Trasformatori MT/BT

Grandezze nominali

Le grandezze nominali fondamentali che definiscono un trasformatore MT/BT sono:

• tensioni
• potenza e correnti
• tensione e corrente di cortocircuito

Tensioni nominali
Nei trasformatori MT/BT la tensione nominale primaria corrisponde alla tensione nominale della rete media tensione su cui il trasformatore verrà inserito.
La tensione nominale a secondario si differenzia invece in tensione a vuoto (misurata ai morsetti del trasformatore in assenza di carico) e tensione a carico (misurata ai morsetti del trasformatore quando eroga la corrente nominale). Solitamente, comunque, per tensione a secondario si intende quella a vuoto.
Poichè la tensione effettiva delle reti MT può scostarsi dal valore nominale, nei trasformatori viene prevista la possibilità di inserire o disinserire parti degli avvolgimenti a primario per adeguare la macchina alla tensione di rete. A tal fine i primari dei trasformatori in olio sono equipaggiati di commutatori per modificare la tensione nominale, mentre nei trasformatori in resina sono dotati di prese commutabili con la stessa funzione. I gradini di regolazione nei trasformatori in olio vanno solitamente consentono una variazione del ÷2×5%, mentre in quelli in resisna del ÷2×2,5%.
Si ricorda che la regolazione va sempre effettuata in condizioni di sicurezza, cioè con il trasformatore fuori tensione.

Potenza e correnti nominali
La potenza nominale A_n che il trasformatore è in grado di erogare in modo continuativo viene espressa in kVA. Le potenze nominali standard dei tasformatori MT/BT sono 100kVA, 160kVA, 250kVA, 315kVA, 400kVA, 630kVA, 800kVA, 1000kVA, 1250kVA, 1600kVA, 2000kVA, 2500kVA; esistono comunque, a seconda del costruttore, anche taglie intermedie come il 500kVA.
La corrente nominale I_n si può esprimere sia a primario che a secondario. Entrambe sono legate alla potenza nominale (espressa in kVA) ed alla tensione nominale (a primario o a secondario rispettivamente) secondo la classica formula dell’elettrotecnica I_n = A_n / (√3 * V_n)
La corrente nominale a secondario è legata a quella a primario secondo le equazioni già viste.

Tensione e corrente di cortocircuito
La tensione di cortocircuito (u_cc) è la tensione da applicare a primario affinchè circoli nel secondario una corrente pari alla nominale. La tensione di un cortocircuito viene espressa come percentuale della tensione nominale. Molto diffusi sono i valori di u_cc% pari al 6% (4% per potenze inferiori a 400 kVA).
Al variare della tensione di cortocircuito cambia chiaramente la corrente di cortocircuito che il trasformatore è in grado di erogare. I due parametri sono fra loro legati dalla seguente equazione

I_cc = I_n*(100/u_cc%)

Dove
I_cc = corrente di cortocircuito trifase al secondario
I_n = corrente nominale a secondario
u_cc% = tensione di cortocircuito percentuale

Pertanto, ad esempio, un trasformatore 630 kVA, u_cc%=6 avrà una corrente nominale secondaria pari a 910A e sarà in grado di erogare una corrente di cortocircuito pari a 910A*(100/6)=15,2kA.
Per limitare le correnti di cortocircuito si possono utilizzare trasformatori con u_cc% pari a 8%.
Si ricorda infatti che un’eccessiva corrente di cortocircuito sul lato bassa tensione in caso di guasto su tale sezione, può determinare l’intervento della protezione di massima corrente in testa alla linea MT di distribuzione. Pertanto, secondo la norma CEI 0-16, il Distributore, all’atto della richiesta di connessione, deve comunicare il limite alla potenza massima installata sulla stessa sbarra BT riferita alle tensioni di cortocircuito tipiche (6% per trasformatori con potenza nominale maggiore di 630 kVA), che l’Utente può installare nel proprio impianto. Tale limite alla potenza massima non deve essere generalmente inferiore a 2000 kVA per le reti a 20 kV e 1600 kVA per le reti a 15 kV. L’Utente non deve installare sezioni di trasformazione eccedenti tale potenza massima; è fatto salvo il caso di taglie maggiori purchè, per effetto delle impedenze interposte tra il punto di connessione e il lato BT dei trasformatori la corrente di guasto calcolata ai morsetti BT del trasformatore sia limitata a un valore equivalente a quello ottenuto considerando il solo effetto di limitazione dovuto ai trasformatori di taglia limite precedentemente indicate.