{"id":393,"date":"2026-08-22T02:34:06","date_gmt":"2026-08-21T18:34:06","guid":{"rendered":"https:\/\/q8bbzjnpm5.wpdns.site\/?p=393"},"modified":"2026-08-29T23:43:43","modified_gmt":"2026-08-29T15:43:43","slug":"construction-features-of-delta-wye-transformers","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/subian-electric.com\/it\/news\/construction-features-of-delta-wye-transformers\/","title":{"rendered":"Caratteristiche costruttive dei trasformatori Delta Wye"},"content":{"rendered":"

Quegli ingegneri che hanno partecipato a gare per trasformatori possono testimoniare come ci si sente a confrontare due offerte riguardo all'aspetto, mentre sono assolutamente diverse per quanto riguarda la qualit\u00e0: grado dell'acciaio del nucleo, design dell'avvolgimento, serraggio e isolamento. La connessione delta-stella del trasformatore \u00e8 solo una parte del lavoro svolto. Ci\u00f2 che \u00e8 altrettanto importante \u00e8 il modo in cui \u00e8 costruito. Il presente documento spiega tutte le caratteristiche costruttive dei trasformatori delta-stella, come disposizione del nucleo e degli avvolgimenti, disposizione dei manicotti, cambiatori di presa, sistema di raffreddamento e design del serbatoio, consentendo cos\u00ec di avere una visione dell'offerta presentata.<\/p>\n

Una risposta a questa domanda \u00e8 la seguente. Il trasformatore delta-stella \u00e8 composto da tre bobine HV collegate in delta e tre bobine LV collegate in stella disposte concentricamente attorno a un nucleo laminato in acciaio al silicio orientato al grano. Il trasformatore include anche un punto neutro LV, tre manicotti HV, quattro terminali LV, un cambiavalute off-circuito\/on-load e il sistema di raffreddamento (il tipo a olio utilizza ONAN\/ONAF e il tipo secco utilizza AN\/AF). Le migliori caratteristiche della costruzione includono il serraggio stretto delle giunzioni del nucleo smussato, il rinforzo degli avvolgimenti dimensionato assialmente e radialmente per le forze di cortocircuito, isolamento classificato per BIL (tensione d'impulso da fulmine) della classe di tensione richiesta e il processo di essiccazione sottovuoto.<\/p><\/blockquote>\n

\"Caratteristiche<\/p>\n

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Panoramica della costruzione<\/h2>\n

Un trasformatore delta-stella \u00e8 composto da due parti, la parte attiva e la parte di involucro. La parte attiva \u00e8 costituita dall'assemblaggio nucleo-avvolgimento che \u00e8 composto da un nucleo di trasformatore a tre rami (pu\u00f2 essere richiesto un trasformatore a cinque rami per applicazioni di potenza maggiori), cos\u00ec come i tre avvolgimenti HV collegati in delta e i tre avvolgimenti LV collegati in stella insieme al cambiavalute e all'isolamento dei conduttori. L'involucro \u00e8 costituito da un serbatoio (nel caso di un trasformatore immerso in olio) con radiatori di raffreddamento o alette, manicotti, sistema di conservazione dell'olio e dispositivi di protezione, oppure da un involucro ventilato con terminali (nel caso di trasformatori solidi). Nei trasformatori immersi in olio, la parte attiva \u00e8 essiccata sottovuoto e impregnato di olio minerale che svolge la funzione di isolamento e raffreddamento. Nei trasformatori di tipo secco, gli avvolgimenti sono versati sottovuoto in resina epossidica eliminando cos\u00ec completamente l'uso del sistema a olio. Le connessioni delta e stella sono realizzate nel trasformatore e esternamente solo tre manicotti HV e tre terminali LV con un neutro o quattro terminali LV sono visibili sul lato LV.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Componente<\/th>\nCostruzione tipica<\/th>\nFunzione<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Nucleo<\/td>\nLaminazioni GOES, giunzioni smussate, sezione trasversale scalonata<\/td>\nPercorso di flusso a bassa perdita<\/td>\n<\/tr>\n
Avvolgimento LV (stella)<\/td>\nRame, avvolgimento elicoidale o a strati, posizione interna<\/td>\nTrasporta corrente LV, fornisce neutro<\/td>\n<\/tr>\n
Avvolgimento HV (delta)<\/td>\nRame, avvolgimento a strati o a disco, posizione esterna<\/td>\nTrasporta tensione di linea, forma anello delta<\/td>\n<\/tr>\n
Barriere di isolamento<\/td>\nCarta di cellulosa \/ epossidica, dimensionata per BIL<\/td>\nResistenza dielettrica<\/td>\n<\/tr>\n
Commutatore di derivazione<\/td>\nOff-circuito \u00b12\u00d72.5%, o OLTC<\/td>\nRegolazione del rapporto di tensione<\/td>\n<\/tr>\n
Serbatoio \/ involucro<\/td>\nAcciaio saldato, sigillato o conservatore (olio); involucro ventilato (secco)<\/td>\nProtezione, raffreddamento, contenimento dell'olio<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Il nucleo: grado dell'acciaio, giunzioni e serraggio<\/h2>\n

