Aspetti progettuali dei trasformatori di potenza in relazione alle sovratensioni e all'impiego di olii speciali

All’interno di questo elaborato verranno esaminate in modo dettagliato le distribuzioni delle tensioni impulsive negli avvolgimenti dei trasformatori. Nel secondo capitolo si è analizzato il calcolo analitico delle distribuzioni consultando diversi articoli e libri che trattassero l’argomento. In seguito sono state sviluppate delle formule analitiche per il calcolo delle capacità che tengono conto dei diversi materiali che compongono gli isolamenti. Nel terzo capitolo si è fatto cenno alle soluzioni costruttive adottate per migliorare la distribuzione delle tensioni dimostrando il modo in cui queste agiscono. Sono stati in seguito sviluppati dei nuovi metodi per il calcolo delle distribuzioni, di validità assolutamente generale e soprattutto flessibili. Il primo metodo sviluppato si basa sulle stesse ipotesi del calcolo analitico ma determina le tensioni di ogni spira analizzando una rete magliata di capacità. Il secondo metodo crea un modello nella forma ingresso-stato-uscita utilizzando le matrici delle capacità, induttanze e resistenze di ogni spira. Sono state affrontate le implementazioni al calcolatore con OCTAVE di entrambi i metodi che restituissero le tensioni rispettivamente a regime e nel dominio del tempo. Per il calcolo della matrice delle capacità si utilizza il software FEMM, mentre per il calcolo della matrice delle resistenze sono state sviluppate delle semplici formule analitiche. Il calcolo delle mutue induttanze avviene applicando le formule di Maxwell basate sulla risoluzione degli integrali ellittici di prima e seconda specie. Sono stati analizzati i principali vantaggi/svantaggi dell’uso degli oli esteri e le conseguenze che hanno sulle distribuzioni delle tensioni. Infine nell’ultimo capitolo sono state effettuate delle prove sperimentali su un avvolgimento barrel confrontando i risultati sperimentali con quelli delle simulazioni nel dominio del tempo.