto della manutenzione predittiva. Questa guida fornisce un quadro di riferimento passo dopo passo per ingegneri e tecnici in Nord America, Europa e oltre, offrendo le migliori pratiche per trasformatore di media tensione diagnostica, metodologia di test e registrazione strutturata dei dati.

1. Stabilire le basi: Configurazione del test del trasformatore MT

Ogni programma diagnostico di successo inizia con una preparazione accurata. Un'impostazione errata o una pianificazione incompleta possono compromettere la sicurezza e l'accuratezza del test.

Tipi di trasformatori essenziali

• Monofase (10-167 kVA): Spesso utilizzato nelle reti di distribuzione rurali.

• Trifase (50-1000 kVA): Standard nei sistemi di distribuzione industriali e urbani.

Strumenti di prova di precisione

• Multimetro digitale (DMM): Controlli di tensione, continuità e resistenza.

• Amperometro a pinza: Misure di corrente in tempo reale senza interrompere il circuito.

• Analizzatore di potenza digitale: Tensione, corrente, potenza reale (kW), potenza apparente (kVA), fattore di potenza e distorsione armonica.

• Tester di resistenza di isolamento (Megger): In genere sono classificati a 2,5 kV o 5 kV per i controlli dell'integrità dell'isolamento.

• Misuratore della resistenza di avvolgimento: Per valutare la resistenza CC dell'avvolgimento.

• Tester di messa a terra: Verifica la conformità e la sicurezza della messa a terra.

Strumenti di misura del carico e della temperatura

• Banco di carico resistivo variabile: Simula condizioni di carico controllate.

• Termometro a infrarossi / termocamera: Rileva i punti caldi negli avvolgimenti, nelle boccole e nelle terminazioni.

• Termocoppie: Fornisce un monitoraggio preciso delle temperature dell'avvolgimento e dell'olio.

Dispositivi di sicurezza (DPI)

• Indumenti con protezione dall'arco elettrico, guanti isolati, stivali dielettrici, schermi facciali e tappeti isolati. Effettuare sempre il test in presenza di almeno due persone qualificate.

Per saperne di piùStandard di efficienza e analisi delle perdite dei trasformatori: Una guida completa (conforme a IEC e DOE)

2. Test a vuoto (circuito aperto) - Misurazione delle perdite del nucleo

Il test a vuoto valuta le perdite di ferro (nucleo) dovute all'isteresi e alle correnti parassite. Poiché queste perdite sono costanti ogni volta che il trasformatore di media tensione è sotto tensione, valori anomali possono indicare problemi come il deterioramento della laminazione o i corti parziali degli avvolgimenti.

Procedura

• Gli avvolgimenti secondari rimangono aperti.

• La tensione nominale è applicata all'avvolgimento HV.

• Registrare la tensione, la corrente e la potenza in ingresso con un analizzatore di potenza digitale.

Esempio di registro dati

ID trasformatore	Data del test	HV nominale (V)	Valore nominale LV (V)	HV misurata (V)	Corrente (A)	Potenza a vuoto (W)	Osservazioni
ET-500kVA-13,8kV	2025/8/21	13,800	480	13,800	0.55	150	Lettura stabile, basso PF conferma la magnetizzazione del nucleo

Analisi:

• Un aumento improvviso delle perdite a vuoto rispetto ai dati dei test di fabbrica segnala un degrado del nucleo o un difetto di isolamento dell'avvolgimento.

• Il basso fattore di potenza conferma la dominanza della magnetizzazione.

3. Test di carico (cortocircuito) - Valutazione delle perdite di rame e della regolazione

Il prova di carico simula le condizioni reali per misurare le perdite di rame (I²R) e la regolazione della tensione.

Procedura

• Collegare il secondario a un banco di carico resistivo.

• Caricare gradualmente dalla capacità di 25% → 100%.

• Ad ogni incremento, registrare la tensione, la corrente e la potenza di ingresso/uscita.

Registro dei dati del campione

Carico (%)	V_sec (V)	I_sec (A)	Potenza in ingresso (kW)	Potenza di uscita (kW)	Efficienza (%)	Regolazione della tensione (%)
25%	479	240	126	125	99.2	-
50%	477	480	252	250	99.2	-
75%	475	720	378	375	99.2	-
100%	473	960	504	500	99.2	1.46

Analisi:

• Valori di regolazione elevati = impedenza eccessiva.

• Bassa efficienza = potenziali spire in cortocircuito, connessioni allentate o progettazione scadente.