Il fattore pi\u00f9 grande quando si tratta di perdita di potenza e produzione di rumore \u00e8 la qualit\u00e0 del nucleo. I nuclei moderni sono realizzati in acciaio al silicio orientato a grano (GOES) realizzati in gradi come 27ZH95 o 23ZH85 o anche in metallo amorfo per una migliore efficienza. Il grado indica il tipo di acciaio utilizzato e indica quanto \u00e8 spesso l'acciaio e l'efficienza di perdita poich\u00e9 un numero pi\u00f9 basso significa meno perdita in un chilogrammo. Le lamiere hanno un taglio smussato lungo i bordi, riducendo cos\u00ec il grado di perdita e la corrente prodotta dagli angoli. Le lamiere devono anche essere assemblate in modo da somigliare a una forma circolare per minimizzare l'area occupata durante l'avvolgimento. L'ultima fase consiste nel garantire che il nucleo sia fissato nel modo corretto. Il nucleo pu\u00f2 essere troppo allentato e creare vibrazioni, o troppo stretto e quindi danneggiare l'isolamento.<\/p>\n

Avvolgimenti: disposizione Delta e Wye<\/h2>\n

Gli avvolgimenti sono disposti in schemi concentrici su ciascuno dei lati: gli avvolgimenti LV si trovano pi\u00f9 vicini al nucleo, mentre gli avvolgimenti HV sono posizionati all'esterno con barriere di isolamento nella direzione assiale e radiale a seconda della classe di tensione. L'avvolgimento LV, che comprende il neutro e la connessione wye, \u00e8 solitamente in forma elicoidale o a strati realizzato in rame (o alluminio nei modelli a basso costo), mentre l'avvolgimento HV si trova in forme a strati o a disco realizzate in rame. La connessione delta \u00e8 realizzata per collegare insieme gli avvolgimenti HV. Il loop \u00e8 il percorso della corrente per il terzo armonico e la corrente di sequenza zero. La connessione wye collega le tre estremit\u00e0 dell'avvolgimento LV con un punto neutro comune collegato al terminale neutro. Il materiale utilizzato nell'avvolgimento \u00e8 importante poich\u00e9 il rame ha una resistenza inferiore e una migliore resistenza ai cortocircuiti rispetto all'alluminio della stessa sezione trasversale, anche se costa da 10% a 20% in pi\u00f9 sulla parte attiva.<\/p>\n

