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POWER INSTRUMENT TRANSFORMERS 44 - ELETTRONICA OGGI 487 - GIUGNO-LUGLIO 2020 componenti per ottimizzarli prima della stampa 3D dei prototipi da testare – o, più importante ancora, prima della produzione in serie. La modellazione non è utile solo per vedere in anticipo le prestazioni del di- spositivo, ma anche per determinare la sua integrità strutturale. Risultati molto veloci per fenomeni transitori molto veloci I fenomeni transitori molto veloci (Very Fast Transient, VFT) sono un fattore impor- tante da considerare nei dispositivi di rete elettrica che comportano la commutazio- ne, come gli interruttori a vuoto. Quando la commutazione provoca un VFT, può sol- lecitare il sistema d’isolamento e causare risonanze interne nell’avvolgimento prima- rio di un trasformatore. La distribuzione della sovratensione transitoria, quando diventa altamente non lineare, provoca guasti interni. Una maggiore incidenza della sovratensione VFT (Very Fast Transient Overvoltage, VFTO) si veri- fica in prossimità delle fonti di energia rinnovabile, come l’energia eolica, a causa della nuova generazio- ne di reti, dei carichi, delle caratteristiche della linea e dell’aumento della commutazione. La ripidità dei VFTO (cioè la velocità di distribuzione della sovra- tensione) può arrivare fino a tre MV/microsecondo, molto maggiore rispetto a quella dei fulmini! (Si noti che la ripidità è dannosa per i sistemi di isolamento tanto quanto l’ampiezza.) I tipici approcci progettuali all’IT&S non danno risul- tati sufficienti per resistere alla VFTO. Questo perché tali progetti richiedono un’approfondita modellazione della distribuzione della tensione ad alta frequenza nell’avvolgimento, per la quale finora non esisteva- no modelli software. ABB, in collaborazione con la Hochschule für Technik di Rapperswil, ha creato uno strumento per modellare questo comportamento e comprendere la distribuzione della tensione in un IT spira per spira. I risultati? Nuovi metodi di proget- tazione e un nuovo tipo di isolamento a secco in gra- do di resistere agli effetti negativi della VFTO. Progettazione di un trasformatore di corrente split-core per la commutazione sotterranea Il design di tipo split-core è una caratteristica im- portante per i trasformatori perché permette di ef- fettuare la manutenzione della rete elettrica senza interruzioni. ABB si è posta l’obiettivo di progettare un trasformatore di corrente split-core (un sensore) che consenta la misurazione di corrente ad alta pre- cisione mentre la commutazione viene effettuata da altri dispositivi e la necessità di commutazione viene valutata da IED sulla base dei segnali del sensore. Il sensore è impermeabile e resistente all’immersione, in modo da poter essere utilizzato nel sottosuolo. (Le linee elettriche sotterranee stanno diventando lo standard del settore perché hanno meno probabili- tà di essere influenzate da forti venti o da condizioni climatiche avverse, specialmente nelle città). Questo sensore split-core comporta una serie di sfide di pro- gettazione, tra cui la definizione di forma, dimensione e peso, così come il tipo di avvolgimento, la forma e le dimensioni del nucleo (Fig. 4). Inoltre, c’è il rischio di cross-talk della corrente, a seconda della configu- razione del dispositivo. Infine, il sensore deve essere conforme agli standard industriali prima di poter es- sere testato per la produzione e l’uso. “Tutti i tipi di standard IEEE e IEC devono essere soddisfatti prima dei test in laboratorio”, spiega Paudel. Fig. 4 – Schema di un modello di trasformatore di corrente split-core Fig. 5 – Il flusso magnetico e la densità di corrente del trasformatore split-core