Esercizio N° 4 (sui trasformatori trifasi, come si studiano)

Nel caso di trasformatori trifasi, a parità di impianto, l'approccio per la risoluzione è lo stesso già visto nei precedenti esercizi sui trasformatori monofasi. Le regole che permettono di costruire una analogia tra la risoluzione di problemi con trasformatori trifasi e quelli con trasformatori monofasi sono le seguenti :

  1. il trasformatore trifase deve sempre essere riassunto col circuito equivalente Y/Y, comunque siano i collegamenti al primario ed al secondario;
  2. siccome i sistemi che studiamo sono equilibrati, si deve fare riferimento ad una sola fase dell'intero impianto visto come se fosse a Y e, con riferimento ad una sola fase, le potenze complessive vanno divise per tre, le tensioni sono quelle stellate, le correnti sono quelle di linea;
  3. naturalmente le risoluzioni devono fare riferimento all'impianto trifase e quindi le risoluzioni devono esprimere le potenze complessive, le tensioni concatenate, le correnti di linea;
  4. per quanto riguarda i parametri delle linee, mentre nei sistemi monofase la resistenza e la reattanza sono quelle complessive che tengono conto sia del conduttore d'andata che del conduttore di ritorno, nei sistemi trifasi i parametri sono quelli di uno solo dei tre conduttori.

A titolo di esempio viene ora mostrato l'impianto trifase analogo all'impianto monofase studiato nell'esercizio N° 1:

I dati di targa del trasformatore trifase analogo a quello monofase visto nell'esercizio N° 1 sono i seguenti :

Sn = 50·3 = 150 [kVA] , V1n = 1·1,732 = 1,732 [kV] , V20n =230·1,732= 398,4 [V] , fn = 50 [Hz]

Po% = 3 , Io% = 4 , Pcc% = 3,2 , Vcc% = 6

I parametri della linea trifase hanno gli stessi valori di quella monofase RL = 0,02 [W] e XL = 0,025 [W], solo che adesso sono riferiti a ciascuno dei tre conduttori.

Il primo carico assorbe la potenza Pu1 = 25·3 = 75 [kW] con fattore di potenza 0,8 in ritardo.

Il secondo carico impegna la potenza apparente Su2 = 30·3 = 90 [kVA] con f.d.p. 0,9 in anticipo.

La tensione applicata all'utenza vale Vu = 220·1,732 = 381 [V].

Le risposte alle varie domande dell'esercizio sono le seguenti :

a) i parametri del TR trifase Y/Y sono gli stessi del monofase ;

b) V2 = 225,4·1,732 = 390,4 [V], corrente e f.d.p. uguali al caso monofase ;

c) V1 = 1023·1,732 = 1772 [V], corrente e f.d.p. uguali al caso monofase ;

d) i rendimenti sono gli stessi del caso monofase ;

e) DV2TR = 9,9·1,732 = 17,15 [V] , DV2L = 5,4·1,732 = 9,35 [V] , DV2TR+L = 15,3·1,732 = 26,5 [V] ;

f) il fattore di carico è lo stesso del caso monofase ;

g) la corrente teorica di massimo rendimento è la stessa del caso monofase.

Trasformatori
Programma per la classe quarta
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