\"Sistema<\/p>\n

Sistema di isolamento e BIL<\/h2>\n

L'isolamento consente all'apparecchiatura di sopportare picchi di commutazione, tensione di frequenza di rete e impulsi di fulmine. Le unit\u00e0 a isolamento in olio utilizzano carta di cellulosa avvolta attorno ai loro conduttori come barriere; sono immerse in olio minerale. Al contrario, le unit\u00e0 di tipo secco impiegano materiali isolanti realizzati in vetro impregnato di epossidico o mica. Il parametro principale dell'isolamento \u00e8 chiamato BIL (livello di isolamento di base) che rappresenta la massima tensione impulsiva richiesta affinch\u00e9 una macchina funzioni correttamente. Il BIL dipende dalle classi di tensione: il BIL per le unit\u00e0 classificate per un funzionamento a 12 kV \u00e8 pari a 95 kV, il sistema classificato per 24 kV necessita di un BIL non inferiore a 125-170 kV, mentre il BIL richiesto per i sistemi classificati per 36 kV pu\u00f2 variare tra 170 kV e 250 kV. Le distanze tra gli avvolgimenti LV e HV, le distanze di creep per i manicotti e l'isolamento ai bordi delle bobine soddisfano i requisiti BIL. Tuttavia, gli apparecchi costruiti utilizzando un'adeguata distanza di isolamento potrebbero superare il test di routine, anche se potrebbero fallire il test impulsivo, quindi i test dielettrici descritti nella IEC 60076-3 includono test impulsivi per tutte le unit\u00e0 che possono resistere al livello di isolamento designato.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Tensione di sistema HV<\/th>\nRequisito tipico di BIL<\/th>\nTest tipico di frequenza di rete<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Classe 12 kV<\/td>\n95 kV<\/td>\n28 kV<\/td>\n<\/tr>\n
Classe 17,5 kV<\/td>\n125 kV<\/td>\n38 kV<\/td>\n<\/tr>\n
Classe 24 kV<\/td>\n125\u2013170 kV<\/td>\n50 kV<\/td>\n<\/tr>\n
Classe 36 kV<\/td>\n170\u2013250 kV<\/td>\n70 kV<\/td>\n<\/tr>\n
Classe 52 kV<\/td>\n250\u2013325 kV<\/td>\n95 kV<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Serbatoio, Manicotti e Terminali<\/h2>\n

Il serbatoio immerso in olio \u00e8 un contenitore metallico, che \u00e8 dotato di un elemento di conservazione saldato e di un indicatore di livello del liquido o di uno sigillato ermeticamente con un cuscino di gas. Il serbatoio ha manicotti ad alta tensione, manicotti a bassa tensione, il cambiavalute, l'indicatore di temperatura dell'olio, la valvola di sfogo della pressione, cos\u00ec come valvole di drenaggio e campionamento. Pareti corrugate a forma di dardo, radiatori di raffreddamento aggiuntivi e piastre di alettatura vengono utilizzati per raffreddare l'olio. Una corretta costruzione del serbatoio richiede la saldatura di giunti critici in tutta la loro lunghezza. Dovrebbe essere sabbiato e verniciato con un buon rivestimento protettivo. Infine, il serbatoio deve essere testato riguardo alla pressione interna per confermare la sua tenuta.<\/p>\n

Cambiavalute: Off-Circuit e On-Load<\/h2>\n

Il cambiavalute cambia il rapporto di avvolgimento per gestire le variazioni di tensione nella rete. La maggior parte dei trasformatori delta-wye per distribuzione \u00e8 dotata di un cambiavalute off-circuit con +\/\u20132 x 2.5% punti, che pu\u00f2 essere azionato solo quando il trasformatore \u00e8 spento. Questo dispositivo \u00e8 semplicemente un meccanismo semplice e affidabile con marcature chiare delle varie posizioni. Trasformatori pi\u00f9 grandi o quelli che operano in reti instabili, sono dotati di un cambiavalute on-load (OLTC), che cambia il punto sotto carico lavorando tramite una camera ad arco in olio (nel caso di unit\u00e0 riempite d'olio). Questo meccanismo \u00e8 molto pi\u00f9 complesso e di solito aumenta il prezzo di 10-25% e richiede una certa manutenzione. Nei sistemi delta-wye, i punti sono generalmente collegati con l'avvolgimento delta HV, che ha una corrente minore e un dovere di commutazione pi\u00f9 benigno.<\/p>\n

