L'energia dietro la rete: una guida completa ai trasformatori trifase-
Il trasformatore tri-fase è davvero la spina dorsale delle reti elettriche odierne. Sposta l'energia elettrica tra i circuiti utilizzando l'induzione elettromagnetica e lo fa con tre correnti CA che rimangono perfettamente sincronizzate-ognuna spostata di circa 120 gradi dalle altre. In termini semplici: rispetto alle configurazioni monofase-, l'alimentazione trifase-tende ad essere più efficiente e offre ai servizi di pubblica utilità e alle grandi industrie la stabilità di cui hanno bisogno.
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Costruzione del nucleo (come è costruito)
La maggior parte dei trasformatori tri-fase rientra in alcuni modelli comuni:
Tipo-principale
Questo ha tre arti centrali verticali, tutti legati insieme da gioghi superiori e inferiori. È popolare, soprattutto per la trasmissione ad alta-tensione, perché è relativamente compatto e pratico.
Tipo di shell-
Qui, il nucleo magnetico avvolge sostanzialmente il
avvolgimenti. Questo design è noto per offrire una protezione meccanica più forte, il che può rappresentare un grosso problema nelle-condizioni del mondo reale.
Banca tri-fase
Invece di una grande unità trifase-, vedrai tre trasformatori monofase-separati raggruppati insieme. Un vantaggio interessante (e talvolta utile) è che se un'unità si guasta, le altre due possono continuare a funzionare a capacità ridotta-questa viene spesso definita configurazione-delta aperta.
Connessioni degli avvolgimenti (lo "stile di cablaggio" è importante)
Il modo in cui sono collegati gli avvolgimenti ha molto a che fare con il comportamento del trasformatore in a
sistema di alimentazione:
Delta (△)
In una connessione a triangolo gli avvolgimenti formano un circuito chiuso. Delta è resistente e gestisce bene le situazioni di corrente elevata. Può anche aiutare a "contenere" alcuni problemi armonici meglio di alcune alternative.
Stella (Y)
Con un collegamento a stella (o stella), gli avvolgimenti si incontrano in un punto neutro comune. Questa è la parte che ti consente di effettuare la messa a terra e fornisce un filo neutro, che è particolarmente utile per alimentare molti carichi monofase-fase-come quello che vedresti nei sistemi residenziali.
Combinazioni di connessioni standard comuni:
Yd11: Stella ad alta-tensione, triangolo-a bassa tensione; la bassa tensione ritarda l'alta tensione di 30 gradi. Tipico dei trasformatori step-down, come i sistemi da 110 kV/10 kV.
Yin0: Stella su entrambi i lati, neutro a bassa-tensione messo a terra. Il punto di riferimento-per i trasformatori di distribuzione (10 kV/0,4 kV, 380/220 V).
Din11: triangolo ad alta-tensione, stella a-bassa tensione con neutro messo a terra. Popolare nelle reti urbane perché doma molto bene le armoniche.
AA0: Stella su entrambi i lati, neutro solitamente senza messa a terra. Principalmente per trasformatori piccoli e a bassa-potenza.
Perché un trasformatore trifase-invece di tre singoli?
Potresti utilizzare tre trasformatori monofase-, ma nella maggior parte dei casi gli ingegneri non lo fanno-perché sarebbe solo più complicato e costoso. Un trasformatore tri-fase in genere è vincente per alcuni motivi:
Efficienza: Nel complesso utilizza meno rame e acciaio, quindi le perdite di energia tendono ad essere inferiori.
Ingombro ridotto: Meno spazio, meno complessità di installazione, logistica più semplice (soprattutto quando si ha a che fare con le utenze).
Costo: In molti casi risulta essere circa il 15-20% più economico rispetto a tre trasformatori separati con la stessa capacità combinata. Non una differenza da poco, a dire il vero.
Protezione e raffreddamento (mantenerlo in vita)
I trasformatori di alimentazione sono costruiti per gestire carichi pesanti, ma necessitano comunque di protezione-perché i guasti interni possono diventare pericolosi rapidamente. Le misure di sicurezza e i metodi di raffreddamento comuni includono:
Olio isolante: Questa roba fa il doppio lavoro. Raffredda il trasformatore e funge anche da isolante elettrico (quindi il sistema rimane sicuro).
Staffetta Buchholz: Un dispositivo di sicurezza che controlla l'accumulo di gas o i picchi di petrolio, che possono verificarsi quando qualcosa va storto all'interno.
Radiatori e/o ventole: quando il trasformatore lavora intensamente, il calore aumenta rapidamente. Questi aiutano a scaricare il calore in modo che l'unità duri più a lungo.
