Che cos'è un trasformatore a zigzag?
Un trasformatore a zigzag è un dispositivo trifase che produce un punto di riferimento di terra da una linea di alimentazione trifase a tre fili. Rientra nella categoria dei trasformatori trifase e si avvale di un design speciale che deriva una nuova serie di vettori trifase dai vettori trifase esistenti che pilotano una stella o una connessione a Y. Per descrivere il trasformatore a zig-zag trifase, può essere utile esaminare una semplice analogia monofase e bifase.
Con una linea di alimentazione monofase, non sembra necessario derivare il punto di massa perché il livello neutro viene mantenuto in tutte le condizioni. Quando il filo sotto tensione monofase è difettoso o privo di difetti, il filo neutro ha sempre lo stesso potenziale. Sebbene l'alimentatore a doppia fase sia usato raramente, il suo principio è un buon esempio per descrivere il ruolo del trasformatore di messa a terra a zig-zag. Nel caso in cui esistesse, l'alimentatore a doppia fase userebbe due fili in tensione ciascuno con uno spostamento di fase vettoriale di 180 gradi dall'altro. Se si considerano trasformatori elettrici a doppia fase, una distribuzione a doppia fase a corrente alternata (VAC) a 110 volt farebbe uso di due fili attivi da 110 V CA ciascuno con 110 V CA su neutro.
Nell'esempio sopra, si considera che la linea neutra o di terra non sia stata resa disponibile. Va notato che il punto neutro è accessibile dal lato del generatore in cui è un rubinetto centrale sull'uscita di avvolgimento del generatore 110-0-110 V CA. La sfida è quella di produrre un filo neutro a valle nella distribuzione. Ancora una volta, la controparte a doppia fase del trasformatore a zigzag avrà due avvolgimenti con una connessione comune al neutro e le altre estremità dell'avvolgimento saranno collegate ai due fili sotto tensione. Ci sarà una differenza di potenziale zero tra il neutro a zig-zag e la massa se il carico su ciascuna fase dell'alimentatore a doppia fase è bilanciato; in caso contrario, ci sarà una tensione diversa da zero sul neutro a zig-zag a terra.
Il trasformatore a zigzag, essendo una stella o una connessione a Y, rigenera un'uscita trifase usando le tensioni di due fasi alla volta. Quando sono state fatte tutte le combinazioni di due fasi, i vettori trifase risultanti sono convergenti su un singolo punto neutro di riferimento. All'interno del trasformatore a zig-zag ci sono due serie di avvolgimenti per ogni fase - un avvolgimento interno e un avvolgimento esterno - che sono avvolti in modo opposto per contrastare il flusso. Per ciascun nucleo, l'avvolgimento interno viene prelevato dalla fase successiva della sequenza. Quando i carichi sono bilanciati su ciascuna delle tre fasi, il punto neutro del trasformatore a zig-zag ha lo stesso potenziale di massa, ma quando si verifica un guasto su una fase o uno squilibrio nei carichi di fase, si verificherà una tensione in il punto neutro.