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solo dal valore di tensione e frequenza che possono es- sere considerate costanti nel funzionamento di un siste- ma elettrico.
Le perdite a carico (sarebbe più corretto dire “perdite dovute al carico”, ma le ultime edizioni della norma han- no optato per la sintesi linguistica a scapito del significa- to) sono dovute principalmente alle perdite negli avvol- gimenti e sono proporzionali al quadrato della corrente. Le perdite a carico dipendono quindi fortemente dalle condizioni di funzionamento (carico).
Queste tipologie di perdite sono comuni a tutti i trasfor- matori e sono indipendenti dal tipo di applicazione cui sono destinati e dalla potenza della macchina.
Ci sono, inoltre, le perdite dovute ai componenti ausilia- ri per il raffreddamento forzato della macchina, presenti principalmente nei trasformatori di grande potenza.
Se il trasformatore è alimentato con una tensione non si- nusoidale o è caricato con una corrente non sinusoidale, perdite dovute al carico e perdite a vuoto e quelle dovute alla presenza di armoniche che dipendono dal tipo di impiego previsto per il trasformatore, come ad esempio i trasformatori industriali che alimentano impianti di con- versione ed i trasformatori per impianti HVDC.
Livelli di perdite nei trasformatori di potenza
e norme tecniche
In Italia, la prima definizione di valori massimi delle per- dite dei trasformatori è stata introdotta dall’ENEL per i trasformatori di distribuzione MT/BT in liquido, verso l’inizio degli anni settanta3. Circa dieci anni dopo, nel 1985, l’ENEL ha effettuato una revisione globale ed un aggiornamento delle specifiche che stabilivano valori di perdite ridotte.
Questa esperienza italiana ha contribuito alla normazio- ne dei livelli delle perdite a vuoto e delle perdite a carico dei trasformatori di distribuzione, in sede europea. Nel 1992, infatti, il CENELEC ha pubblicato due documenti di armonizzazione (HD 428 e HD 538) che definivano
tre classi di perdite sia per le perdite a vuoto che per le perdite dovute al carico. La scelta di questi valori cristal- lizzava lo stato dell’arte della pratica costruttiva europea dell’inizio degli anni novanta.
Il Comitato Elettrotecnico Italiano (CEI) ha poi recepito nel 1998 gli stessi limiti di questi documenti di armoniz- zazione in una norma nazionale (CEI 14-13) definendo, inoltre, per i trasformatori in olio, due serie di macchine definiti rispettivamente “trasformatori a perdite normali” e a “trasformatori a perdite ridotte”.
L’attività di revisione di questi livelli massimi di perdite è poi proseguita, sempre a livello europeo, con la pub- blicazione di due norme: la EN 50464-1 (2007) e la EN 50541-1 (2011) che definiscono i livelli di perdite, rispet- tivamente, per i trasformatori di distribuzione in olio e a secco. Le novità più significative di queste due norme rispetto alle precedenti ha riguardato, ovviamente la ri- duzione del livello di perdite, ma anche l’allineamento della denominazione delle classi di perdite al più sistema di etichettatura energetica degli elettrodomestici (la clas- se A corrisponde alle perdite minori) e l’introduzione del concetto di classi “mobili”4. Vale la pena di sottolineare il fatto che il rispetto dei limiti di perdite a vuoto delle classi più performanti definiti da queste norme ha contribuito all’introduzione nel mercato dei trasformatori da distri- buzione dei nuclei di materiale amorfo che fino ad allora erano utilizzati solo in un limitato numero di applicazioni di grande potenza.
Come si può notare la definizione di valori massimi stan- dard per le perdite dei trasformatori si è sempre con- centrata sulla “classe” di trasformatori MT/BT5 e, fino a qualche hanno fa, non ha mai riguardato altre classi di trasformatori come quelli, ad esempio AT/MT; sono ora al voto, viceversa, due norme europee:
• la EN 50588-1 che sostituirà la EN 50464-1 e la EN 50541-1 estendendone il campo di applicazione fino a potenze pari a 40 MVA, mantenendo invariato i limiti in tensione;
Figura 1. Definizione del PEI per i trasformatori di potenza in funzione delle perdite a vuoto (Po), della potenza elettrica del sistema di raffreddamento nel funzionamento a vuoto (Pco), delle perdite dovute al carico (Pk) e della potenza nominale del trasformatore (Sr)
POLITICHE, PROGRAMMI, NORMATIVE
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