{"id":26,"date":"2026-08-22T02:34:32","date_gmt":"2026-08-21T18:34:32","guid":{"rendered":"https:\/\/q8bbzjnpm5.wpdns.site\/?p=26"},"modified":"2026-08-29T23:43:24","modified_gmt":"2026-08-29T15:43:24","slug":"how-to-choose-the-right-combined-transformer-for-your-needs","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/subian-electric.com\/it\/news\/how-to-choose-the-right-combined-transformer-for-your-needs\/","title":{"rendered":"Come Scegliere il Giusto Trasformatore Combinato per le Tue Esigenze?"},"content":{"rendered":"

Durante l'esecuzione di un'operazione mineraria in Australia Occidentale, l'ingegnere elettrico ha avuto un problema nel fornire all'impianto di frantumazione remoto un'alimentazione elettrica appropriata. L'attrezzatura in loco necessitava di alimentazione trifase a 415 V per alimentare i motori del frantoio, alimentazione monofase a 240 V per l'illuminazione e i servizi, oltre a un punto neutro sufficientemente affidabile per il sistema di protezione da guasti a terra. In totale, tre trasformatori \u2013 riduttore, ausiliario e di messa a terra \u2013 avrebbero rappresentato la soluzione in termini di prestazioni elettriche, ma l'area remota di operazione, le limitazioni di spazio su un skid, cos\u00ec come l'alto costo di trasporto e installazione di trasformatori separati non hanno permesso di utilizzare la soluzione a tre trasformatori. La soluzione stabilita \u00e8 stata l'uso di un trasformatore di design combinato che ha permesso di integrare le funzioni di trasformazione della tensione e alimentazione ausiliaria. I trasformatori di design combinato sono arrivati in loco come una singola spedizione, hanno richiesto un giorno per l'installazione e hanno funzionato senza problemi per sei anni. La questione di come scegliere il trasformatore combinato del tipo richiesto rappresenta la ricerca di un trasformatore multifunzionale capace di svolgere le funzioni che altrimenti dovrebbero essere soddisfatte separatamente piuttosto che essere in grado di comprendere i tipi di trasformatori combinati disponibili sul mercato e le loro applicazioni, che devono essere prese in considerazione durante la scelta.<\/p>\n

\"Come<\/p>\n

Un trasformatore combinato \u00e8 un trasformatore che svolge due o pi\u00f9 funzioni elettriche simultaneamente che altrimenti richiederebbero due trasformatori. I tipi di trasformatori combinati pi\u00f9 comunemente utilizzati includono il trasformatore di messa a terra wye-delta, il trasformatore a doppio avvolgimento, il trasformatore a tre avvolgimenti, il trasformatore montato su basamento. .
\nIl vantaggio dell'uso di trasformatori combinati \u00e8 nella riduzione dell'ingombro dell'attrezzatura, che porta a una semplificazione dell'installazione e a un numero ridotto di interconnessioni e costi inferiori rispetto al numero di trasformatori. Lo svantaggio del trasformatore combinato \u00e8 nel fatto che se un trasformatore fallisce, tutte le sue funzioni saranno fuori servizio e che sar\u00e0 pi\u00f9 complicato apportare modifiche ed estensioni nel trasformatore combinato rispetto alle unit\u00e0 separate. La chiave per una specifica di successo \u00e8 che tutte le funzioni del trasformatore devono essere specificate con precisione e deve essere scelta una certa configurazione che corrisponda ai requisiti, insieme a prove di tipo effettuate da un produttore.<\/p><\/blockquote>\n

Cos'\u00e8 un Trasformatore Combinato \u2014 e Perch\u00e9 Viene Specificato<\/h2>\n

