Spiegazione della connessione del trasformatore Delta-Wye (Δ–Y): sfasamento, neutro, messa a terra e utilizzi

A trasformatore delta-wye(anche scrittoΔ–YOstella-delta) è untrasformatore tri-faseconnessione in cui è collegato un lato degli avvolgimenti del trasformatoredelta (Δ)e l'altro lato è collegatosì (Y). La disposizione più comune nella distribuzione dell'energia èdelta primario, secondario a stellaperché fornisce un utilizzabileneutrosul lato bassa-tensione e funziona bene con carichi misti trifase-e monofase-.

Questo articolo spiega come funziona la connessione delta-wyerelazioni tensione/corrente, ILSfasamento di 30 gradi, implicazioni fondamentali, vantaggi/svantaggi e applicazioni comuni (inclusi gruppi di vettori comeDin11).

Un trasformatore delta-wye ha:

Avvolgimento Delta (Δ):i tre avvolgimenti di fase sono collegati da un'estremità all'altra-a-in un circuito chiuso.

Avvolgimento a stella (Y):un'estremità di ciascun avvolgimento di fase è legata insieme per formare apunto neutro, e le altre estremità diventano i terminali di linea.

Li vedrai spesso nella distribuzione step-down, come:

Delta di media tensione (MT). → stella a bassa tensione (BT).(trifase, 4 fili)

Esempi (dipendenti dalla regione-):

11 kV Δ → 400/230 VY (neutro disponibile)

13,8 kV Δ → 480/277 VY (neutro disponibile)

Nozioni di base sull'avvolgimento delta (Δ).

In una connessione delta:

C'ènessun punto neutro.

L'avvolgimento forma un anello chiuso, che consente il flusso interno di determinate correnti circolanti (utile per armoniche e squilibrio).

Relazioni linea vs fase (delta):

Dove:

Tensione da=linea-a-linea

= tensione su un avvolgimento (fase)

= linea corrente

= corrente (fase) di avvolgimento

Nozioni di base sull'avvolgimento Wye (Y).

In una connessione a stella:

A neutropuò essere portato fuori e messo a terra.

Supportalinea-a-carichi neutri(carichi mono-fase) e carichi da linea-a-linea.

Relazioni linea vs fase (stella):

Quello di un trasformatorerapporto giriimposta la relazione tratensioni di fasedei due avvolgimenti. Ma poiché delta e stella hanno relazioni linea/fase diverse, è importante essere chiari se intendiriga-a-rigaOfasevalori.

Un consiglio pratico:

Sulato stella, ottieni entrambi:

Tensione da linea-a-linea(carichi trifase)

Tensione da linea-a-neutro(carichi mono-fase)

Ad esempio, su un secondario a stella 400/230 V:

Questo è uno dei motivi principali per cui i servizi pubblici e le strutture preferisconoΔ primario → Y secondarioper la distribuzione.

Una caratteristica chiave dei trasformatori delta-wye è che introducono aSfasamento di 30 graditra primario e secondariotensioni da linea-a-linea.

Le connessioni delta e stella fanno riferimento alle tensioni di linea in modo diverso rispetto ai loro avvolgimenti di fase.

Di conseguenza, le tensioni della linea secondaria vengono spostate di+30 gradi o −30 gradirispetto al primario, a seconda di come sono collegati gli avvolgimenti.

Notazione dei gruppi vettoriali (Dyn11, Dyn1)

Le targhette dei trasformatori spesso elencano agruppo vettoriale, ad esempioDin11.

D= Delta sul lato dell'alta-tensione (HV).

y= Wye sul lato-bassa tensione (LV).

n= Neutrale messo in evidenza dalla parte della stella

11(notazione orologio)=sfasamento

Quelli comuni:

Din11:LV in genereritardiHV di 30 gradi (molto comune nella distribuzione)

Dina1:LV in genereconduceAlta tensione di 30 gradi

Perché lo sfasamento è importante

Tu in generenon può essere parallelotrasformatori con diversi gruppi vettoriali (o diversi sfasamenti) senza causare correnti circolanti e un'errata condivisione del carico.

Lo sfasamento è importante anche quando si interfaccia con altri sistemi di fornitura, misurazione e protezione.

Disponibilità neutrale sul lato stella

Una secondaria a stella fornisce apunto neutro, consentendo aSistema trifase a 4 fili. Questo è l'ideale quando hai:

motori tri-fase (da linea-a-linea)

carichi di edifici monofase-(da linea-a-neutro), come illuminazione e prese

Benefici di messa a terra

Quando il neutro stella è messo a terra (solidamente o tramite un'impedenza, a seconda del modello):

il sistema ha un riferimento stabile alla terra

guasti a terrapossono essere rilevati in modo più affidabile

i dispositivi di protezione possono funzionare correttamente in base ai livelli di corrente di guasto previsti

(Il comportamento esatto del guasto dipende dal metodo di messa a terra e dalla configurazione più ampia del sistema.)

