Aggiornamento strutturale: tecnologie di trasformazione nuove ed emergenti

I moderni requisiti aziendali richiedono risorse aggiornate in grado di garantire sicurezza, alimentazione elettrica affidabile e continuità delle operazioni aziendali. La tecnologia dei trasformatori è sufficientemente avanzata da soddisfare le mutevoli esigenze dei servizi pubblici e migliorare la resilienza del sistema energetico. Una tendenza chiave è stata l’uso di trasformatori a secco e trasformatori riempiti di fluido di classe K (estere), che secondo quanto riferito hanno tassi di guasto inferiori rispetto a quelli riempiti di olio. Un’altra tendenza tecnologica chiave è l’uso di trasformatori intelligenti che diventano un elemento importante delle sottostazioni digitali che controllano autonomamente la tensione e mantengono la comunicazione con le reti intelligenti per consentire l’amministrazione remota e il feedback in tempo reale sulle caratteristiche dell’alimentazione elettrica. Questi trasformatori di nuova generazione utilizzano materiali di base migliorati e presentano livelli di sicurezza più elevati (come la resistenza al fuoco), requisiti di spazio inferiori, prezzi più economici, tassi di guasto più bassi, livelli di rumore più bassi e una maggiore durata delle risorse. Inoltre, sono rispettosi dell’ambiente e adattabili alle reti intelligenti.

Power Line dà uno sguardo alle tendenze tecnologiche nuove ed emergenti nei trasformatori...

Tecnologie dei trasformatori

Trasformatori convertitori HVDC: la trasmissione di corrente continua ad alta tensione (HVDC) è un processo economico per la trasmissione di energia su lunghe distanze. Poiché tutti gli impianti di generazione producono corrente alternata (CA), sono necessari trasformatori convertitori HVDC per convertirla in corrente continua (CC). Questi trasformatori riconvertono anche la corrente continua in corrente alternata per il consumo energetico. Hanno avvolgimenti CA collegati al sistema CA e avvolgimenti delle valvole collegati ai convertitori, che sono ulteriormente collegati in un circuito in serie per creare il livello necessario di tensione CC. I vantaggi di questi trasformatori sono l'elevata trasmissione di elettricità e le basse perdite di trasmissione.

Nel giugno 2021, Power Grid Corporation of India Limited (Powergrid) ha commissionato il bipolo HVDC da 6.000 MW tra Raigarh nel Chhattisgarh, Pugalur nel Tamil Nadu e Trichur nel Kerala. Un consorzio composto da Bharat Heavy Electricals Limited (BHEL) e Hitachi ABB Power Grids si era aggiudicato l'ordine per il collegamento da 800 kV Raigarh-Pugalur nel 2016. Il consorzio ha fornito le principali apparecchiature, tra cui trasformatori di conversione da 800 kV, valvole di conversione, sistemi di raffreddamento e dispositivi di controllo e tecnologia di protezione per il progetto. Questo progetto segna il primo utilizzo della tecnologia dei convertitori di tensione nel paese.

Trasformatori riempiti di estere: i trasformatori convenzionali utilizzano oli minerali come fluido isolante, mentre i trasformatori riempiti di estere utilizzano esteri naturali per l'isolamento liquido del trasformatore. Poiché gli esteri naturali hanno circa il doppio del punto di infiammabilità dell'olio minerale a 360 ºC, nonché un punto di infiammabilità di 320 ºC, questi trasformatori hanno il vantaggio significativo di essere resistenti al fuoco. In caso di perdite, i trasformatori riempiti di esteri si comportano meglio rispetto ai loro omologhi convenzionali perché gli esteri naturali sono biodegradabili e quindi i rischi di contaminazione del suolo sono ridotti al minimo.

Lo scorso aprile, Tata Power ha commissionato il più grande trasformatore indiano da 110/33/22 kV, da 125 MVA, riempito con esteri naturali, presso la stazione ricevente BKC, come parte della sua rete di trasmissione di Mumbai. Più recentemente, nel luglio 2022, BHEL ha commissionato un impianto solare fotovoltaico galleggiante da 100 MW presso NTPC Ramagundam a Telangana. Un componente importante dell'impianto solare è l'uso di trasformatori di servizio inverter riempiti di olio di estere naturale biodegradabile.

Trasformatori a secco: i trasformatori a secco stanno guadagnando terreno. In questi, gli avvolgimenti insieme al nucleo sono mantenuti all'interno di un serbatoio riempito d'aria, pressurizzato e sigillato. Sono dispositivi immobili a stato solido, senza componenti mobili o rotanti. Non necessitano di essere conservati in caveau ignifughi e non producono fumi velenosi. I due tipi di trasformatori a secco sono trasformatori in resina colata e trasformatori impersonati dalla pressione del vuoto. Possono ridurre il rischio di incendio e sono quindi ideali per aree come edifici residenziali, uffici, scuole, ospedali e stazioni della metropolitana. BSES Yamuna Power Limited ha installato un trasformatore di tipo secco a Delhi est e BRPL ha installato un trasformatore di tipo secco da 1.500 kVA presso il complesso commerciale Triveni di Delhi. Trasformatori a secco sono stati installati anche nella stazione della metropolitana di Kochi.