Un trasformatore combinato \u00e8 un trasformatore che combina due o pi\u00f9 funzioni elettriche in un'unica unit\u00e0: riproduzione della tensione, messa a terra, alimentazione ausiliaria, protezione dei circuiti e misurazione. Non \u00e8 trattato come una categoria di prodotto con un insieme standard di specifiche. \u00c8 un approccio al design che evita l'installazione di tre trasformatori, ognuno dei quali ha il proprio equipaggiamento, nucleo, innesto, protezione e cablaggio. Invece, gli ingegneri possono avere un trasformatore con tutte le funzioni non di trasformazione della tensione ben adattate. La configurazione pi\u00f9 semplice e popolare dei trasformatori combinati utilizzati nell'industria in applicazioni di utilit\u00e0 \u00e8 un trasformatore di messa a terra wye-delta con un circuito secondario aggiuntivo. L'avvolgimento primario collegato a wye di questo trasformatore ha un punto neutro per la messa a terra del circuito a seconda del tipo di messa a terra. Gli avvolgimenti secondari collegati a delta garantiscono che l'alimentazione ausiliaria trifase venga fornita ai carichi di servizio della stazione, ad esempio per scopi di illuminazione, e altri mezzi per garantire il controllo del funzionamento della rete elettrica. Il trasformatore combinato funziona ora come un trasformatore di messa a terra e un trasformatore di alimentazione ausiliaria, eliminando la necessit\u00e0 di utilizzare due trasformatori aggiuntivi. Per gli ingegneri, l'uso di questi tipi ha il vantaggio di garantire una riduzione dell'area delle sottostazioni o degli impianti di pompaggio o compressione o delle unit\u00e0 remote. Tutto ci\u00f2 si combina per ridurre l'uso delle fondazioni e dei condotti necessari, oltre a minimizzare il numero di dispositivi di sicurezza e semplificare lo schema di protezione senza i maggiori aumenti nei costi totali dell'attrezzatura fino a 20%\u201330% rispetto all'opzione di acquistare due trasformatori separatamente.<\/p>\n

Altre configurazioni di trasformatori combinati utilizzate oltre al trasformatore a doppio avvolgimento con un OLTC integrato che pu\u00f2 essere utilizzato se la tensione primaria cambia, essendo una buona soluzione per lunghe linee di alimentazione, quindi regolando automaticamente la tensione; il trasformatore a tre avvolgimenti, oltre ad avere un avvolgimento primario e due secondari a diversi livelli di tensione, fornisce alimentazione a due set indipendenti di carichi attraverso il trasformatore senza influenzarsi a vicenda; il trasformatore montato su basamento con apparecchiature di manovra e misurazione integrate \u00e8 utilizzato per costruire le stazioni di distribuzione sotterranee standard nelle aree residenziali. Per una panoramica dell'intera gamma di tipi e configurazioni di trasformatori disponibili per queste e altre applicazioni, vedere il catalogo prodotti a Subian Elettrico<\/a>, che include trasformatori combinati, trasformatori di messa a terra, trasformatori di distribuzione e trasformatori di potenza speciali.<\/p>\n

\"Come<\/p>\n

Come specificare la tensione, il kVA e i requisiti di messa a terra per un trasformatore combinato<\/h2>\n

