Breve Discussione sulla Scelta dei Trasformatori di Massa nelle Stazioni di Rafforzamento
I trasformatori di terra, comunemente noti come "trasformatori di terra" o semplicemente "unità di terra", operano in condizioni a vuoto durante il normale funzionamento della rete e subiscono sovraccarico in caso di cortocircuito. In base al mezzo di riempimento, sono comunemente classificati in tipo a olio e tipo secco; in base al numero di fasi, possono essere trasformatori di terra trifase o monofase.
Un trasformatore di terra crea artificialmente un punto neutro per la connessione di una resistenza di terra. Quando si verifica un guasto a terra nel sistema, presenta alta impedenza alle correnti di sequenza positiva e negativa, ma bassa impedenza alla corrente di sequenza zero, garantendo così il funzionamento affidabile della protezione contro i guasti a terra. La scelta appropriata e razionale dei trasformatori di terra è di grande importanza per l'estinzione degli archi durante i cortocircuiti, l'eliminazione delle sovratensioni dovute a risonanze elettromagnetiche e la garanzia del funzionamento sicuro e stabile della rete elettrica.
La selezione dei trasformatori di terra dovrebbe essere valutata in modo complessivo sulla base dei seguenti criteri tecnici: tipo, potenza nominale, frequenza, tensione e corrente nominali, livello di isolamento, coefficiente di aumento di temperatura e capacità di sovraccarico. Devono essere inoltre attentamente considerate le condizioni ambientali, incluse la temperatura ambiente, l'altitudine, la variazione termica, la gravità dell'inquinamento, l'intensità sismica, la velocità del vento e l'umidità.
Quando il punto neutro del sistema può essere accessibile direttamente, si preferisce un trasformatore di terra monofase; altrimenti, si dovrebbe utilizzare un trasformatore di terra trifase.
Selezione della Capacità del Trasformatore di Terra
La scelta della capacità di un trasformatore di terra dipende principalmente dal suo tipo, dalle caratteristiche dell'equipaggiamento connesso al punto neutro e dalla presenza o meno di carico sul lato secondario. Generalmente, un margine sufficiente è già incorporato nel calcolo della capacità dell'equipaggiamento connesso al punto neutro (ad esempio, bobina di estinzione dell'arco), quindi non è necessario alcun derating o fattore di sicurezza aggiuntivo durante la selezione.
Nelle centrali fotovoltaiche, il lato secondario del trasformatore di terra fornisce tipicamente carichi ausiliari. Pertanto, l'autore spiega brevemente come determinare la capacità del trasformatore di terra quando è presente un carico secondario.
In queste condizioni, la capacità del trasformatore di terra viene determinata principalmente sulla base della capacità della bobina di estinzione dell'arco connessa al punto neutro e della capacità del carico secondario. Il calcolo viene effettuato utilizzando una durata nominale equivalente di 2 ore rispetto alla capacità della bobina di estinzione dell'arco. Per i carichi critici, la capacità può anche essere determinata in base al tempo di funzionamento continuo. La bobina di estinzione dell'arco viene trattata come potenza reattiva (Qₓ), mentre il carico secondario viene calcolato separando la potenza attiva (Pf) e la potenza reattiva (Qf). La formula di calcolo è la seguente:
Quando si utilizza la protezione contro i guasti a terra basata sul componente attivo inverso della corrente di sequenza zero, viene aggiunta una resistenza di terra di valore adeguato al lato primario o secondario della bobina di estinzione dell'arco per migliorare la sensibilità e l'accuratezza selettiva della protezione a terra. Anche se questa resistenza consuma potenza attiva durante l'operazione, il suo tempo di utilizzo è breve e l'aumento di corrente risultante è piccolo; pertanto, non è necessario un aumento di capacità aggiuntivo per il trasformatore di terra.
