I gruppi vettoriali di trasformatori sono parametri critici che determinano la qualità dell'alimentazione, la soppressione delle armoniche e la protezione dai guasti nei sistemi di distribuzione dell'alimentazione. Tra questi, Dyn11 e Yyn0 sono i due gruppi vettoriali più comuni utilizzati per i trasformatori di distribuzione a bassa tensione. Una mancanza di chiarezza riguardo alle differenze tra questi due tipi porta spesso a una selezione impropria, con conseguenti problemi quali eccessive armoniche di rete, sovraccarico del filo neutro e guasto del sistema di protezione. Questo articolo chiarisce le caratteristiche e gli scenari applicativi appropriati per entrambi.
In termini di principi strutturali, il gruppo vettoriale Yyn0 presenta collegamenti a stella (Y) sia per gli avvolgimenti ad alta tensione che per quelli a bassa tensione, con un filo neutro sul lato a bassa tensione e uno sfasamento della tensione di 0 gradi. Il gruppo vettoriale Dyn11, al contrario, utilizza una connessione a triangolo (D) sul lato ad alta tensione e una connessione a stella (Y) con un filo neutro sul lato a bassa tensione, risultando in uno sfasamento della tensione di 30 gradi. Dyn11 è attualmente la scelta preferita per i nuovi progetti di distribuzione dell'energia.
Esiste una differenza significativa nelle capacità di soppressione delle armoniche. La connessione a triangolo sul lato ad alta tensione di un trasformatore Dyn11 blocca efficacemente le armoniche del terzo ordine (e i loro multipli), impedendo loro di reimmettersi nella rete elettrica e migliorando così la qualità dell'energia. Al contrario, la configurazione Yyn0 è inefficace nel sopprimere le armoniche; le armoniche generate sul lato carico possono facilmente propagarsi nella rete principale, causando distorsioni della forma d'onda e aumento del riscaldamento o delle perdite di energia nelle apparecchiature. Per progetti che coinvolgono fonti armoniche significative, come sistemi fotovoltaici (PV), accumulo di energia o azionamenti a frequenza variabile, la configurazione Dyn11 è obbligatoria.
Esistono inoltre chiare differenze nella gestione dei guasti e nelle prestazioni di protezione. In caso di guasto monofase-terra sul lato bassa tensione, un trasformatore Dyn11 produce un'elevata corrente di cortocircuito, che fa intervenire rapidamente la protezione dell'interruttore; ciò garantisce una risposta rapida ai guasti e un livello di sicurezza più elevato. Al contrario, un trasformatore Yyn0 produce una corrente di cortocircuito monofase inferiore, che potrebbe non attivare i dispositivi di protezione. Ciò si traduce in una maggiore durata dei guasti, aumentando il rischio di bruciatura delle apparecchiature e surriscaldamento delle linee elettriche. In termini di adattabilità al carico, i trasformatori Dyn11 possiedono un'elevata capacità di gestire correnti di neutro, rendendoli adatti a carichi monofase squilibrati e carichi non lineari; di conseguenza, sono ampiamente utilizzati in strutture industriali e commerciali, comunità residenziali e nuovi progetti energetici. Al contrario, i trasformatori Yyn0 sono appropriati solo per scenari di distribuzione dell'alimentazione di base tradizionali caratterizzati da carichi bilanciati, assenza di armoniche e carichi puramente lineari, una configurazione che è stata in gran parte eliminata nei nuovi progetti di costruzione.
In sintesi, con l’eccezione di semplici progetti di ammodernamento di infrastrutture obsolete, si raccomanda di dare la priorità ai trasformatori configurati Dyn11 per tutti i nuovi progetti industriali, municipali e di distribuzione dell’energia per garantire la stabilità della rete e la sicurezza elettrica.
