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Commutatori rete / gruppo e trasformatori a 3 avvolgimenti

Electro Graphics continua a investire nell'evoluzione dei suoi prodotti al fine di renderli sempre più uno strumento duttile e completo, ma soprattutto essenziale nel lavoro di tutti i giorni. Nella versione 2017 di Ampère Professional è stata introdotta la gestione di due nuove tipologie di utenza: i commutatori rete-gruppo e i trasformatori a tre avvolgimenti.

Questa nuova implementazione migliora ed estende le possibilità di calcolo a disposizione del progettista. Un commutatore rete-gruppo è un dispositivo, meccanico o elettronico, che permette a una linea di essere alimentata alternativamente da una di due sorgenti ed evita che le due sorgenti possano trovarsi collegate simultaneamente in parallelo.

I trasformatori a tre avvolgimenti si definiscono così perché hanno un terzo avvolgimento in aggiunta ai ‘normali’primario e secondario. Questa tipologia di trasformatori è utilizzata principalmente per far interagire tre reti a tensione differente, invece di utilizzare due trasformatori distinti.

Utilizzi tipici si hanno nei casi di necessità di potenza per circuiti ausiliari come pompe e illuminazione o per fornire potenza a due reti a tensioni diverse oppure per alimentare un carico da due reti separate. Un altro fine, comune nei paesi che utilizzano trasformatori con gruppo vettoriale Yy senza neutro, è quello di ridurre le tensioni secondarie di armonica omopolare, utilizzando il terzo avvolgimento a triangolo, senza carichi collegati.

Commutatore rete-gruppo

Il commutatore rete-gruppo è gestito in Ampère Professional con una utenza di distribuzione definita “Commutatore rete”. L'utenza così definita avrà principalmente tre compiti:
• assegnare il dispositivo Commutatore scelto da archivio;
• comandare i due dispositivi di arrivo dalle due sorgenti;
• realizzare il nodo elettrico a valle delle due linee.

Per realizzare la rete di commutazione, sono necessarie tre utenze:
S1: protezione e collegamento alla sorgente 1, ad esempio la rete;
S2: protezione e collegamento alla sorgente 2, ad esempio il G.E.;
Commutatore: una utenza distribuzione di tipo Commutatore rete, collegata a valle di S1, e successivamente collegata a S2 tramite il comando Collega nodi.
Si otterrà una rete simile a quella riportata in figura.

A questo punto, sarà possibile scegliere, editando l’utenza commutatore rete gruppo, quale sorgente utilizzare per l’alimentazione della rete a valle del commutatore. Secondo la sorgente scelta, sarà posta in stato attivo (ON) la corrispondente distribuzione a monte del commutatore e quindi in maniera mutuamente esclusiva, sarà disattivata (OFF) l’altra sorgente a monte. Conseguentemente sono ricalcolati i flussi di potenza nella rete elettrica equivalente.

Trasformatore a tre avvolgimenti

Ampère Professional 2017 permette l’inserimento e la gestione di trasformatori a tre avvolgimenti. A tale scopo crea un modello a tre utenze, una per ciascuno dei tre lati del trasformatore TWT. La rete equivalente è quindi formata da un’utenza principale (H) con altre due utenze collegate a valle (M, L). Tutte e tre le utenze sono di tipo trasformatore e sono etichettate in magliatura con la sigla TWT (Three-Winding Transformer).

I dati gestiti da questa tipologia di trasfor¬matore sono pari a tre volte quelli di un trasformatore a due avvolgimenti. Il calcolo segue le indicazioni fornite dalle norme CEI EN 60909-0, 60909-2 e 60909-4. Il modello matematico calcola una struttura a stella equivalente per il collegamento delle impedenze di cortocircuito, uguale alla rete alla sequenza diretta e quindi va bene sia per la propagazione dell’energia in tutti i suoi versi, sia per il calcolo dei guasti simmetrici. Dalle tre impedenze di cortocircuito dei lati HM, HL, ML, sono ricavate tre impedenze equivalenti Za, Zb e Zc collegate a stella per ricavare lo schema della sequenza diretta. Inoltre, il nodo elettrico centrale che unisce le tre utenze collegate a stella (schema equivalente), non deve essere considerato ‘reale’, ma puramente matematico. I valori di corrente di guasto in esso calcolati e le impedenze interne di ognuna delle utenze corrispondono alla macchina equivalente, e non a quella reale. Valori reali di corrente e impedenza vanno considerati quelli ‘esterni’ all’insieme delle tre utenze che costituiscono il modello equivalente del trasformatore TWT.
Naturalmente, anche l’archivio Dispositivi, nella sezione trasformatori, è stato aggiornato per gestire i trasformatori a tre avvolgimenti oltre alle tipologie normale ed autotrasformatore, già presenti: i dati di targa da assegnare seguono le impostazioni della CEI EN 60909-4. Si può accedere all’archivio per la scelta del dispositivo TWT voluto attraverso l’editazione dell’utenza principale H.


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