Specificare un trasformatore combinato<\/strong> correttamente richiede all'acquirente di definire ogni funzione elettrica che il trasformatore deve svolgere e di fornire al produttore i valori specifici \u2014 le tensioni, le valutazioni kVA, l'impedenza, il metodo di messa a terra, l'aumento di temperatura e lo standard applicabile \u2014 per ciascuna funzione. I parametri chiave che devono essere inclusi nella specifica sono riassunti nella tabella sottostante per la configurazione di trasformatore combinato pi\u00f9 comune: il trasformatore di messa a terra wye-delta con un secondario di potenza ausiliaria.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Parametro<\/th>\nCosa Definisce<\/th>\nCome Specificarlo<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Tensione del sistema primario<\/td>\nLa tensione linea-a-linea del sistema a cui l'avvolgimento primario del trasformatore sar\u00e0 collegato. Questo determina la classe di tensione del trasformatore, la sua valutazione BIL e il livello di isolamento degli avvolgimenti primari e delle boccole.<\/td>\nIndica la tensione nominale del sistema e la tensione massima del sistema. Per un sistema a 4.160 volt, specificare \u201c4.160 V nominale, 4.800 V massima.\u201d La BIL dovrebbe essere specificata in base all'ambiente di fulmini e sovratensioni di commutazione previsto per il sistema \u2014 tipicamente 60 kV BIL per un sistema a 4.160 volt, 95 kV BIL per un sistema a 13.800 volt.<\/td>\n<\/tr>\n
kVA di messa a terra e corrente neutra<\/td>\nLa capacit\u00e0 termica dell'avvolgimento di messa a terra (wye). Questo non \u00e8 lo stesso del kVA di potenza ausiliaria. La valutazione kVA di messa a terra determina quanto corrente di guasto a terra il trasformatore pu\u00f2 sopportare e per quanto tempo.<\/td>\nSpecificare la corrente neutra continua (la corrente che il neutro pu\u00f2 trasportare continuamente in condizioni normali e sbilanciate \u2014 tipicamente un valore ridotto, 5\u201310% della corrente di carico totale del sistema) e la corrente neutra a breve termine (la corrente che il neutro pu\u00f2 trasportare per la durata di un guasto a terra \u2014 tipicamente 10 secondi, 30 secondi o 1 minuto). Ad esempio: \u201cCorrente neutra continua: 10 A. Corrente neutra a breve termine: 200 A per 10 secondi.\u201d<\/td>\n<\/tr>\n
kVA di potenza ausiliaria e tensione<\/td>\nLa potenza che l'avvolgimento secondario delta fornir\u00e0 ai carichi del servizio stazione. Questo \u00e8 un output standard trifase, tre fili.<\/td>\nIndica la valutazione kVA e la tensione secondaria. Ad esempio: \u201cPotenza ausiliaria: 150 kVA, 480 V, trifase, tre fili.\u201d La valutazione kVA dovrebbe essere determinata da un calcolo del carico per i carichi del servizio stazione, con un margine per la crescita futura.<\/td>\n<\/tr>\n
Impedenza<\/td>\nL'impedenza del trasformatore determina la caduta di tensione sotto carico e l'entit\u00e0 della corrente di guasto a terra. Un'impedenza pi\u00f9 bassa risulta in una corrente di guasto a terra pi\u00f9 alta e una migliore regolazione della tensione, ma un dovere di corrente di guasto pi\u00f9 elevato sull'attrezzatura a valle.<\/td>\nSpecificare l'impedenza come percentuale sulla base kVA di messa a terra. Per un sistema a messa a terra resistiva, l'impedenza \u00e8 tipicamente 4\u20136%. L'impedenza dovrebbe essere coordinata con il resistore di messa a terra e lo schema di rel\u00e8 di protezione. Consultare un ingegnere elettrico se il sistema include pi\u00f9 fonti o trasformatori in parallelo.<\/td>\n<\/tr>\n
Metodo di messa a terra<\/td>\nCome il punto neutro dell'avvolgimento a stella sar\u00e0 collegato a terra. Il metodo di messa a terra determina l'entit\u00e0 della corrente di guasto a terra e il tipo di rel\u00e8 di protezione che sar\u00e0 utilizzato.<\/td>\nIndicare il metodo di messa a terra e il valore del resistore o reattore di messa a terra. Ad esempio: \u201cMessa a terra a resistenza, resistore di messa a terra da 20 ohm, limitando la corrente di guasto a terra a 200 A a 4.160 V.\u201d Il resistore di messa a terra \u00e8 un dispositivo separato, ma il trasformatore combinato deve essere progettato per funzionare con esso.<\/td>\n<\/tr>\n
Norma applicabile<\/td>\nLa norma a cui il trasformatore deve essere progettato e testato. Questo determina le procedure di test, i criteri di accettazione e la documentazione che il produttore deve fornire.<\/td>\nSpecificare IEEE C57.12.01 per trasformatori di tipo secco, IEEE C57.12.00 per trasformatori riempiti d'olio, o IEC 60076 per applicazioni internazionali. Se il trasformatore sar\u00e0 installato in un paese specifico, specificare la norma nazionale che si applica \u2014 ad esempio, CSA C9 in Canada, AS 60076 in Australia.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

