Funzionamento parallelo dei trasformatori: le cinque condizioni e cosa succede se le ignori

Due trasformatori da 1 000 kVA in parallelo sono spesso una soluzione migliore rispetto a un'unità da 2 000 kVA: se uno fallisce, metà dell'impianto continua a funzionare; la manutenzione può essere effettuata senza un'interruzione totale; e la seconda unità può essere aggiunta in seguito quando il carico cresce. Il prezzo è un insieme di regole che devono essere rispettate.

Le cinque condizioni

Condizione	Requisito	Effetto di una discrepanza
Stesso rapporto di tensione	Tensioni nominali HV e LV identiche, stessa posizione del punto di presa	Corrente circolante anche a carico nullo
Stesso gruppo vettoriale (numero dell'orologio)	Entrambi Dyn11 o entrambi Dyn5	Short circuit tra i lati LV
Impedanza di cortocircuito simile	uk entro ±10 % l'uno dall'altro	Condivisione del carico disuguale; l'unità a bassa uk sovraccarica per prima
Rapporto di potenza	Non maggiore di 3 : 1	L'unità piccola raggiunge il suo limite mentre quella grande è a metà carico
Stessa sequenza di fase	L1-L2-L3 collegati in modo identico su entrambi i lati	Cortocircuito

Condivisione del carico in numeri

I trasformatori in parallelo condividono il carico in proporzione alla loro potenza nominale e in proporzione inversa alla loro impedenza. Due unità da 1 000 kVA con uk 6 % e 5.4 % (una deviazione del 10 %) portano il 47 % e il 53 % del carico totale: a 2 000 kVA totali la seconda unità funziona a 1 060 kVA – un sovraccarico del 6 %. Ecco perché la IEC 60076 raccomanda la tolleranza di ±10 % e perché il rapporto di prova di routine, che indica l'uk misurato, vale la pena di essere letto prima di mettere in parallelo.

Corrente circolante da una discrepanza di rapporto

Se le due unità sono su punti di presa diversi – una a +2.5 %, l'altra a 0 % – la differenza di tensione del 2.5 % genera una corrente attraverso entrambi i avvolgimenti LV anche senza carico collegato. Con uk = 6 % su entrambi, la corrente circolante è 2.5 / (6 + 6) = 21 % della corrente nominale. Si aggiunge vettorialmente alla corrente di carico, riscalda entrambi i trasformatori ed è invisibile al carico. Imposta sempre entrambi i cambiatori di punto di presa sulla stessa posizione e bloccali.

Apparecchiature e protezione

• Ogni trasformatore ha bisogno del proprio interruttore automatico LV; il connettore di bus tra le due sezioni consente il funzionamento di un'unità singola.
• La corrente di guasto LV è la somma di entrambe le contribuzioni – ricalcola la potenza nominale dell'apparecchiatura (per due unità da 1 000 kVA a 6 %: circa 46 kA).
• La protezione da potenza inversa o direzionale impedisce a un trasformatore di alimentare un guasto nell'altro.

Specificare una coppia in parallelo

Ordina entrambe le unità contemporaneamente e dalla stessa serie. Due PNACHO-O 1000 kVA 21/0.42 kV, ad esempio, sono costruiti secondo lo stesso disegno e testati nello stesso modo; le loro impedenze misurate differiscono di gran lunga meno della tolleranza del 10 %. Se stai aggiungendo un'unità a un'installazione esistente, inviaci la foto della targa del vecchio trasformatore – controlliamo il rapporto, il gruppo e l'impedenza prima di fare un preventivo.