Per saperne di più:Come i trasformatori regolano la tensione: Dalle sottostazioni all'infrastruttura elettrica

4. Test della resistenza di isolamento (IR) e dell'indice di polarizzazione (PI)

Il degrado dell'isolamento è la principale causa di guasto dei trasformatori di media tensione. I test IR e PI misurano la resistenza dell'isolamento e la sua capacità di polarizzarsi nel tempo.

Procedura

• Togliere la tensione e mettere a terra tutti gli avvolgimenti.

• Applicare una tensione di prova di 2,5-5 kV CC con un Megger.

• Registrare la resistenza a 1 minuto e a 10 minuti.

• Calcolare PI = R10min / R1min.

Interpretazione:

• PI > 2.0: Ottime condizioni.

• PI 1.0-2.0: Possibile contaminazione da umidità.

• PI < 1,0: Grave debolezza dell'isolamento.

5. Test del rapporto di rotazione del trasformatore (TTR)

Verifica che il rapporto delle spire sia conforme ai dati di targa e che non vi siano spire aperte o in cortocircuito.

Formula:

Scostamento >0,5% dalla targhetta = difetto dell'avvolgimento o collegamento errato.

6. Test di resistenza dell'avvolgimento

Il test di resistenza CC individua fili rotti, giunti allentati o problemi di riscaldamento locale.

Procedura

• Utilizzare un ohmmetro a bassa resistenza.

• Misurare ogni fase.

• Confronto con i benchmark di fabbrica.

Attenzione: Deviazione significativa = conduttore danneggiato o brasatura scadente.

Per saperne di piùSpiegazione dei valori di base dei trasformatori: kVA, tensione, frequenza e impedenza per acquirenti e tecnici

7. Test di aumento della temperatura - Salute termica a lungo termine

I trasformatori di media tensione si guastano prematuramente quando i sistemi di raffreddamento non funzionano a dovere. Questo test convalida la conformità con ANSI/IEEE C57.12 e IEC 60076 standard.

Procedura

• Far funzionare il trasformatore di media tensione a pieno carico per ≥6 ore.

• Monitorare le temperature dell'olio superiore e dell'avvolgimento con termocoppie e immagini IR.

• Assicurarsi che l'innalzamento sopra l'ambiente non superi i limiti standard.

8. Analisi dei gas disciolti (DGA) - Monitoraggio avanzato delle condizioni

Anche se non fa sempre parte dei test di routine, il DGA è essenziale per i trasformatori di media tensione in applicazioni critiche. Rileva i gas prodotti dalla decomposizione dell'olio a causa di archi elettrici, surriscaldamento o rottura dell'isolamento.

I principali gas monitorati:

• Idrogeno (H₂): Scariche parziali.

• Metano (CH₄), etano (C₂H₆), etilene (C₂H₄): Surriscaldamento.

• Acetilene (C₂H₂): Forte arco elettrico.

L'analisi delle tendenze fornisce avvertimenti precoci prima di guasti catastrofici.

Per saperne di più:Cosa succede quando esplode un trasformatore

9. Registrazione dei dati e gestione delle risorse digitali

I test moderni sono incompleti senza una registrazione strutturata dei dati. I risultati dei test devono essere digitalizzati in un software di gestione degli asset o esportati in un database di dati. Fogli di Google / Excel per l'analisi delle tendenze.

Vantaggi della registrazione dei dati:

• Crea un file impronta digitale di ciascun trasformatore.

• Abilita diagnostica basata sui trend invece di valutazioni isolate.

• Supporti strategie di manutenzione predittiva.

Conclusione - Dalla diagnostica alla gestione proattiva delle risorse

I trasformatori di media tensione sono beni di grande valore che richiedono una cura proattiva. Combinando test di routine, diagnostica avanzata e registrazione strutturata dei dati, le organizzazioni possono:

• Prevenire le interruzioni: Catturare i guasti prima che si verifichino.

• Ottimizzare l'efficienza: Mantenere un'elevata efficienza per ridurre le perdite.

• Estensione della durata di vita: Preservate la salute dei trasformatori di media tensione con la manutenzione predittiva.

• Garantire la conformità: Soddisfano le norme di sicurezza ANSI/IEEE, IEC e locali.

I nostri prodotti Energy Transformer sono progettati tenendo conto di questi principi diagnostici e sono sottoposti a rigorosi test di accettazione in fabbrica (FAT) e a un monitoraggio di routine delle condizioni per garantire prestazioni affidabili in diversi ambienti di rete in Nord America, Europa e oltre.