La Regola 80% e Altre Considerazioni sul Carico per un Trasformatore Combinato<\/h2>\n

La regola 80% per i trasformatori stabilisce che i trasformatori non devono essere operati continuamente sopra l'80% della loro valutazione KVA, e questo si applica ai trasformatori combinati cos\u00ec come ai trasformatori normali, ma deve essere applicato separatamente per ciascuna funzione individuale del trasformatore. L'avvolgimento di messa a terra deve essere progettato per la corrente di guasto a terra continua e a breve termine che porter\u00e0 in caso di guasto, e la regola 80% non si applica all'avvolgimento di messa a terra nello stesso modo in cui si applica ai carichi continui, perch\u00e9 questo avvolgimento opera solo in condizioni anomale, e la capacit\u00e0 a breve termine \u00e8 pi\u00f9 importante della valutazione continua. L'avvolgimento ausiliario deve essere valutato a 125% del carico che sta servendo, e la regola 80% significa che il trasformatore deve essere operato non oltre l'80% della sua valutazione KVA ausiliaria. Pertanto, un trasformatore che lavora con un avvolgimento ausiliario da 150 KVA per carichi da 120 KVA \u00e8 accettabile, ma se viene utilizzato con un avvolgimento ausiliario da 150 KVA per un carico da 150 KVA, sar\u00e0 sottodimensionato \u2014 si surriscalder\u00e0, l'isolamento invecchier\u00e0 pi\u00f9 rapidamente e la vita operativa diminuir\u00e0. La norma IEEE C57.96 fornisce informazioni sul carico dei trasformatori e la sua relazione con la vita dell'isolamento e la temperatura sia per i trasformatori a olio che per quelli a secco, e un acquirente che segue questi requisiti nella fase di progettazione otterr\u00e0 un trasformatore progettato per il carico effettivo.<\/p>\n

\"Efficienza,<\/p>\n

Efficienza, Perdite e il Costo Totale di Propriet\u00e0<\/h2>\n

A trasformatore combinato<\/strong> ha sia perdite a vuoto (le perdite nel nucleo, che sono presenti ogni volta che il trasformatore \u00e8 energizzato) sia perdite di carico (le perdite nel avvolgimento, che variano con il quadrato della corrente). Le perdite di carico dell'avvolgimento di potenza ausiliaria sono il componente di perdita dominante quando i carichi di servizio della stazione sono in funzione, e le perdite dell'avvolgimento di messa a terra sono trascurabili durante il normale funzionamento perch\u00e9 l'avvolgimento di messa a terra trasporta solo la piccola corrente neutra sbilanciata. L'acquirente che sta confrontando le offerte per un trasformatore combinato dovrebbe valutare le perdite utilizzando una formula di capitalizzazione delle perdite che converte le perdite energetiche annuali in un costo di capitale attualizzato, e dovrebbe confrontare il costo totale valutato \u2014 prezzo di acquisto pi\u00f9 il valore capitalizzato delle perdite \u2014 piuttosto che il solo prezzo di acquisto. La formula \u00e8: Costo Totale Valutato = Prezzo di Acquisto + (A \u00d7 Perdita a Vuoto in Watt) + (B \u00d7 Perdita di Carico in Watt), dove A e B sono i fattori di capitalizzazione delle perdite in dollari per watt. Il fattore A riflette il costo dell'energia che viene consumata continuamente, 24 ore al giorno, ed \u00e8 tipicamente da $5 a $10 per watt per applicazioni industriali e di utilit\u00e0. Il fattore B riflette il costo dell'energia che viene consumata sotto carico, ed \u00e8 tipicamente da $1 a $3 per watt. Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti<\/a> pubblica i fattori standard di capitalizzazione delle perdite per diversi tipi di strutture, e l'acquirente pu\u00f2 utilizzare questi valori, o i valori specifici dal proprio tariffario elettrico, per confrontare le offerte su base di costo totale. Un trasformatore combinato con un prezzo di acquisto pi\u00f9 alto e perdite inferiori avr\u00e0 spesso un costo totale valutato inferiore rispetto a uno con un prezzo di acquisto pi\u00f9 basso e perdite pi\u00f9 elevate \u2014 e la differenza pu\u00f2 essere sostanziale nel corso di una vita utile di 25-35 anni.<\/p>\n

