Analisi della risposta in frequenza secondo IEC 60076-18: una misura non distruttiva che rivela lo stato meccanico di nucleo e avvolgimenti senza aprire la macchina.
Un trasformatore di potenza può essere elettricamente sano e meccanicamente compromesso. Un cortocircuito passante, un trasporto su strada, una scossa sismica o semplicemente vent'anni di sollecitazioni elettrodinamiche spostano gli avvolgimenti dalla posizione in cui sono stati costruiti. Rapporto di trasformazione, resistenza degli avvolgimenti e resistenza di isolamento possono restare tutti nei limiti mentre la geometria interna è già cambiata.
La risposta in frequenza è sensibile proprio a quella geometria. Induttanze e capacità distribuite dentro la macchina dipendono dalla posizione reciproca di spire, colonne e strutture di serraggio: se qualcosa si muove, le risonanze della funzione di trasferimento si spostano in frequenza e cambiano ampiezza. È per questo che la SFRA vede difetti che nessun'altra prova elettrica di routine intercetta.
Il confronto fra l'impronta registrata e quella misurata oggi mette in evidenza movimento del nucleo, deformazione e spostamento degli avvolgimenti, collasso parziale di un avvolgimento, cedimento o allentamento delle strutture di serraggio, spire in cortocircuito e avvolgimenti aperti. Il risultato non è un verde o un rosso: è una diagnosi con una localizzazione, perché regioni di frequenza diverse raccontano parti diverse della macchina.
L'intervallo prescritto dalla IEC 60076-18. Sotto il kilohertz risponde il circuito magnetico, nella zona intermedia le interazioni fra avvolgimenti, sopra i 100 kHz la geometria del singolo avvolgimento e il cablaggio di prova.
La norma tiene il segnale iniettato al di sotto dei 10 V efficaci proprio per non alterare lo stato magnetico della macchina: la prova è ripetibile e non lascia traccia sul nucleo.
Si esegue fuori servizio, con trasformatore sezionato e messo a terra. Nessuna sollecitazione in alta tensione, nessun rischio per l'isolamento: la SFRA può precedere e seguire qualunque altra prova senza modificarne l'esito.
La traccia si legge contro l'impronta storica della stessa macchina, contro le altre due fasi dello stesso trasformatore e contro un'unità gemella di pari costruzione. Dove manca lo storico, gli altri due confronti restano disponibili.
Cavi coassiali a doppia schermatura e trecce di massa piatte e larghe. Sopra i 100 kHz il cablaggio entra nella misura: un collegamento improvvisato produce uno scostamento che sembra un difetto e non lo è.
Consegniamo i tracciati per ogni avvolgimento in formato aperto, il confronto con i riferimenti disponibili, l'interpretazione per regione di frequenza e l'indicazione se la macchina può rientrare in servizio.
Sezionamento, messa a terra e scarica del trasformatore, apertura dei collegamenti di linea e di neutro, verifica dell'assenza di tensione. Si rileva la configurazione reale della macchina: è quella che va riprodotta identica alla prossima campagna.
Iniezione di un segnale sinusoidale a bassa tensione e rilievo della risposta su tutto lo spettro, con cavi coassiali a doppia schermatura e trecce di massa piatte come prescrive la IEC 60076-18. Si ripete su ogni avvolgimento e in ogni configurazione prevista.
Sovrapposizione con la traccia storica della macchina, con le altre fasi e con un'unità gemella. Gli scostamenti si leggono per regione di frequenza, perché è la regione a dire se il sospetto è sul nucleo, sull'avvolgimento o sul serraggio.
Relazione con tracciati, confronti e diagnosi, più l'archiviazione dell'impronta e delle condizioni di prova: senza quelle, la campagna successiva non è confrontabile con questa.
Power transformers – Part 18: Measurement of frequency response
Introdotta nel 2012, definisce come si misura e si documenta la risposta in frequenza di un trasformatore. Fissa l'intervallo di misura da 20 Hz a 2 MHz, tiene la tensione di prova sotto i 10 V RMS per non alterare lo stato magnetico della macchina, e prescrive cavi coassiali a doppia schermatura messi a terra con trecce piatte e larghe. La ripetibilità è il punto: la norma chiede di registrare le condizioni di prova perché la misura di oggi sia confrontabile con quella di fra cinque anni.
Sul trasformatore della stazione 150/20 kV di Banzi–Montemilone (PZ) abbiamo eseguito l'analisi della risposta in frequenza confrontando i tracciati rilevati con i valori di riferimento della macchina. Il confronto non ha evidenziato scostamenti significativi: integrità meccanica confermata e trasformatore idoneo al servizio.
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Se la tua domanda non è qui, chiamaci: risponde un tecnico, non un centralino.
Chiamaci: +39 0881 377590Misura la funzione di trasferimento di un avvolgimento: si inietta un segnale sinusoidale a bassa tensione e si rileva la risposta al variare della frequenza, da 20 Hz a 2 MHz. La curva che ne esce dipende dalle induttanze e dalle capacità distribuite dentro la macchina, cioè dalla sua geometria interna.
È la condizione migliore, ma non l'unica. In assenza di uno storico si confrontano le tre fasi dello stesso trasformatore fra loro e la macchina con un'unità gemella di pari costruzione. La prima campagna, comunque, vale anche come impronta di partenza per tutte le successive.
Sì. La prova si esegue a macchina sezionata, messa a terra e con i collegamenti di linea aperti. Non è però una prova distruttiva né una sollecitazione: la tensione iniettata resta sotto i 10 V RMS e non lascia alcun effetto sulla macchina.
Movimento del nucleo, deformazione e spostamento degli avvolgimenti, collasso parziale di un avvolgimento, cedimento o allentamento delle strutture di serraggio, spire in cortocircuito e avvolgimenti aperti. Sono difetti meccanici che le prove elettriche di routine possono non vedere affatto.
Dopo un cortocircuito passante o un intervento delle protezioni, dopo un trasporto o un sollevamento, dopo un evento sismico, prima e dopo una riparazione in officina, e come misura di riferimento alla messa in servizio di una macchina nuova.
Perché sopra i 100 kHz i cavi e i collegamenti di massa entrano nella misura. La IEC 60076-18 prescrive cavi coassiali a doppia schermatura e trecce di massa piatte e larghe, e chiede di ripetere la prova con lo stesso cablaggio: altrimenti si confrontano due misure che differiscono per il modo in cui sono state prese, non per lo stato della macchina.
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