I trasformatori generano calore a causa delle perdite nel nucleo magnetico e negli avvolgimenti. Per mantenere temperature operative sicure e garantire la longevità, è fondamentale il proporzionamento di sistemi di raffreddamento adeguati.
Secondo le norme tecniche specifiche di cui quella più importante è la CEI-EN 60076 valida per tutto il territorio europeo, prescrive sistemi di raffreddamento basati sulla circolazione naturale dell’aria o sistemi di aria forzata (es. ONAN, ONAF, OFAF).
Metodi principali
Tutti questi sistemi sfruttano l’olio come fluido isolante e veicolo per il trasferimento del calore:
- ONAN – Oil Natural Air Natural
L’olio si riscalda, sale per convezione e scambia calore con l’aria esterna in modo passivo. Adatto fino a circa 5–30 MVA a seconda dei casi. - ONAF – Oil Natural Air Forced
Simile alla precedente, ma con ventilatori che aumentano il flusso d’aria. Indicato per trasformatori di media taglia, fino a circa 60 MVA - OFAF – Oil Forced Air Forced
In questo caso, sia l’olio che l’aria sono forzati (tramite pompe per l’olio e ventilatori per l’aria). Necessario per grandi potenze che generano molto calore - OFWF – Oil Forced Water Forced
Il calore è disperso usando scambiatori a olio–acqua: l’olio riscaldato scorre attraverso tubi, mentre l’acqua assorbe il calore. Ideale per potenze molto elevate—centinaia di MVA, come nei grandi impianti idroelettrici
- Sistemi di controllo intelligente (ETM)
Molti trasformatori moderni impiegano sistemi ETM che utilizzano sensori per monitorare la temperatura (ad esempio hotspot degli avvolgimenti) e regolano automaticamente ventole e pompe, migliorando efficienza e affidabilità
Sintesi comparativa
| Sistema | Mezzo interno | Circolazione interna | Raffreddamento esterno | Applicazioni principali |
| AN | Aria | Naturale | Aria naturale | Piccoli trasformatori (kVA) |
| AF | Aria | Naturale + ventilazione | Aria forzata | Taglie medio-piccole |
| ONAN | Olio | Naturale | Aria naturale | Fino a 5–30 MVA |
| ONAF | Olio | Naturale | Aria forzata | Fino a 60 MVA |
| OFAF | Olio | Forzata (pompa) | Aria forzata | Grandi potenze |
| OFWF | Olio | Forzata (pompa) | Acqua forzata | Altissime potenze, impianti idro |
Considerazioni aggiuntive
- Vita utile e affidabilità: anche solo un incremento di 6 K nel punto caldo degli avvolgimenti può dimezzare la vita utile del trasformatore
- Scelta in base alle condizioni operative: il tipo di raffreddamento dipende dalla potenza, dall’ambiente, dall’efficienza richiesta e dalla disponibilità di infrastrutture (come acqua).
- Componenti chiave: le prestazioni del sistema dipendono dalla qualità dei componenti (oli isolanti, radiatori, pompe, ventole) e dalla progettazione termica complessiva
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