Avvolgimenti del disco

Le spire si avvolgono perpendicolarmente all’asse del nucleo, formando dischi individuali collegati in serie. I condotti dell’olio dedicati tra i dischi garantiscono un raffreddamento efficace. Sono disponibili configurazioni interfogliate per una migliore distribuzione della tensione impulsiva.

DW

Motivazione del progetto

Gli avvolgimenti a disco sono caratterizzati da spire avvolte perpendicolarmente all’asse del nucleo, formando dischi individuali collegati in serie e disposti lungo la direzione assiale. I canali dell’olio dedicati vengono creati attraverso distanziatori tra dischi adiacenti, garantendo un raffreddamento altamente efficace e geometricamente prevedibile per tutta l’altezza dell’avvolgimento.

Questa struttura è utilizzata principalmente nelle applicazioni ad alta tensione, dove la combinazione di elevate sollecitazioni dielettriche, prestazioni di tensione impulsiva e resistenza meccanica alle forze di cortocircuito richiede una geometria dell’avvolgimento superiore alla struttura a strati. Gli avvolgimenti a disco possono essere realizzati con conduttori rettangolari o con cavi a trasposizione continua (CTC); la scelta del conduttore dipende dal livello di corrente e dai requisiti di perdita aggiuntiva di ogni progetto specifico.

Grazie alle configurazioni dei dischi interlacciati, è possibile aumentare in modo significativo la capacità in serie dell’avvolgimento. Questo modifica la distribuzione iniziale della tensione in condizioni di impulso da fulmine, avvicinandola alla distribuzione uniforme – riducendo la concentrazione di tensione nei dischi terminali e migliorando il margine di resistenza all’impulso sull’intero avvolgimento.

Caratteristiche ingegneristiche principali

Architettura del disco della serie

I singoli dischi collegati in serie lungo la direzione assiale distribuiscono la tensione totale dell’avvolgimento in modo uniforme su tutta la pila di dischi, garantendo una tensione controllata tra i dischi in ogni condizione operativa.

Configurazione interfogliata

L’interconnessione delle spire adiacenti del disco aumenta la capacità in serie dell’avvolgimento, migliorando la distribuzione iniziale della tensione sotto l’impulso del fulmine (BIL), un parametro critico per i trasformatori ad alta tensione.

Raffreddamento assiale a condotto d'olio

I distanziatori tra i dischi adiacenti creano condotti assiali dell’olio geometricamente definiti, garantendo una distribuzione uniforme del flusso d’olio e un gradiente di temperatura prevedibile su tutta l’altezza dell’avvolgimento.

Resistenza ai cortocircuiti

La geometria a disco distribuisce le forze elettromagnetiche assiali e radiali su un gran numero di interfacce del conduttore, garantendo una resistenza meccanica al cortocircuito superiore rispetto alla costruzione a strati a tensione e potenza equivalenti.

Nota tecnica

Interleaving e prestazioni ad impulso – La distribuzione iniziale della tensione in un avvolgimento a disco sotto impulso è regolata dal rapporto della capacità serie-terra (fattore α). Gli avvolgimenti a disco standard hanno una distribuzione iniziale intrinsecamente non uniforme, che concentra lo stress sui dischi di estremità della linea. L’interleaving riorganizza la sequenza di giri all’interno di ciascun disco per aumentare la capacità serie senza modificare i parametri elettrici dell’avvolgimento, avvicinando il coefficiente di distribuzione Kd a 1,0. Il grado di interleaving necessario viene determinato durante la fase di progettazione elettromagnetica in base alla classe BIL e alla geometria della capacità dell’avvolgimento.

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