Armoniche triple (3a, 9a, 15a…)

Carichi non-lineari (VFD, raddrizzatori, alimentatori IT, driver LED) Potereprodurre armoniche. Nei sistemi tri-fase,tripla armonicasono componenti a "sequenza- zero" che tendono ad aggiungersi nei sistemi neutri a stella.

Un avvolgimento a triangolo fornisce un percorso chiuso dove possono entrare alcuni di questi componenti armonicicircolare all'interno del delta, contribuendo a impedire che si propaghino con la stessa forza nel sistema a monte (la portata dipende dalla progettazione e dal carico).

Carichi sbilanciati

I sistemi Delta-wye spesso funzionano bene nelle strutture reali perché:

il secondario a stella può servire carichi monofase sbilanciati-in modo più naturale

il lato delta può aiutare ad assorbire alcuni componenti di squilibrio (dipendenti dal sistema-)

Neutro sul lato stella
Abilita la distribuzione trifase, trifase, quadrifilare e carichi linea-neutro.

Ottimo per la distribuzione-downdown
Comune per l'alimentazione MT → BT in installazioni commerciali/industriali.

Armonicogestire i benefici
Delta può fornire un percorso per la circolazione di correnti armoniche triple.

Flessibilità di messa a terra
La messa a terra del neutro a stella fornisce un riferimento stabile e può migliorare le prestazioni di protezione.

Isolamento tra sistemi
Il trasformatore fornisce l'isolamento galvanico; e la disposizione delta/stella può cambiare il modo in cui i componenti di sequenza zero-si trasferiscono tra i lati (dipende dalla messa a terra e dalla configurazione).

Sfasamento di 30 gradicomplica il parallelismo e l'integrazione del sistema se i gruppi di vettori non corrispondono.

Nessun neutrale sul lato delta(impossibile servire carichi neutri da linea-a-da delta).

Il comportamento in caso di guasto dipende fortemente dalla progettazione della messa a terra; scelte di messa a terra errate possono portare a problemi di protezione o sovratensioni durante determinate condizioni di guasto.

In alcuni scenari, le correnti circolanti nel delta possono causareriscaldamento aggiuntivo(soprattutto con distorsione/sbilanciamento), di cui si deve tenere conto nella progettazione e nel carico.

Delta-Wye (Δ–Y): motivi tipici per sceglierlo

Hai bisogno di unneutrosul secondario per carichi misti

Requisito comune di distribuzione BT (trifase, 4 fili)

Spesso preferito per l'accesso a servizi pubblici/servizi-down

Wye-Delta (Y–Δ): motivi tipici per sceglierlo

Utilizzato in alcuni contesti-up o di interconnessione

Il secondario delta può essere utile laddove non è necessario il neutro e si desiderano determinate caratteristiche armoniche/squilibrio

In entrambi i casi ricorda:il gruppo vettoriale e lo sfasamento devono corrisponderequando si mette in parallelo o si integra con altri trasformatori/sorgenti.

Trasformatori di distribuzione di servizi:Da primario delta MV a secondario a stella BT (neutro messo a terra)

Edifici commerciali:alimentazione di sistemi a 400/230 V o 208/120 V

Impianti industriali:carichi motore misti tri-fase e carichi ausiliari mono-fase

La struttura passa-dai quadri MT a quelli BT

Creazione di un riferimento neutro messo a terraper un sistema locale BT (se progettato per questo)

Qual è lo sfasamento di un trasformatore delta-wye?

Tipicamente30 gradi(+30 gradi o −30 gradi), a seconda del gruppo di vettori (ad esempio, Dyn11 vs Dyn1).

Un trasformatore delta-wye fornisce un neutro?

Sì-sulato stella. Se è contrassegnato con"n"(ad esempio Dyn11), il neutro viene messo in evidenza per l'uso e la messa a terra.

Perché il delta primario e il secondario a stella sono così comuni?

Perché fornisce aneutro per carichi a bassa-tensione, supporta carichi trifase e monofase e offre pratici vantaggi di messa a terra e armoniche.

È possibile mettere in parallelo trasformatori delta-wye?

Sì, ma solo se le caratteristiche chiave corrispondono-particolarmentegruppo vettoriale, rapporto di tensione, impedenza e impostazioni delle prese. Lo sfasamento non corrispondente può causare forti correnti circolanti.

A trasformatore delta-wye (Δ–Y).collega un lato a delta e l'altro a stella (spesso Δ primario → Y secondario).

Presenta aSfasamento di 30 gradi, indicato sulla targhetta mediante notazione di gruppo vettoriale comeDin11.

ILil lato stella può fornire un neutro, rendendolo ideale per la distribuzione trifase a 4 fili.

ILavvolgimento deltapuò aiutare a gestire le armoniche triple e alcuni componenti di squilibrio.

Considera semprecompatibilità del gruppo vettorialee progettazione della messa a terra quando si specificano o si mettono in parallelo trasformatori Δ–Y.

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