Progettazione del sistema di raffreddamento<\/h2>\n

La quantit\u00e0 di corrente che un dispositivo \u00e8 in grado di trasportare senza superare i limiti di temperatura consentiti dipende dal raffreddamento. I dispositivi raffreddati ad olio utilizzano il metodo ONAN, in cui l'olio di raffreddamento circola per convezione naturale attraverso ringhiere o alette. Sopra un determinato livello di carico, viene utilizzato il raffreddamento forzato (chiamato ONAF). Questo metodo consente 20-33 %. L'aumento di temperatura di questo tipo di attrezzature \u00e8 progettato per essere intorno a 60-65 K con la temperatura dell'ambiente di lavoro che \u00e8 di 40\u00b0C. Per i dispositivi di tipo secco, il raffreddamento viene effettuato tramite metodi di aria naturale (AN) e aria forzata (AF) dove viene mantenuta una certa classe di temperatura fornendo raffreddamento.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Classe di raffreddamento<\/th>\nDescrizione<\/th>\nEffetto di capacit\u00e0<\/th>\nUso tipico<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
ONAN<\/td>\nImmerso in olio, convezione naturale<\/td>\nValutazione della targhetta<\/td>\nDistribuzione standard<\/td>\n<\/tr>\n
ONAF<\/td>\nVentilatori ad aria forzata immersi in olio<\/td>\n+20\u201333%<\/td>\nAlto fattore di carico, siti caldi<\/td>\n<\/tr>\n
OFAF<\/td>\nOlio e aria forzati<\/td>\n+40\u201360%<\/td>\nMaggiore potenza nominale<\/td>\n<\/tr>\n
AN<\/td>\nTipo secco, aria naturale<\/td>\nValutazione della targhetta<\/td>\nInstallazioni interne<\/td>\n<\/tr>\n
AF<\/td>\nTipo secco, aria forzata<\/td>\n+20\u201330%<\/td>\nCarico di picco interno<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Come la costruzione influisce sulle prestazioni e sull'affidabilit\u00e0<\/h2>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Caratteristica costruttiva<\/th>\nEffetto sulle prestazioni<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Nucleo GOES di alta qualit\u00e0, giunti smussati<\/td>\nMinore perdita a vuoto e corrente di magnetizzazione<\/td>\n<\/tr>\n
Avvolgimenti in rame, dimensionamento corretto del conduttore<\/td>\nMinore perdita di carico, migliore resistenza ai cortocircuiti<\/td>\n<\/tr>\n
Rigidit\u00e0 radiale e assiale serrata<\/td>\nResiste alle forze di cortocircuito senza movimento degli avvolgimenti<\/td>\n<\/tr>\n
Spazi di isolamento e asciugatura adeguati<\/td>\nSupera i test di impulso, nessun guasto da scarica parziale in servizio<\/td>\n<\/tr>\n
Asciugatura sottovuoto e impregnazione con olio<\/td>\nRimuove l'umidit\u00e0, estende la vita dell'isolamento<\/td>\n<\/tr>\n
Protezione dalla corrosione sul serbatoio<\/td>\nLunga vita di servizio in atmosfere costiere e industriali<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

L'impostazione dell'arrangiamento \u00e8 confermata nel corso dei test: il rapporto, il gruppo vettoriale e lo spostamento di fase dimostrano la correttezza dell'arrangiamento di connessione delta-stella. Tuttavia, l'efficienza nel lungo periodo \u00e8 il risultato di un design solido dell'arrangiamento: un'operazione di cortocircuito provoca un impatto di cortocircuito, che \u00e8 centinaia di volte pi\u00f9 forte del peso degli avvolgimenti, e solo la corretta rigidit\u00e0 consente di continuare a utilizzare il trasformatore dopo un guasto.<\/p>\n

Come valutare la qualit\u00e0 della costruzione quando si acquista<\/h2>\n