Trasformatore di potenza

in oliodi sottostazioniper rete elettrica

Panoramica
I trasformatori di sfasamento (PST) consentono un controllo preciso del flusso di potenza attiva nelle reti di trasmissione in corrente alternata. Vengono impiegati per indirizzare direzione e ampiezza dei flussi su linee di trasmissione specifiche al fine di stabilizzare le reti, prevenire sovraccarichi, alleviare congestioni e ottimizzare l'utilizzo delle infrastrutture esistenti. Basate su decenni di esperienza nella progettazione di trasformatori, le soluzioni PST supportano un esercizio del sistema elettrico sicuro, affidabile e flessibile.

Come funzionano i PST
Un PST introduce uno sfasamento controllabile dell'angolo di fase tra lato invio e lato ricezione di una linea di trasmissione. Comunemente implementato come progetto PST indiretto, combina un'unità shunt (prese) con un'unità serie che immette una componente di tensione variabile nella linea. I PST possono essere realizzati in configurazioni a due nuclei per potenze elevate o in configurazioni a nucleo singolo (tipicamente fino a 230 kV) quando sono presenti vincoli di spazio o trasporto.

Capacità chiave e impieghi

• Indirizzamento attivo dei flussi di potenza attiva per alleviare corridoi sovraccarichi ed equilibrarne i circuiti paralleli.
• Ripristino della controllabilità in reti magliate e transfrontaliere limitando i flussi di loop non pianificati.
• Aumento della capacità trasferibile utilizzabile dei corridoi esistenti per differire o evitare la costruzione di nuove linee.
• Supporto all'integrazione delle rinnovabili reindirizzando la generazione variabile lontano dai nodi congestionati.
• Contributo alla stabilità della rete, conformità N-1, recupero post-guasto e ripristino controllato del sistema.

Progetto e caratteristiche tecniche
Siemens Energy fornisce PST in esecuzioni trifase, a nucleo singolo e a due nuclei con multiple opzioni di configurazione per adattarsi alle topologie di rete e ai vincoli di sito. Tra le caratteristiche tipiche: elevata capacità di sfasamento, risoluzione fine delle prese, ampio intervallo operativo, robusto progetto meccanico, opzioni a bassa rumorosità, isolamento a estere, concetti di raffreddamento avanzati e predisposizioni per monitoraggio digitale e diagnostica online a supporto della manutenzione condizionale e dell'integrazione con l'automazione di sottostazione.

Configurazioni di applicazione
I PST possono essere installati in configurazioni in linea o by‑pass e sono tipicamente applicati a interconnettori, corridoi interni congestionati, hub per l'integrazione delle rinnovabili e altri punti di gestione del flusso in regime stazionario nei sistemi di trasmissione in alta e altissima tensione.

Guida decisionale (tabella)
Situazione di rete | Sfida tipica | Come aiuta un PST
Congestione persistente su specifici corridoi | Alcune linee sono regolarmente sovraccariche mentre percorsi paralleli restano sottoutilizzati | Redistribuisce attivamente i flussi per alleviare la congestione ed equilibrare i carichi delle linee
Flussi non pianificati in reti magliate o transfrontaliere | La potenza segue l'impedenza anziché i programmi commerciali, causando scambi transfrontalieri non pianificati | Ripristina la controllabilità dei flussi e limita impatti involontari sui sistemi confinanti
Opzioni limitate per l'espansione della rete | Le nuove linee incontrano vincoli di permessi, costi o tempi | Massimizza l'efficienza della rete esistente e differisce o evita costosi rinforzi
Alti volumi di redispatch o curtailment | Interventi operativi frequenti aumentano i costi di sistema e di mercato | Riduce la necessità di redispatch e curtailment tramite controllo mirato del flusso
Maggiore integrazione delle rinnovabili | La generazione variabile provoca pattern di flusso rapidamente mutevoli | Supporta l'integrazione sicura delle rinnovabili riequilibrando i flussi di potenza attiva
Aumento degli scambi transfrontalieri e accoppiamento dei mercati | Volumi di trasferimento più elevati stressano le reti interconnesse | Abilita scambi transfrontalieri controllati mantenendo la sicurezza del sistema
Requisiti stringenti di sicurezza N-1 | Guasti o contingenze di linea mettono alla prova la stabilità del sistema | Supporta la conformità N-1 permettendo un flusso di potenza controllato

Benefici operativi e commerciali tipici

• Migliore utilizzo delle infrastrutture di trasmissione esistenti e posticipo di costosi rinforzi.
• Riduzione dei costi di redispatch/curtailment e minori perdite di sistema grazie al controllo mirato dei flussi.
• Maggiore flessibilità operativa, resilienza del sistema migliorata e capacità aumentata di integrare rinnovabili e supportare scambi orientati al mercato.

Caratteristiche / specifiche tecniche

• Funzione: Controllo attivo del flusso di potenza attiva tramite sfasamento angolare controllabile.
• Varianti di progetto: nucleo singolo e due nuclei; esecuzione trifase; configurazioni in linea o by‑pass.
• Tensione e potenza: Progettato per applicazioni di trasmissione in alta tensione fino alle classi di trasmissione più elevate; soluzioni a nucleo singolo tipicamente fino a 230 kV ove applicabile; supporto di elevatissime potenze.
• Topologia: Progetti PST indiretti che combinano unità shunt (prese) e unità di iniezione serie; due nuclei per alte potenze quando è richiesta ridondanza/flessibilità.
• Controllo: Risoluzione fine delle prese e ampio intervallo operativo per un controllo preciso dello sfasamento.
• Opzioni meccaniche e sito: Progetto meccanico compatto, opzioni a bassa rumorosità, disponibilità di isolamento a estere, concetti di raffreddamento avanzati e configurazioni specifiche per sito.
• Monitoraggio: Opzioni per monitoraggio digitale, diagnostica online e integrazione con l'automazione di sottostazione e i sistemi di gestione degli asset.
• Applicazione: Interconnettori transfrontalieri, corridoi interni congestionati, hub di integrazione delle rinnovabili e corridoi che richiedono conformità N-1 e supporto alla restaurazione del sistema.