Domande frequenti<\/h2>\n

Qual \u00e8 la regola 80% per i trasformatori?<\/h3>\n

Secondo la regola 80%, il trasformatore non deve essere caricato continuamente oltre 80% del kVA nominale sulla targhetta; pertanto, questo fornisce margine termico per prevenire l'invecchiamento troppo rapido dell'isolamento e facilita la crescita del carico senza la necessit\u00e0 di installare un trasformatore pi\u00f9 grande e offre la possibilit\u00e0 di gestire sovraccarichi a breve termine senza far scattare i dispositivi di protezione del trasformatore. La regola \u00e8 dedotta dalla guida al caricamento IEEE C57.96 e funge da standard del settore per la dimensione dei trasformatori.<\/p>\n

Come faccio a sapere quale trasformatore mi serve?<\/h3>\n

Per determinare il trasformatore da utilizzare, \u00e8 necessario annotare tutte le esigenze che il trasformatore potrebbe dover soddisfare e derivare il totale kVA connesso alla fine. Dopo di che, scegliere il trasformatore in base alla posizione\u2014esterno o interno\u2014e se il tipo di trasformatore deve essere di tipo secco o riempito d'olio secondo i requisiti del codice civile. Dopo questo, la potenza del trasformatore da scegliere dovrebbe essere (quella standard) la superiore e il carico effettivo preso in considerazione per non superare la regola 80% riguardante il lavoro continuo del trasformatore. Anche la frequenza dovrebbe essere considerata.<\/p>\n

Come scegliere il giusto trasformatore di corrente?<\/h3>\n

Scegliere il corretto trasformatore di corrente (CT) richiede di determinare la corrente primaria (il carico massimo che il CT deve misurare), la corrente secondaria (un CT ha solitamente una corrente secondaria di 5 A o 1 A per misurazione e protezione), la classe di precisione (definisce l'errore del CT alla corrente nominale e al carico), il carico (impedenza di rel\u00e8, misuratori e cavi collegati al CT) e le dimensioni fisiche e il tipo di installazione del CT. Inoltre, il CT deve essere classificato per la tensione del sistema elettrico e la corrente di cortocircuito disponibile. \u00c8 importante menzionare che questo \u00e8 un dispositivo individuale che \u00e8 diverso da un trasformatore di potenza combinato.<\/p>\n

Come faccio a determinare quale dimensione di trasformatore mi serve?<\/h3>\n

Per calcolare quanto grande deve essere un trasformatore, \u00e8 necessario determinare il kVA di tutti i carichi collegati, applicare i fattori di domanda relativi a ogni tipo di carico secondo il NEC o i codici locali, sommare tutti i carichi continui come 125% della potenza nominale e selezionare il kVA standard superiore pi\u00f9 vicino al valore calcolato. Le informazioni necessarie per produrre correttamente questo calcolo sono un rapporto di studio del carico, una copia dell'Articolo #220 del NEC e il grafico di classificazione kVA del produttore.<\/p>\n

Riferimenti<\/h2>\n