Trasformatori 1 – tipologie e specifiche costruttive 2 – sovracorrenti Costruzioni elettromeccaniche a.a. 2003 -04 Trasformatori 1 – tipologie e specifiche costruttive 2 – sovracorrenti 1(3) ; 2(15) ; 3(32) Bozza – 7 Marzo 04

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. Non impregnati Impregnati con vernici isolanti (a secco) Inglobati in resina (cast resin) Olio a circolazione naturale Olio a circolazione forzata Trasformatori in aria Trasformatori in olio Fluido di raffreddamento Tipologia

Applicazioni tipiche dei trasformatori 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 Trasformatore elevatore di centrale 15 – 30/400 kV ; 100 – 750 MVA 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.)

Campi di impiego per le diverse tipologie di trasformatori Tensione Potenza Non impregnati  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 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

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 b a c trasf. 1 trasf. 2 V11 V21 V12 V13 V22 V23 V21 b a c n V11 trasformatore 1 trasformatore 2 Ia12 Va12 collegamento corretto

! collegamento non corretto Collegamento di trasformatori in parallelo c b a n V11 trasformatore 1 V22 trasformatore 2 b a c trasf. 1 V11 V12 V13 trasf. 2 V21 V22 V23 Ia12 Va12 ! collegamento non corretto V11 V22 Va12

Gruppi angolari A a b C B A c b a C B c Dy11 j = 330° A B C c b a Denominazione dei morsetti (visti dal lato AT, da sinistra. A destra): Alta Tensione: A B C Bassa Tensione: a b c Triangolo: D (alta tensione) ; d (bassa tensione) Stella: Y (alta tensione) ; y (bassa tensione) Zig-Zag: Z (alta tensione) ; z (bassa tensione) j = ritardo della tensione di fase BT rispetto alla tensione di fase AT A C B j = 330° c b a Dy11 1a lettera 2a lettera 3a lettera Collegamento fasi AT Collegamento fasi BT j / 30

Esempi di gruppi angolari C B 330° c b a Dy11 Yd11 150° Yd5

Collegamenti a zig-zag VP1 VP2 VP3 Vm1 Vn3 Vc Vm2 Vn1 Va Vm3 Vn2 Vb a A B C b c 150° gruppo Yz5 A B C VP1 VP2 VP3 c b a Vn1 Vn2 Vn3 Vm3 Vm2 Vm1 VA Va

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

Collegamento in parallelo di trasformatori della II categoria: permutazione sul lato BT 180° c b a 60° 300° Dy6 Dy2 Dy10 trasformatore pilota A B C c b a

Collegamento in parallelo di trasformatori della II categoria: permutazione sul lato AT B C 180° c b a 60° 300° Dy6 Dy2 Dy10 A B C A B C c b a trasformatore pilota

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.)