Explicação da conexão do transformador Delta-Wye (Δ–Y): mudança de fase, neutro, aterramento e usos

A transformador delta-estrela(também escritoΔ–Youdelta-estrela) é umtransformador-trifásicoconexão onde um lado dos enrolamentos do transformador está conectado emdelta (Δ)e o outro lado está conectado emestrela (Y). O arranjo mais comum na distribuição de energia édelta primário, estrela secundárioporque fornece um utilizávelneutrono lado de baixa-tensão e funciona bem com cargas mistas-trifásicas e monofásicas-.

Este artigo explica como funciona a conexão delta{0}}estrela,relações tensão/corrente, oMudança de fase de 30 graus, implicações de aterramento, vantagens/desvantagens e aplicações comuns (incluindo grupos de vetores comoDyn11).

Um transformador delta{0}}estrela tem:

Enrolamento delta (Δ):os enrolamentos trifásicos são conectados ponta a ponta-a-em um circuito fechado.

Enrolamento estrela (Y):uma extremidade de cada enrolamento de fase é amarrada para formar umponto neutro, e as outras extremidades tornam-se os terminais da linha.

Freqüentemente, você os verá em distribuição-regressiva, como:

Delta de média tensão (MT) → estrela de baixa tensão (BT)(trifásico, 4 fios)

Exemplos (dependendo da região-):

11 kV Δ → 400/230 VY (neutro disponível)

13,8 kV Δ → 480/277 VY (neutro disponível)

Noções básicas de enrolamento Delta (Δ)

Em uma conexão delta:

Hánenhum ponto neutro.

O enrolamento forma um circuito fechado, que permite que certas correntes circulantes fluam internamente (útil para harmônicos e desequilíbrio).

Relações linha vs fase (delta):

Onde:

Tensão de=linha-a{2}}linha

= tensão em um enrolamento (fase)

= linha atual

= corrente do enrolamento (fase)

Noções básicas de enrolamento Wye (Y)

Em uma conexão estrela:

A neutropode ser retirado e aterrado.

Ele suportalinha-para{1}}cargas neutras(cargas-monofásicas), bem como cargas de linha-a{2}}linha.

Relações linha vs fase (estrela):

Um transformadorrelação de girosestabelece a relação entre otensões de fasedos dois enrolamentos. Mas como delta e estrela têm relações linha/fase diferentes, é importante deixar claro se você quer dizerlinha-a{1}}linhaoufasevalores.

Uma lição prática:

Nolado estrela, você obtém os dois:

Tensão-de{1}}linha(cargas trifásicas)

Tensão de linha-para{1}}neutro(cargas-monofásicas)

Por exemplo, em um secundário em estrela de 400/230 V:

Esta é uma das principais razões pelas quais as concessionárias e instalações preferemΔ primário → Y secundáriopara distribuição.

Uma característica importante dos transformadores delta{0}}estrela é que eles introduzem umMudança de fase de 30 grausentre o primário e o secundáriotensões de linha-a{1}}de linha.

As conexões delta e estrela fazem referência às tensões da linha de maneira diferente em relação aos seus enrolamentos de fase.

Como resultado, as tensões da linha secundária são deslocadas por+30 grau ou −30 grauem comparação com o primário, dependendo de como os enrolamentos estão conectados.

Notação de grupo vetorial (Dyn11, Dyn1)

As placas de identificação dos transformadores geralmente listam umgrupo de vetores, comoDyn11.

D= Delta no lado de alta-tensão (HV)

y= Estrela no lado-de baixa tensão (LV)

n= Neutro destacado no lado estrela

11(notação de relógio)=deslocamento de fase

Comuns:

Dyn11:LV normalmenteatrasosHV em 30 graus (muito comum na distribuição)

Dina1:LV normalmentepistasHV em 30 graus

Por que a mudança de fase é importante

Você geralmentenão pode ser paralelotransformadores com diferentes grupos vetoriais (ou diferentes deslocamentos de fase) sem causar correntes circulantes e compartilhamento inadequado de carga.

A mudança de fase também é importante na interface com outros esquemas de fornecimento, medição e proteção.

Disponibilidade neutra no lado estrela

Um secundário estrela fornece umponto neutro, possibilitando umaSistema trifásico de 4 fios. Isso é ideal quando você tem:

motores-trifásicos (linha-a-linha)

cargas de construção monofásicas-(linha-para-neutro), como iluminação e receptáculos

Benefícios do aterramento

Quando o neutro estrela está aterrado (solidamente ou através de uma impedância, dependendo do projeto):

o sistema tem uma referência estável à terra

falhas à terrapode ser detectado de forma mais confiável

dispositivos de proteção podem operar adequadamente com base nos níveis de corrente de falha esperados

(O comportamento exato da falha depende do método de aterramento e da configuração mais ampla do sistema.)

