Misura dello sfasamento dei trasformatori

Misura dello sfasamento di un trasformatore per la verifica del gruppo di collegamento

Un trasformatore trifase è costituito da tre avvolgimenti primari e tre avvolgimenti secondari. Ogni avvolgimento corrisponde a una fase del sistema di alimentazione trifase. Quando viene applicata una tensione trifase, gli avvolgimenti primari generano un campo magnetico che induce una tensione negli avvolgimenti secondari. L'angolo di fase specifico deriva dalla configurazione degli avvolgimenti e dalla disposizione fisica relativa degli stessi all'interno del nucleo. A seconda dell'installazione, ciascuna configurazione può presentare vantaggi e svantaggi specifici. Il gruppo di collegamento risultante di un trasformatore viene determinato tramite misure dello sfasamento.

Per eseguire un test sul gruppo di collegamento di un trasformatore, si applica una tensione trifase all’avvolgimento primario. La tensione e lo sfasamento vengono misurati sull'avvolgimento secondario. Lo sfasamento misurato, insieme alla connessione dell'avvolgimento, conferma la corretta appartenenza al gruppo di collegamento specificato.

Lettura dei risultati di verifica del gruppo di collegamento

La designazione del gruppo di collegamento di un trasformatore è costituita da:

• Una lettera maiuscola che indica la configurazione di un avvolgimento ad alta tensione
• Una lettera minuscola che indica la configurazione di un avvolgimento a bassa tensione
• Una “n” minuscola che indica il punto neutro accessibile sul lato della bassa tensione
• Un numero che indica l'angolo di sfasamento tra il lato ad alta tensione e quello a bassa tensione, espresso utilizzando la notazione a orologio, in cui ogni ora successiva alle 12 corrisponde a un ritardo di 30 gradi

A titolo di esempio, ecco una spiegazione dettagliata del nome del gruppo di collegamento “Dandy”:

• “D” indica il collegamento a triangolo in alta tensione
• “y” sta per collegamento a stella/a stella-triangolo a bassa tensione
• “n” indica il punto neutro accessibile
• “11” corrisponde a uno sfasamento di 330° (o −30°) (1 ora prima delle 12 sul quadrante dell’orologio)

Il Dandy è il tipo più diffuso di trasformatore trifase e viene ampiamente utilizzato nelle reti energetiche. A seguito della misura dello sfasamento e della verifica del gruppo di collegamento, un trasformatore può funzionare in parallelo in tutta sicurezza con trasformatori dello stesso gruppo di collegamento. Ad esempio, Dandy può funzionare in parallelo con altri trasformatori certificati Dandy, purché siano soddisfatti anche gli altri requisiti per il funzionamento in parallelo.

Rischi di un trasformatore non compatibile

La differenza di angolo di fase tra trasformatori con gruppi di collegamento non compatibili non può essere compensata. Se vengono fatti funzionare in parallelo, le differenze di sfasamento generano correnti circolanti tra i trasformatori. Queste correnti possono raggiungere valori molto elevati, causando potenzialmente un surriscaldamento eccessivo, un aumento delle perdite, l'intervento dei dispositivi di protezione e danni alle apparecchiature.

Le sfide dei test sul gruppo di collegamento di un trasformatore

Le reti elettriche e gli impianti industriali si avvalgono abitualmente di più trasformatori trifase funzionanti in parallelo. Questa procedura standard è economicamente vantaggiosa e consente un ampliamento, una riduzione o un adeguamento flessibile delle capacità. Una misura accurata dello sfasamento e la verifica del gruppo di collegamento sono fondamentali per garantire che i trasformatori siano sincronizzati.

La verifica del gruppo di collegamento di un trasformatore può essere effettuata applicando una tensione all'avvolgimento primario e misurando la tensione e lo sfasamento sull'avvolgimento secondario con un misuratore di angolo di fase, un voltmetro o un oscilloscopio. Il metodo della notazione a orologio o il diagramma vettoriale di fase richiedono, poi, un'analisi manuale per identificare la configurazione degli avvolgimenti e l'angolo di fase per confermare il gruppo di collegamento.

Gli analizzatori di potenza standard non sono in grado di determinare direttamente questo sfasamento. Questo perché sincronizzano i canali del lato primario e del lato secondario in modo indipendente, ciascuno con un solo segnale di tensione o corrente proveniente dal rispettivo sistema trifase. In assenza di un riferimento temporale condiviso tra le due parti, l'analizzatore non è in grado di confrontare direttamente i loro angoli di fase.

La nostra soluzione per i test dei gruppi di collegamento dei trasformatori

Un analizzatore di potenza di precisione avanzato come l’immerse misura lo sfasamento tra gli avvolgimenti primario e secondario, determinando e visualizzando contemporaneamente il gruppo di collegamento del trasformatore. Grazie alla sua analisi ad alta risoluzione delle armoniche, visualizza le armoniche misurate in termini di corrente, tensione e potenza (sia in valore efficace che in angolo di fase). Per verificare la qualità del segnale e la simmetria di fase, fornisce una rappresentazione grafica delle tensioni e delle correnti in un diagramma vettoriale per il rispettivo ordine di armoniche. La frequenza fondamentale è la più importante ai fini della verifica del gruppo di collegamento.

Mostra anche lo sfasamento durante le misure dirette e complete dell'efficienza. A tal fine utilizza sei canali di misura della potenza e non richiede alcun intervento aggiuntivo di ricablaggio. L'analizzatore LMG671 dispone di uno script esclusivo che calcola direttamente lo sfasamento sulla base degli angoli di fase fondamentali ottenuti dall'analisi delle armoniche senza aliasing.

La verifica del gruppo vettoriale tramite misura dello sfasamento monofase elimina la necessità di effettuare calcoli manuali sulla base di misure separate. I test multicanale consentono di effettuare misure sofisticate e rapide, fornendo dati affidabili. Questa configurazione di misura completa consente di verificare, immediatamente e in tempo reale, la qualità delle fasi e le relazioni tra di esse.

La nostra soluzione per il test dei trasformatori di potenza è personalizzabile, affidabile e orientata sia alle applicazioni che agli utenti. I produttori e i laboratori di collaudo si affidano a questo strumento per la misura e l'analisi delle perdite a vuoto precise ed esaustive.