Grupo de comutação

O grupo de comutação é uma caraterística essencial dos transformadores trifásicos e descreve a ligação eléctrica e a posição das fases entre os enrolamentos primário e secundário. Permite ao utilizador reconhecer rapidamente o tipo de ligação e a mudança de fase. A etiquetagem baseia-se num sistema utilizado globalmente que permite uma descrição normalizada e compreensível dos transformadores.

O grupo de comutação é composto por letras e números. A primeira letra maiúscula descreve a ligação e a posição de fase entre os enrolamentos primário e secundário, enquanto a segunda letra minúscula indica a ligação do enrolamento secundário ou de saída. As designações mais comuns são, por exemplo, “D” para ligações em delta, “Y” para ligações em estrela e “Z” para ligações em ziguezague. Para além disso, pode ser especificado um “n” para indicar que o ponto estrela é retirado.

A figura seguinte descreve a mudança de fase das fases individuais entre os lados primário e secundário. Isto é indicado nas chamadas “posições de relógio”. Cada hora no relógio corresponde a uma mudança de fase de 30 graus. Um grupo de comutação como “Dyn5” significa, portanto, que o enrolamento primário está ligado em delta (D) e o enrolamento secundário está ligado em estrela com um condutor neutro (yn), com uma mudança de fase de 150 graus entre os dois lados.

Se não forem formuladas outras especificações de encomenda com uma atribuição mais precisa das tensões superior e inferior, é utilizado este tipo de etiquetagem normalizada. Em muitas aplicações, os transformadores trifásicos são preferencialmente fabricados no grupo de comutação Dyn5, exceto se existirem requisitos específicos. Esta conceção oferece uma boa combinação de compatibilidade com a rede, estabilidade e aplicação prática num ambiente industrial.

Importância do conjunto da alavanca de velocidades na prática

A escolha da cablagem correta é crucial para o funcionamento seguro e sem problemas de transformadores e bobinas. Entre outras coisas, influencia a qualidade da tensão, o comportamento sob carga desequilibrada e a possibilidade de operar transformadores em paralelo. Para o funcionamento em paralelo, é essencial que os transformadores tenham o mesmo grupo de comutação, uma vez que diferentes desvios de fase podem levar a correntes de igualização e, consequentemente, a danos.

O grupo de comutação também tem influência na ligação à terra e no manuseamento do condutor neutro. Este desempenha um papel importante para a alimentação de cargas monofásicas, por exemplo em circuitos de controlo de 24V, e para medidas de proteção na rede, particularmente em ligações em estrela com um ponto neutro de saída.

Capacidade de carga do condutor neutro (ponto neutro)

Um aspeto importante em relação ao grupo de comutação é a capacidade de carga do condutor neutro, também conhecido como ponto neutro. No circuito estrela-triângulo (Yy), este ponto só pode ser carregado com a corrente nominal total se o condutor neutro da rede de alimentação estiver ligado ao ponto neutro do transformador do lado primário. Uma carga simétrica só é garantida nesta condição.

Se não for este o caso, o ponto neutro só pode ser carregado com cerca de 10 % da corrente do condutor de fase. Uma carga superior pode levar a desvios de tensão indesejáveis e sobrecargas. Isto é particularmente importante no caso de cargas desequilibradas, que ocorrem frequentemente na prática.

Caraterísticas especiais dos autotransformadores

No caso de um autotransformador trifásico, que é concebido como um autotransformador ligado em estrela (YNa0), aplicam-se condições semelhantes no que respeita à capacidade de carga do condutor neutro. Também neste caso, a ligação à rede de alimentação é decisiva para a carga admissível do ponto neutro.

Se estiver disponível um ponto neutro totalmente carregável, mas este não estiver disponível no lado da rede, deve ser selecionada uma ligação alternativa. Nestes casos, a ligação em ziguezague duplo (ZZan0) é frequentemente utilizada. Isto permite uma distribuição uniforme da carga e uma capacidade de carga significativamente maior do condutor neutro, mesmo com cargas assimétricas.

Visão geral dos grupos de mudanças típicos

Na prática, existem inúmeros grupos de comutação que são selecionados em função da aplicação. Os mais frequentemente utilizados são

• Dyn5 ou Dyn11: amplamente utilizado na indústria e no fornecimento de energia
• Yy0: circuito estrela-estrela simples sem desfasamento de fase
• YNa0: Ligação em estrela com o condutor neutro puxado para fora para autotransformadores
• ZZan0: Circuito em ziguezague com elevada capacidade de carga do condutor neutro

A seleção depende de vários factores, incluindo a estrutura da rede, o comportamento da carga, o conceito de ligação à terra e os requisitos de qualidade da tensão.

Resumo

O grupo de comutação é uma caraterística central de um transformador trifásico e fornece informações importantes sobre a sua cablagem e posição de fase. Tem uma influência significativa na função, segurança e possíveis aplicações de um transformador na rede eléctrica.

A seleção e conceção corretas do grupo de comutação são cruciais para um funcionamento sem problemas, especialmente quando são utilizados vários transformadores em paralelo e com cargas desequilibradas. A capacidade de carga do condutor neutro e a escolha da cablagem adequada também desempenham um papel importante.

O sistema de etiquetagem normalizado permite aos utilizadores de todo o mundo identificar claramente os transformadores e utilizá-los de acordo com as suas necessidades. O grupo de comutação é, portanto, uma parte indispensável da descrição técnica e do planeamento de sistemas eléctricos e uma base técnica importante.