Transformadors de distribució de xarxa que serveixen xarxes de graella i xarxes puntuals
Emmagatzemats en caixes blindades
Els transformadors de xarxa, que són transformadors de distribució que serveixen xarxes i punts de xarxa, són unitats trifàsiques de gran mida.
Segons l'ANSI C57.12.40 - 1982, les unitats de xarxa es classifiquen típicament com a de caixa blindada o de metro:
Els transformadors de xarxa també es fan servir en edificis, normalment al soterrani. En aquests casos, es poden utilitzar transformadors de caixa blindada, sempre que la sala estigui construïda i protegida correctament amb aquest propòsit. Les companyies d'electricitat també poden optar per unitats secas i unitats amb oils aïllants menys inflamables.
Característiques tècniques
Un transformador de xarxa disposa d'un interruptor trifàsic al costat primari, que pot obrir, tancar o curt-circuitar la connexió del costat primari a terra. Les seves tensions segones estàndard són 216Y/125 V i 480Y/277 V. La Taula 1 a continuació llista les especificacions estàndard.
Els transformadors amb una capacitat nominal de 1000 kVA o menys tenen una impedància del 5%; per als que superen 1000 kVA, la impedància estàndard és del 7%.
La relació reactància-resistència (X/R) generalment varia entre 3 i 12. Els transformadors amb menor impedància (com els que tenen una impedància del 4%) presenten menors baixades de tensió i corrents de fallada més altes al costat secundari. (Les corrents de fallada més altes al costat secundari són beneficioses per a netejar les fallades a la xarxa.) No obstant això, una menor impedància comporta un cost – resulta en corrents circulants més altes i un equilibri de càrrega pitjor entre els transformadors.
Els transformadors amb una capacitat nominal de 1000 kVA o menys tenen una impedància del 5%; per als que superen 1000 kVA, la impedància estàndard és del 7%. La relació reactància-resistència (X/R) generalment varia entre 3 i 12. Els transformadors amb menor impedància (com els que tenen una impedància del 4%) presenten menors baixades de tensió i corrents de fallada més altes al costat secundari. (Les corrents de fallada més altes al costat secundari són beneficioses per a netejar les fallades a la xarxa.) No obstant això, una menor impedància comporta un cost – resulta en corrents circulants més altes i un equilibri de càrrega pitjor entre els transformadors.
Connexions a terra
La majoria dels transformadors de xarxa estan connectats en delta-trebol a terra. Amb aquesta connexió, es bloqueja la corrent de seqüència zero, mantenint la corrent a terra dels cables primaris a un nivell baix. Com a conseqüència, es pot utilitzar un relè de fallada a terra altament sensible al circuit de l'interruptor de subestació. Bloquejar la corrent de seqüència zero també reduix la corrent en els neutrals dels cables i les cares dels cables, inclosos els harmònics de seqüència zero, principalment el tercer harmònic. En cas de fallada de línia primària a terra, l'interruptor del feeder dispara, però els transformadors de xarxa continuaràn alimentant la fallada fins que tots els protectors de xarxa funcionin (i alguns podrien no funcionar correctament). En aquest punt, els transformadors de xarxa alimenten el feeder primari com a circuit sense terra.
En un circuit sense terra, una fallada de línia monofàsica a terra provoca un desplaçament del punt neutre, augmentant la tensió fase-neutre de les fases sense fallar al nivell de tensió fase-fase. Les càrregues no de xarxa connectades fase-neutre estaràn expostes a aquesta sobretensió. Algunes xarxes adopten el mètode de connexió trebol a terra-trebol a terra.
Aquesta connexió és més adequada per a feeders combinats. En cas de fallada de línia primària a terra, l'interruptor del feeder dispara. Per a la corrent de retroalimentació al primari a través de la xarxa, la connexió trebol-trebol encara proporciona un punt de referència a terra, reduint així la probabilitat de sobretensió. La connexió trebol a terra-trebol a terra també disminueix la probabilitat de ferroresonància quan el transformador experimenta commutació de pol únic.
La majoria dels transformadors de xarxa són del tipus nucli, amb la estructura del nucli sent de tres pates (trifàsic, tres columnes) o cinc pates (trifàsic, cinc columnes). El nucli de tres pates, ja sigui empilat o bobinat, és adequat per a una connexió delta-trebol a terra (però no per a una connexió trebol a terra-trebol a terra degut a problemes de calor del dipòsit). Un transformador de nucli de cinc pates és adequat per a ambdós tipus de connexions mencionats.