Harmônicos triplos (3º, 9º, 15º…)

Cargas não{0}}lineares (VFDs, retificadores, fontes de alimentação de TI, drivers de LED) podeproduzir harmônicos. Em sistemas-trifásicos,harmônicos triplossão componentes de "sequência-zero" que tendem a adicionar neutro em sistemas estrela.

Um enrolamento delta fornece um caminho fechado onde alguns desses componentes harmônicos podemcircula dentro do delta, ajudando a evitar que eles se propaguem tão fortemente no sistema upstream (a extensão depende do design e do carregamento).

Cargas desequilibradas​​​​​​​

Os sistemas Delta{0}}estrela geralmente funcionam bem em instalações reais porque:

o secundário em estrela pode atender cargas-monofásicas desequilibradas com mais naturalidade

o lado delta pode ajudar a absorver certos componentes de desequilíbrio (dependentes-do sistema)

Neutro no lado estrela
Permite distribuição trifásica-de 4-fios e cargas de linha para neutro.

Bom para distribuição-regressiva
Comum para fornecimento de MT → BT em instalações comerciais/industriais.

Harmônicolidar com benefícios
Delta pode fornecer um caminho para a circulação de correntes harmônicas triplas.

Flexibilidade de aterramento
O aterramento do neutro estrela fornece uma referência estável e pode melhorar o desempenho da proteção.

Isolamento entre sistemas
O transformador fornece isolamento galvânico; e o arranjo delta/estrela pode alterar a forma como os componentes de sequência zero são transferidos entre os lados (depende do aterramento e da configuração).

Mudança de fase de 30 grauscomplica o paralelismo e a integração do sistema se os grupos de vetores não corresponderem.

Não há neutro no lado delta(não é possível veicular cargas-de linha-neutras do delta).

O comportamento da falha depende muito do projeto de aterramento; escolhas incorretas de aterramento podem levar a problemas de proteção ou sobretensões durante determinadas condições de falha.

Em alguns cenários, as correntes circulantes no delta podem causaraquecimento adicional(especialmente com distorção/desequilíbrio), que deve ser levado em consideração no projeto e no carregamento.

Delta-Wye (Δ–Y): motivos típicos para escolhê-lo

Precisa de umneutrono secundário para cargas mistas

Requisito comum de distribuição de BT (trifásico, 4 fios)

Frequentemente preferido para entrada descendente de utilitário/serviço-

Wye-Delta (Y–Δ): motivos típicos para escolhê-lo

Usado em alguns contextos-de step-up ou de interconexão

O secundário delta pode ser útil onde nenhum neutro é necessário e certas características harmônicas/desequilíbrio são desejadas

Em ambos os casos, lembre-se:grupo de vetores e mudança de fase devem corresponderao colocar em paralelo ou integrar com outros transformadores/fontes.

Transformadores de distribuição de utilidades:Delta de MT primário para secundário em estrela de LV (aterramento neutro)

Edifícios comerciais:alimentando sistemas 400/230 V ou 208/120 V

Plantas industriais:cargas mistas de motores-trifásicos e cargas auxiliares-monofásicas

Redução da instalação-dos quadros de distribuição de MT para BT

Criando uma referência neutra aterradapara um sistema BT local (quando projetado para isso)

Qual é a mudança de fase de um transformador delta{0}}estrela?

Tipicamente30 graus(+30 grau ou −30 grau), dependendo do grupo de vetores (por exemplo, Dyn11 vs Dyn1).

Um transformador delta{0}}estrela fornece neutro?

Sim-nolado estrela. Se estiver marcado com"n"(por exemplo, Dyn11), o neutro é retirado para uso e aterramento.

Por que o delta primário e o estrela secundário são tão comuns?

Porque fornece umneutro para cargas-de baixa tensão, suporta cargas trifásicas e monofásicas e oferece aterramento prático e benefícios harmônicos.

Você consegue colocar transformadores delta{0}}estrela em paralelo?

Sim, mas somente se as principais características corresponderem-especialmentegrupo de vetores, relação de tensão, impedância e configurações de tap. O deslocamento de fase incompatível pode causar correntes circulantes severas.

A transformador delta-estrela (Δ–Y)conecta um lado em delta e o outro em estrela (geralmente Δ primário → Y secundário).

Ele introduz umMudança de fase de 30 graus, indicado na placa de identificação por notação de grupo vetorial comoDyn11.

Olado estrela pode fornecer um neutro, tornando-o ideal para distribuição trifásica de 4 fios.

Oenrolamento deltapode ajudar a gerenciar harmônicos triplos e certos componentes de desequilíbrio.

Sempre considerecompatibilidade de grupo de vetorese projeto de aterramento ao especificar ou colocar em paralelo transformadores Δ–Y.

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