O que é um transformador em zigue-zague?

Um transformador em zigue-zague é um dispositivo trifásico que produz um ponto de referência de aterramento a partir de uma linha elétrica trifásica de três fios. Ela se enquadra na categoria de transformadores trifásicos e utiliza um design especial que deriva um novo conjunto de vetores trifásicos dos vetores trifásicos existentes que acionam uma conexão em estrela ou Y. Para descrever o transformador trifásico em zigue-zague, pode ser útil observar uma analogia simples monofásica e bifásica.

Com uma linha de energia monofásica, parece não haver necessidade de derivar o ponto de aterramento porque o nível neutro é mantido em todas as condições. Quando o fio ativo monofásico está com falha ou sem falhas, o fio neutro está sempre com o mesmo potencial. Embora o alimentador de energia de duas fases raramente seja usado, seu princípio é um bom exemplo para descrever o papel do transformador de aterramento em zigue-zague. Caso existisse, o alimentador de duas fases usaria dois fios vivos, cada um com um deslocamento de fase vetorial de 180 graus em relação ao outro. Se os transformadores elétricos de duas fases forem considerados, uma distribuição de fase dupla de 110 volts de corrente alternada (VAC) usaria dois fios vivos de 110 VCA, cada um com 110 VCA para neutro.

No exemplo acima, considera-se a seguir que a linha neutra ou terrestre não foi disponibilizada. Deve-se observar que o ponto neutro é acessível no lado do gerador, onde é uma torneira central na saída do enrolamento do gerador 110-0-110 VCA. O desafio é produzir um fio neutro a jusante na distribuição. Novamente, a contraparte bifásica do transformador em zigue-zague terá dois enrolamentos com uma conexão comum ao neutro, e as outras extremidades do enrolamento serão conectadas aos dois fios ativos. Haverá uma diferença de potencial zero entre o ziguezague neutro e o terra se a carga em cada fase do alimentador de duas fases estiver equilibrada; caso contrário, haverá uma tensão diferente de zero no neutro em zigue-zague para o terra.

O transformador em zigue-zague, sendo uma conexão em estrela ou em Y, regenera uma saída trifásica usando tensões de duas fases por vez. Quando todas as combinações de duas fases foram feitas, os vetores trifásicos resultantes são convergentes em um único ponto neutro de referência. Dentro do transformador em zigue-zague há dois conjuntos de enrolamentos para cada fase - um enrolamento interno e um enrolamento externo - que são enrolados de maneira oposta para oposição ao fluxo. Para cada núcleo, o enrolamento interno é obtido da próxima fase na sequência. Quando as cargas são balanceadas em cada uma das três fases, o ponto neutro do transformador em zigue-zague tem o mesmo potencial que o terra, mas quando há uma falha em uma fase ou um desequilíbrio nas cargas da fase, haverá uma tensão na o ponto neutro.