Costruzioni elettromeccaniche
a.a. 2003 -04
Trasformatori
1 – tipologie e
specifiche costruttive
2 – sovracorrenti
Bozza – 7 Marzo 04
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Tipologie costruttive
I trasformatori costituiscono la categoria di macchine elettriche con il maggior
numero di unità in servizio e globalmente con la maggiore potenza installata.
Fluido di raffreddamento
Tipologia
Non impregnati
Trasformatori in aria
Impregnati con vernici
isolanti (a secco)
Inglobati in resina
(cast resin)
Trasformatori in olio
Olio a
naturale
circolazione
Olio a
forzata
circolazione
2
Applicazioni tipiche dei trasformatori
G
3~
Nelle applicazioni industriali possiamo distinguere:
trasformatori di distribuzione inseriti nelle reti
trasformatori per l’alimentazione di utilizzazioni
particolari
(forni
di
fusione,
impianti
di
raddrizzamento, ecc.)
Trasformatore elevatore di centrale
15 – 30/400 kV ; 100 – 750 MVA
Autotrasformatore di
interconnessione
400/130 – 150 kV
250 – 400 MVA
Trasformatore
distribuzione primaria
130 – 150/10–15–20 kV
10 – 63 MVA
Trasformatore
distribuzione secondaria
10–15–20/0,400 kV
25 – 630 kVA
3
Campi di impiego per le diverse tipologie di trasformatori
Tipo
Tensione
Potenza
1 kV
1 – 2 kVA
A secco
15 – 20 kV
2 – 3 MVA
Inglobati in resina
20 – 30 kV
15 – 20 MVA
In olio a circ. naturale
150 – 200 kV
30 MVA
In olio a circ. forzata
fino ad oltre
750 kV
> 20 MVA
Non impregnati
Per i trasformatori di impiego più comune (es. MT/BT in olio per reti di
distribuzione) esistono tabelle di unificazione CEI-UNEL che definiscono le
principali caratteristiche di macchine con potenza nominale individuata dalla
serie di Renard:
63 – 100 – 160 – 250 – 400 – 630 kVA
4
Collegamento di trasformatori in parallelo
Per poter funzionare in parallelo due trasformatori debbono:
avere lo stesso rapporto con qualunque condizione di carico
nel caso di trasformatori trifasi, essere collegati in modo da dare sul
secondario sistemi di tensione in fase fra loro
a
a
V11
Va12
a
b
c
n
Ia12
a
b
c
n
V11
V12
V13
c
V21
trasf. 1
V22
V23
b
c
b
trasf. 2
V21
Va12 V11 V21 0
trasformatore 1
trasformatore 2
I a12 0
collegamento corretto
5
Collegamento di trasformatori in parallelo
b
a
Va12
a
b
c
n
Ia12
a
b
c
V11
V21
n
V12
V13
c
b
trasf. 1
V22
V23
c
a
trasf. 2
V22
V11
trasformatore 1
trasformatore 2
Va12 V11 V22 0
I a12 0
!
Va12
V11
V22
collegamento non corretto
6
Gruppi angolari
Denominazione dei morsetti
(visti dal lato AT, da sinistra. A destra):
• Triangolo: D (alta tensione) ; d (bassa tensione)
• Alta Tensione: A B C
• Stella: Y (alta tensione) ; y (bassa tensione)
• Bassa Tensione: a b c
• Zig-Zag: Z (alta tensione) ; z (bassa tensione)
j = ritardo della tensione di fase BT rispetto alla
tensione di fase AT
A
A
a
C
B
b
C
c
a
Dy11
b
B A
c ba
j = 330°
C
B
c
1a lettera
2a lettera
3a lettera
Collegamento
fasi AT
Collegamento
fasi BT
j / 30
7
Esempi di gruppi angolari
Dy11
A
a
B
b
Yd5
Yd11
C
c
A
a
B
b
A
a
C
c
B
b
C
c
A
A
A
a
a
c
b
b
330°
C
B
C
c
b
330°
B
C
150°
a
B
c
8
Collegamenti a zig-zag
A
VP1
VP2
VP3
VP1
Vb
b
A
a
B
C
b
c
Vn2
VP3
C
Va
c
Vn3
VA
Vn1
Vn2
Vn3
Vm1
Vm2
Vm3
Vm1
Vc
150°
Vm2
Vm3
Va
Vn1
a
VP2
B
gruppo Yz5
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Collegamento in parallelo: categorie di appartenenza
L’accoppiamento in parallelo di trasformatori trifasi che appartengono allo stesso
gruppo angolare (o indice orario) è sempre possibile.
E’ spesso possibile il parallelo di trasformatori che appartengano a gruppi angolari
diversi; a questo proposito i trasformatori sono stati raggruppati in quattro categorie:
categoria I : formata dai gruppi angolari 0, 4, 8
categoria II : formata dai gruppi angolari 2, 6, 10
categoria III : formata dai gruppi angolari 3, 7, 11
categoria IV : formata dai gruppi angolari 1, 5, 9
il parallelo tra trasformatori appartenenti alla medesima categoria è sempre
possibile per semplice spostamento ciclico delle connessioni fra i morsetti del
trasformatore e le linee esterne
è ancora possibile, con opportune cautele, il collegamento in parallelo dei
trasformatori della categoria III con quelli della categoria IV
ogni altro collegamento fra trasformatori di categorie diverse è impossibile
10
Collegamento in parallelo di trasformatori della II categoria: permutazione sul lato BT
A
A
A
Dy6
b
Dy10
Dy2
c
c
180°
C
300°
B
C
B
a
A
a
b
a
a
60°
C
B
c
b
B
b
C
c
A
a
B
b
C
c
A
a
B
b
C
c
trasformatore pilota
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Collegamento in parallelo di trasformatori della II categoria: permutazione sul lato AT
Dy2
Dy6
a
B
C
A
Dy10
B
180°
c
b
A
A
a
B
b
C
C
c
A
a
B
b
C
c
A
a
B
b
C
c
trasformatore pilota
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Specifiche costruttive
È sempre necessario partire dai dati di specifica che costituiscono elemento
vincolante, anche da un punto di vista contrattuale, nei rapporti fra fornitore e
cliente.
I dati che vengono di seguito elencati sono da considerarsi essenziali per la
definizione della macchina, anche se costituiscono un piccolo sottoinsieme degli
elementi che costituiscono il testo di un capitolato e quindi di una conferma
d’ordine
Potenza apparente nominale P.
Frequenza di funzionamento f.
Tensione nominale Vn e massima tensione degli avvolgimenti.
Corrente nominale In.
Rendimento (perdite a vuoto a Vn, perdite in corto circuito a In).
Numero di fasi e tipo di collegamento (gruppo di appartenenza).
Livello d’isolamento.
Tipo di raffreddamento – temperatura massime ammissibili –
temperatura minime e massime
Tipo di istallazione (interno, esterno, celle blindate ecc.)
13
14
15
