Transformer Tap: cosa, perché, come trovare e fatti dettagliati

Il commutatore di presa o il rubinetto del trasformatore è una tecnica speciale per modificare il rapporto di rotazione. Le prese del trasformatore forniscono equilibrio nei sistemi di distribuzione variando la tensione in base alla variazione dei livelli di tensione.

Le prese del trasformatore sono vitali poiché il numero di giri nell'avvolgimento HV è elevato e può esserci una grande variazione di tensione. La corrente all'avvolgimento BT di trasformatori più grandi è piuttosto elevata. Quindi rompere la corrente è un compito difficile. L'avvolgimento a bassa tensione è mantenuto più vicino al nucleo e l'avvolgimento ad alta tensione è tenuto all'esterno. 

Cos'è un rubinetto del trasformatore?

Le prese del trasformatore sono un tipo di metodo di regolazione della tensione che altera il numero di giri in un avvolgimento del trasformatore e quindi cambia il rapporto di rotazione. Poiché la tensione dipende dal rapporto di rotazione, possiamo variarla.

A seconda delle esigenze, possiamo utilizzare un commutatore di presa del trasformatore sia sul lato primario che secondario. 

Rubinetto trasformatore
Autotrasformatore sfruttato; Crediti immagine: Wikimedia

Quali sono le impostazioni del rubinetto del trasformatore?

Possiamo disporre i rubinetti alla fine delle fasi, al punto neutro o da qualche parte tra gli avvolgimenti. Possiamo ridurre il numero di isolatori di boccole se forniamo i rubinetti alla fine delle fasi.

Se posizioniamo i rubinetti nel punto neutro, possiamo ridurre l'isolamento tra i vari componenti del trasformatore. Questa disposizione consente di risparmiare sui costi e, soprattutto, adatta a grandi trasformatori. Il rapporto delle spire varia da una presa all'altra, quindi ad ogni presa vengono ricevute tensioni diverse.

Uso del rubinetto del trasformatore?

I rubinetti del trasformatore sono presenti in diversi punti dell'avvolgimento. Il motivo principale per l'utilizzo di un trasformatore è per regolare la tensione in diverse situazioni. La tensione deve essere modificata in base alla variazione del carico. 

La variazione di tensione è necessaria per le reti di distribuzione. I rubinetti del trasformatore cambiano il rapporto di rotazione in modo da mantenere una certa tensione. Gli altri motivi per utilizzare il rubinetto del trasformatore sono-

  1. Per variare la tensione secondaria se necessario
  2. Per controllare la potenza attiva e reattiva
  3. Per regolare la tensione del terminale del consumatore secondo il requisito

FAQs

Tipo di rubinetto trasformatore?

Sono disponibili due tipi di commutatori del trasformatore: commutatore sotto carico (OLTC) e commutatore a vuoto o commutatore diseccitato (DETC). Recentemente sono stati sviluppati anche commutatori a stato solido.

Un commutatore sotto carico viene utilizzato in casi di interruzione dell'alimentazione complessi e inevitabili. È composto da molti rubinetti ed è piuttosto costoso. I commutatori di presa a vuoto sono ideali per trasformatori a bassa tensione e bassa potenza in cui non è richiesto il cambio frequente del rubinetto. Come suggerisce il nome, può anche diseccitare il sistema.

Al caricamento di cambiatori di rubinetto
Sotto carico commutatore; Credito immagine: IndiaMart
Commutatore di presa a vuoto a 3 fasi SEW 11kv e 33kv
Commutatore a vuoto; Credito immagine: IndiaMart

Come funziona il rubinetto del trasformatore?

Il carico viene prima scollegato dal trasformatore durante il cambio di presa a vuoto. Contemporaneamente, viene collegato un solo rubinetto per evitare cortocircuiti. Il trasformatore deve essere diseccitato non appena viene eseguita la presa. 

Come suggerisce il nome, non è necessario scollegare il carico dal trasformatore al cambio del carico. I rubinetti possono essere resistivi o reattivi e sono posti in un contenitore dell'olio. Su 33 tocchi, 16 tocchi aumentano il rapporto di virata, 16 tocchi diminuiscono il rapporto di virata e il restante un tocco è presente al centro. 

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Come calcolare il rubinetto del trasformatore?

Regoliamo il rapporto di rotazione per il calcolo del rubinetto del trasformatore. Laddove la tensione deve essere aumentata, il rubinetto deve essere spostato verso l'alto per ridurre i giri primari (NP). Allo stesso modo, dobbiamo scendere per aumentare NP per diminuire la tensione. 

Il rapporto di rotazione modificato del commutatore

CodeCogsEqn

( segno + per tensione crescente, segno – per tensione decrescente). Si supponga che il commutatore di presa sia a 4, 1 incremento rispetto alla presa nominale 3 spostandosi verso l'alto e riducendo NP. Se To= 3.5 e step % = 1.25, allora

CodiceCogsEqn 2

Campo di presa del trasformatore?

La gamma standard di commutatori a vuoto prevede prese a +5%, +2.5%, 0, -2.5%, -5%. Il tocco centrale è noto come rubinetto nominale. Possono esserci diversi intervalli, ma di solito il limite è +/- 10% e un minimo del 2.5% per passo. 

La gamma di un commutatore sotto carico può essere qualsiasi a seconda delle esigenze. I valori più comuni sono da +7.5% a -12.5% con incrementi dell'1.25% e da +15% a -15% con incrementi dell'1.25%. La regolazione di ogni rubinetto rientra nell'intervallo 1-2% per evitare zone morte. Occasionalmente, viene visualizzato anche l'intervallo di maschiatura del 15%-20%. 

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Calcolo del prelievo del trasformatore?

Possiamo vedere un trasformatore da 12.4 kV/4050 V con cinque prese sull'avvolgimento primario. La percentuale di passaggio è 1.25%. Quindi la tensione di uscita alla presa nominale (tap 3) è 4050V. 

Pertanto, gira il rapporto =

CodiceCogsEqn 4

Supponiamo che vi sia un carico sull'avvolgimento secondario con la stessa tensione del terminale della tensione secondaria. A causa di alcune perdite, la tensione di carico scende a 4000 V. Il commutatore si regolerà per compensare la perdita di 50 V. Quindi la tensione secondaria dovrebbe aumentare a 4050+50 = 4100 V. L'importo dell'aumento = 4100/4050 = 1.012

Vp/Vs = Np/Ns

Poiché c'è un aumento di Vs, Np deve essere diminuito dello stesso importo. FiglioP' = Np/ 1.012

Così,

CodiceCogsEqn 5

Quindi, dovremmo diminuire Np by

CodiceCogsEqn 6

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Interruttore di presa del trasformatore

Gli interruttori del trasformatore sono generalmente di due tipi: selettore e deviatore. I selettori selezionano la posizione dei rubinetti a cui il deviatore trasferisce la corrente di carico.

L'interruttore deviatore è responsabile della chiusura e dell'interruzione della corrente di carico e commuta le prese del trasformatore. Questi interruttori sono spesso separati dal vano principale del trasformatore per evitare la contaminazione dell'olio. I selettori funzionano a vuoto e quindi sono posti nello stesso vano.