Trasformatori TA e TV: come incidono sulla misura dell'energia

I trasformatori di misura TA e TV riducono la corrente e la tensione della linea a valori che il contatore può misurare. Sulla misura dell'energia incidono in due modi: il loro rapporto decide il fattore K per cui moltiplicare le letture, e la loro precisione si somma a quella del contatore. Un TA o un TV con il rapporto sbagliato in anagrafica, collegato male o guasto falsa tutte le misure dell'impianto.

Cosa sono i trasformatori di misura TA e TV

Il TA, trasformatore amperometrico o di corrente, riduce la corrente. Il TV, trasformatore voltmetrico o di tensione, riduce la tensione. Il contatore è collegato ai loro avvolgimenti secondari: è l'inserzione indiretta, usata quando corrente o tensione sono troppo alte per entrare direttamente nel contatore.

• In bassa tensione, con correnti elevate, si usano solo i TA. È il caso del contatore semidiretto: e-distribuzione spiega che nel suo contatore GESIS i TA riducono la corrente che attraversa il contatore, per consentirgli di misurare.
• In media e alta tensione servono TA e TV. Per i sistemi di misura installati dal produttore, la guida per le connessioni di e-distribuzione prevede un contatore statico collegato tramite TV di tipo induttivo e TA: in AT 3 TV e 3 TA; in MT, e in AT sotto 130 kV, possono bastare 2 TV e 2 TA, con lo schema di misura ARON.

I contatori per inserzione indiretta sono costruiti per una precisa corrente secondaria dei TA: i Landis+Gyr ZMD400, per esempio, per TA con corrente nominale di 5 A o di 1 A.

Come incide il rapporto di trasformazione sulla misura

Il rapporto si scrive come primario/secondario: un TA 100/5 riduce la corrente di 20 volte, un TV 20000/100 riduce la tensione di 200 volte. Il contatore conta l'energia al secondario; per avere l'energia reale si moltiplica per il prodotto dei due rapporti, il fattore K. In questo esempio K = 20 x 200 = 4000: 1 kWh letto sul contatore corrisponde a 4000 kWh, cioè 4 MWh, passati davvero nel punto di misura. Come si calcola e dove si trova K lo spieghiamo in fattore K del contatore.

Fa eccezione il contatore programmato con i rapporti di TA e TV, che registra già i valori primari: in quel caso le letture non vanno moltiplicate. Per questo nella scheda di configurazione che e-distribuzione chiede ai produttori ci sono sia i rapporti di TA e TV sia la costante di trasformazione, e per i trasformatori a più rapporti va indicato quello effettivamente usato.

Quanto devono essere precisi TA e TV

Nella misura fiscale conta la precisione di tutto il sistema di misura: trasformatori, cavi e contatore. La guida di e-distribuzione richiama la norma CEI 13-4 sui sistemi di misura dell'energia elettrica e, per gli impianti in MT e AT in cui il sistema di misura è installato dal produttore, chiede almeno questi requisiti:

Se invece il contatore di produzione è installato sul lato in bassa tensione della rete interna del produttore, la guida ammette un contatore di classe 2 o migliore (oppure A o migliore) in inserzione diretta o semidiretta, con TA di classe 0,5 o migliore.

La classe da sola non basta: i trasformatori devono anche essere adatti al circuito in cui lavorano. La stessa guida chiede che:

• la prestazione nominale dei trasformatori, in VA, sia compatibile con l'impedenza del circuito collegato al secondario;
• la tensione secondaria del TV e la corrente secondaria nominale e massima del TA siano compatibili con gli ingressi del contatore;
• la corrente termica permanente nominale del TA sia compresa tra 1 e 2 volte la corrente massima che passa nel punto di connessione.

Se il carico sui secondari è troppo basso rispetto alla prestazione dei trasformatori, la guida ammette l'aggiunta di carichi zavorra. Prescrive anche il tipo di cavo dei circuiti secondari e la lunghezza massima dei tratti di tubazione: sono dettagli da progettista, ma dicono una cosa utile anche a chi guarda solo i dati, cioè che la misura dipende dall'intera catena e non solo dal contatore.

