Quanto puoi sovraccaricare un trasformatore di distribuzione – e per quanto tempo?

"Posso far funzionare un trasformatore da 630 kVA a 700 kVA per due ore al giorno?" è una delle domande che sentiamo più spesso. La risposta è di solito sì – con condizioni. La potenza è definita per funzionamento continuo a 40 °C di ambiente; un trasformatore è una grande massa termica che si riscalda lentamente, e l'IEC 60076-7 (guida al carico per trasformatori immersi in olio) utilizza esattamente questo per consentire sovraccarichi temporanei.

Tre regimi di carico in IEC 60076-7

Regime	Limite di corrente (trasformatori di distribuzione)	Limite del punto caldo	Limite dell'olio superiore	Consumo di vita
Carico ciclico normale	1,5 × In	120 °C	105 °C	Stesso del carico nominale continuo nel ciclo
Carico di emergenza a lungo termine	1,8 × In	140 °C	115 °C	Invecchiamento accelerato – accettato per giorni/settimane
Carico di emergenza a breve termine	2,0 × In	160 °C	115 °C	Fino a 30 min; rischio di bolle di gas sopra 140 °C

Cosa decide il sovraccarico ammissibile

1. Il carico precedente. Un trasformatore che ha funzionato al 50 % durante la notte inizia la giornata fresco; uno che ha funzionato al 90 % non ha riserva termica.
2. Temperatura ambiente. A 10 °C lo stesso trasformatore può sopportare molto più che a 35 °C.
3. Durata. La costante di tempo dell'olio di un trasformatore di distribuzione è di 2–3 ore, la costante di tempo dell'avvolgimento è di pochi minuti. Picchi brevi muovono appena la temperatura dell'olio.
4. Tipo. Le unità immerse in olio hanno una grande massa termica; le unità in resina epossidica si riscaldano più rapidamente e hanno una capacità di sovraccarico inferiore senza ventole.

Capacità di sovraccarico ciclico tipica – immerso in olio, temperatura ambiente 20 °C

Carico precedente	1 h sovraccarico	2 h sovraccarico	4 h sovraccarico	8 h sovraccarico
50 %	≈ 150 %	≈ 135 %	≈ 122 %	≈ 112 %
70 %	≈ 140 %	≈ 128 %	≈ 118 %	≈ 110 %
90 %	≈ 125 %	≈ 118 %	≈ 112 %	≈ 106 %

I valori sono indicativi per trasformatori di distribuzione ONAN con invecchiamento normale; le equazioni della guida al carico o le curve del produttore forniscono i valori esatti per una specifica unità.

Cosa limita il sovraccarico in pratica

• Isolatori, commutatore e cavi – valutati per una corrente, non per un ciclo termico. Sopra 1,2 × In il loro riscaldamento deve essere controllato separatamente.
• Impostazione dell'interruttore automatico di bassa tensione – spesso il vero limite in un'installazione esistente.
• Perdite. A carico del 130 % le perdite di carico sono 1,69 × nominale: l'ora di sovraccarico consuma più energia di una normale.
• Resina epossidica: limite del punto caldo 155 °C (classe F); senza ventole il sovraccarico ciclico è circa la metà dei valori dell'unità in olio sopra. Con il kit AF, il 140 % diventa una potenza continua.

Per impianti fotovoltaici e a batteria

I trasformatori fotovoltaici vedono un ciclo giornaliero – carico zero di notte, carico massimo intorno a mezzogiorno. Il "freddo avvio" del mattino offre una vera riserva a mezzogiorno, motivo per cui un trasformatore fotovoltaico da 1 000 kVA può essere abbinato a 1 050–1 100 kVA di capacità dell'inverter a cos φ = 1 senza perdita di vita. Chiedici la curva di carico per il clima del tuo sito; tutte le schede tecniche PNACHO-O indicano i valori di progetto termico necessari per il calcolo.