Quali sono i vantaggi dei trasformatori di distribuzione monofase ad alta tensione nella rete di distribuzione?

1.1 Miglioramento del Tasso di Qualificazione della Tensione

I trasformatori monofase ad alta tensione superano i difetti tradizionali della distribuzione a bassa tensione come le perdite di linea, migliorando la affidabilità dell'approvvigionamento elettrico.

La distribuzione a bassa tensione causa una caduta di tensione fino al 35%, interrompendo l'approvvigionamento. Il passaggio a trasformatori monofase ad alta tensione limita le cadute a ≤7%, prevenendo problemi di bassa tensione presso gli utenti finali. Una tensione stabile garantisce il corretto funzionamento degli elettrodomestici.

1.2 Miglioramento della Affidabilità dell'Approvvigionamento Elettrico

I trasformatori monofase ad alta tensione servono un numero molto inferiore di utenti rispetto ai trasformatori a tre fasi o in scatola. Pertanto, la manutenzione ha un impatto minimo sugli utenti. Nelle stagioni calde, le configurazioni a bassa tensione sono a rischio di surriscaldamento (il 56% dei guasti a bassa tensione deriva da questo). Unità monofase ad alta tensione di capacità ridotta riducono questi rischi. Inoltre, evitano problemi legati alle linee a bassa tensione (furti, cavi non sicuri). L'uso di linee ad alta tensione isolate o semisolide consente trasformatori completamente sigillati, riducendo le probabilità di guasto. Ciò stabilizza l'approvvigionamento elettrico.

1.4 Altri Vantaggi del Modo di Distribuzione dell'Energia con Trasformatori Monofase Ad Alta Tensione

I trasformatori monofase ad alta tensione possono eliminare gli armonici, prevenendo così il furto di energia e garantendo la sicurezza delle attrezzature elettriche. Controllano anche la corrente a vuoto, migliorano l'ambiente di utilizzo dell'energia e riducono il rumore.

2 Applicazione nelle Reti di Distribuzione

L'utilizzo appropriato di trasformatori monofase ad alta tensione nelle reti di distribuzione riduce efficacemente le perdite.

2.1 Tipi di Trasformatori

Questi trasformatori sono principalmente unità trifase composte da trasformatori monofase o montati su pali. Realizzati con lamiere di acciaio silicio laminato a freddo e trattati con annealing a nucleo avvolto, i trasformatori monofase di tipo Dl2 riducono la perdita di ferro. Forniscono una tensione ad alta tensione di 6 kV o 10 kV direttamente agli utenti, minimizzando le perdite di linea.

2.2 Modi di Distribuzione

Sul lato ad alta tensione, si connettono alle fasi AB, BC, CA del sistema a 10 kV. Esistono due metodi di connessione a bassa tensione:

• Monofase a tre fili: Avvolgimenti su entrambi i lati; il centro di raccordo a bassa tensione è collegato a terra, mantenendo il rapporto di tensione a 0,22 kV/10 kV (vedi Figura 1).

• Monofase a due fili: Avvolgimenti su entrambi i lati; un'estremità a bassa tensione è collegata al filo vivente, l'altra a terra, con lo stesso rapporto di 0,22 kV/10 kV (vedi Figura 2).

2.3 Tecnologia di Distribuzione dell'Energia dei Trasformatori Monofase Ad Alta Tensione

Questa tecnologia presenta:

• Trasformatori monofase montati su pali che distribuiscono energia attraverso linee a bassa tensione da 220 V. Minimizzare le lunghezze delle linee in entrata (ideale ≤23 m).

• Adattare la capacità del trasformatore alla domanda massima degli utenti per punti di distribuzione di piccola capacità e densi.

• Stazioni di commutazione/sale di distribuzione forniscono energia direttamente attraverso linee a 10 kV.

• Installare contatori elettrici centralmente negli edifici residenziali, un contatore per ogni abitazione.

3 Considerazioni Chiave per l'Applicazione dei Trasformatori Monofase Ad Alta Tensione nelle Reti di Distribuzione

Sebbene il trasformatore monofase ad alta tensione offra vantaggi insuperabili rispetto ai sistemi di distribuzione a bassa tensione, il suo potenziale completo non può essere realizzato senza un adeguato controllo del sistema di distribuzione dell'energia. Pertanto, durante l'applicazione, si devono notare i seguenti punti:

3.1 Gestione della Corrente di Carico nel Sistema di Distribuzione

A causa della loro capacità relativamente piccola, i trasformatori monofase ad alta tensione sono più facili da regolare quando si verificano fluttuazioni della corrente di carico. Gli operatori dovrebbero regolare la corrente in base al consumo di energia degli utenti per minimizzare squilibri di carico. I trasformatori monofase sono più soggetti a problemi di corrente di carico, che possono essere mitigati integrando trasformatori trifase per raggiungere un equilibrio di corrente nelle linee di misurazione a 10 kV.

3.2 Garanzia della Compatibilità tra la Capacità del Trasformatore e le Attrezzature degli Utenti

Scegliere la capacità del trasformatore che corrisponde alla massima richiesta di potenza degli apparecchi connessi. Un'adeguata compatibilità di capacità non solo soddisfa le esigenze degli utenti, ma riduce anche le perdite di linea. I sistemi di approvvigionamento trifase sono generalmente sufficienti per la maggior parte delle esigenze degli utenti.

3.3 Priorità alla Sicurezza del Sistema di Distribuzione

I sistemi tradizionali trifase a quattro fili sono suscettibili a rotture del filo neutro, che possono causare brusche impennate di tensione sui fili vivi, mettendo a repentaglio i sistemi di illuminazione e gli elettrodomestici. In contrasto, i sistemi di distribuzione monofase utilizzati nei trasformatori monofase ad alta tensione eliminano questo rischio, garantendo un'operazione più sicura delle attrezzature degli utenti.