Esplosioni di trasformatori di potenza : analisi fluidodinamica del termine sorgente

Risk analysis is increasingly gaining importance in the industry, as companies constantly strive to reduce accidental events. However, scenarios that may lead to severe damages to people, environment, and structures are still happening. The explosion of an oil-filled power transformer due to internal electric arc represents a particular case. In order to study the consequences of this particular accident, computational fluid dynamics (CFD) is one of the possible ways. The CFD, in addition to clarifying certain physical aspects of the problem, allows the evaluation of the temporal and spatial variables relevant to risk analysis. The purpose of this work is the evaluation of the extension of the explosive cloud resulting from an electrical fault in a power transformer, with the aid of the software ANSYS Fluent. Also the turbulence parameters of the cloud itself are of great importance and interest. At the conclusion of the study, this information are then used within another CFD software, FLACS, which allows the easy simulation of the explosive phenomenon. The influence of the variables of interest on the consequences of the explosion is then evaluated.

L’analisi di rischio sta assumendo sempre una maggior importanza nell’industria e le compagnie si stanno battendo per ridurre al minimo gli eventi incidentali. Tuttavia continuano ad avvenire incidenti che possono essere lesivi per le persone, per l’ambiente e per le apparecchiature. Un caso particolare è rappresentato dall’esplosione di un trasformatore di potenza a seguito di un arco elettrico interno. In questo scenario, per andare a studiare le conseguenze derivanti dall’incidente, è possibile utilizzare la fluidodinamica computazionale (CFD). Questa, oltre a chiarire alcuni aspetti fisici del problema, consente la valutazione dell’andamento temporale e spaziale delle grandezze rilevanti ai fini dell’analisi di rischio. Lo scopo di questo lavoro è quello di andare a valutare l’estensione della nube esplosiva derivante da un guasto elettrico ad un trasformatore di potenza con l’ausilio del software ANSYS Fluent. Di particolare rilevanza e interesse sono anche i parametri turbolenti della nube stessa. A conclusione dello studio, queste informazioni verranno poi utilizzate all’interno di un altro software CFD, FLACS, che permette la simulazione del fenomeno esplosivo in maniera agevole. Si andrà quindi a valutare l'influenza delle grandezze d'interesse sulle conseguenze dell'esplosione.