Quali errori di TA e TV falsano i dati

• Rapporto in anagrafica diverso da quello reale. Ad esempio, se in cabina c'è un TA 150/5 (fattore 30) ma nei dati si usa 100/5 (fattore 20), l'energia calcolata è i 2/3 di quella reale: un terzo in meno, ogni quarto d'ora.
• Collegamenti errati. Un TA collegato male o associato alla fase sbagliata fa registrare al contatore valori che non corrispondono all'energia reale. L'errore resta finché qualcuno non verifica il cablaggio.
• Tensione mancante su una fase. Un guasto sul TV o sul suo circuito secondario toglie al contatore la tensione di una fase. Alcuni contatori registrano eventi di sottotensione per fase: i Landis+Gyr ZMD400, per esempio, li prevedono tra gli eventi del registro.
• Trasformatore sostituito senza aggiornare i dati. Un nuovo TA con un rapporto diverso cambia K dalla data dell'intervento.

Il sintomo tipico è una differenza costante, sempre nella stessa proporzione, tra i tuoi dati e quelli di un'altra fonte, per esempio l'energia pubblicata dal distributore o la produzione degli inverter. Le piccole differenze hanno invece altre cause; per gli scostamenti che fanno pensare a un errore del contatore vedi errore di misura del contatore: a chi rivolgersi.

Chi installa e verifica TA e TV

Dipende da chi è responsabile del sistema di misura. Quando è e-distribuzione a installare il sistema di misura dell'energia prodotta, la sua guida precisa che si occupa anche dei riduttori di tensione e di corrente, se servono. Negli impianti in MT e AT in cui il responsabile dell'installazione e manutenzione è il produttore, il produttore risponde della certificazione di taratura fiscale e della conformità ai requisiti. Il quadro completo è in contatore fiscale.

Il circuito di misura è sigillato: la guida elenca tra i punti da sigillare le morsettiere dei secondari di TA e TV e il cambio rapporto dei trasformatori con primario a prese. Il TIME di ARERA chiede al produttore di avvisare il distributore almeno 2 giorni lavorativi prima di un intervento che richiede di aprire i sigilli del contatore di produzione. Se sospetti un errore puoi chiedere la verifica delle apparecchiature di misura: secondo il TIME le spese restano a chi la chiede se gli errori sono entro i limiti di precisione, altrimenti sono a carico del responsabile della manutenzione, che deve anche ripristinare la funzionalità. Ne parliamo in verifica periodica del contatore.

Una nota di sicurezza dal manuale Landis+Gyr: i circuiti secondari dei TA vanno cortocircuitati, sulla morsettiera di prova, prima di aprirli, perché un TA con il secondario interrotto produce una tensione pericolosa per le persone e distrugge il trasformatore. Gli interventi in cabina sono lavoro per personale qualificato.

TA, TV e telelettura

La telelettura non vede i trasformatori: riceve i valori che il contatore ha registrato. Per questo, quando leggi un contatore da remoto, il rapporto di TA e TV entra nei dati solo attraverso il fattore K registrato in anagrafica. Con enerdata, per ogni contatore si indicano modello, telefono del modem e fattore K, e si leggono curva quartoraria e registri 1.8.0 e 2.8.0 di tutti i contatori nello stesso formato: trovi il servizio in telelettura dei contatori fiscali.

Domande frequenti

Che differenza c'è tra TA e TV?

Il TA riduce la corrente, il TV riduce la tensione. In bassa tensione di solito bastano i TA; in media e alta tensione servono entrambi.

Che classe di precisione devono avere TA e TV di misura?

Per i sistemi di misura del produttore in MT e AT, e-distribuzione chiede TA e TV di classe 0,5 o migliore, secondo le norme CEI EN 61869-2 e CEI EN 61869-3.

Cosa succede se sostituisco un TA con un rapporto diverso?

Cambia il fattore K: dalla data dell'intervento le letture vanno moltiplicate per il nuovo valore. Aggiorna l'anagrafica e conserva il valore vecchio per i mesi precedenti.

Un errore di TA si vede nella curva di carico?

Raramente a occhio, perché la forma della curva resta plausibile. Si vede confrontando i totali con un'altra fonte: una differenza costante nella stessa proporzione è il segnale tipico.