CSA C802 dla minimalnych wartości sprawności dla transformatorów mocy

W dniu 1 stycznia 2005 roku, suche transformatory rozdzielcze w Kanadzie stały się coraz bardziej poddawane Ustawie i regulacjom o efektywności energetycznej. 

Po pierwsze, suche transformatory muszą ściśle spełniać minimalne standardy i wymagania dotyczące efektywności energetycznej określone przez CSA C802.

Ponadto muszą dostarczać niezależne raporty testowe/dane dotyczące ich produkcji efektywności energetycznej do Zasobów Naturalnych Kanady.

Jeśli osiągniesz wskaźnik efektywności TP-1, osiągniesz również politykę kanadyjską C802.2.12. W tym przewodniku określimy polityki i standardy na podstawie CSA C802. 

Od stycznia 2018 roku dostawy transformatorów mocy w Kanadzie musiały spełniać nowe kryteria efektywności. Liczby te zazwyczaj opierają się na wytycznych z 2016 roku określonych przez Departament Energii USA.

Historycznie, od 1 maja 2019 roku, Kanada musi przestrzegać nowych standardów efektywności C802.2.

W Kanadzie obowiązkowe jest, aby producenci transformatorów dostarczali wyniki swoich testów efektywności do laboratorium zewnętrznego w celu inspekcji.

Kontynuuj czytanie, gdy określamy wartości efektywności transformatorów mocy. Będą one zgodne z wersjami C802.1, C802.2 i C802.3 CSA. 

Czym jest standard CSA C802? 

Kanadyjska Organizacja Normalizacyjna wydała i opracowała CSA C802 jako krajowy standard i politykę dla kraju.

Polityka ta wyraźnie pokazuje poziomy wydajności i skuteczności transformatorów mocy o mocy od 501 do 10000 kVA.

Całkowite koszty posiadania są zazwyczaj podawane jako metoda osiągania tych redukcji kosztów, szczególnie dla producentów transformatorów mocy.

Dowiedz się więcej Standard CSA

Efektywność energetyczna Kanady

Zgodnie z Kanadyjskim Aktem o Efektywności Energetycznej, wszyscy producenci transformatorów rozdzielczych typu sucha w Kanadzie, od dnia 1 stycznia 2005 roku, muszą spełniać minimalne i wymagane standardy efektywności energetycznej określone w CSA C802.2.

Ten podrozdział wskazuje, że seria HPS transformatorów rozdzielczych klasy 1,2 kV o wysokiej efektywności energetycznej zazwyczaj spełnia lub osiąga minimalne standardy efektywności.

Wydajność transformatora przy 35% jego nominalnej pojemności kVA była powszechnie stosowana do określenia tych ocen.

Możemy sporządzić krótką listę typów elementów, które są zazwyczaj objęte tymi standardami:

(wstaw obrazek)

Efektywność energetyczna Stanów Zjednoczonych 

Wszelkie transformatory typu sucha produkowane w USA po 1 stycznia 2007 roku muszą osiągać minimalne wymagania dotyczące efektywności energetycznej, jak określono przez DOE.

Określane jako Ostateczne Przepisy dla Programu Oszczędzania Energii w Sprzęcie Komercyjnym dla Standardów w Transformatorach Rozdzielczych.

Każdy z transformatorów rozdzielczych serii HPS klasy 600 V spełnia lub przekracza te standardy efektywności energetycznej.

Aby obliczyć oceny efektywności, zazwyczaj wykorzystuje się tylko jedną trzecią pełnego obciążenia.

Dowiedz się więcej Efektywność transformatora

Czym jest wersja i zakres standardu CSA C802.1?

Aby spełnić minimalne standardy efektywności określone przez CSA C802.1, transformatory rozdzielcze wypełnione cieczą muszą przestrzegać określonych wytycznych dotyczących projektowania i budowy.

Ta aktualizacja zastępuje wersję z 2000 roku.

Usługi publiczne mogą wykorzystać model Całkowitych Kosztów Posiadania, aby zapewnić, że transformatory, które nabywają, są odpowiednie i wystarczające do przewidywanych warunków w danym obszarze prowincjonalnym.

Wyznaczy mnożnik oparty na wartości bieżącej (PV) strat bezobciążeniowych i obciążeniowych w przewidywanym czasie użytkowania transformatora typu sucha.

Ponadto, Wzór Oceny Strat jest powszechnie stosowany do określenia tych wartości. Opłaty za użytkowanie transformatora są zazwyczaj obliczane poprzez dodanie kosztu zakupu początkowego do zdyskontowanej wartości strat (TCO).

Wykorzystanie TOC pomogło usługom publicznym zmniejszyć straty transformatorów i wysokie koszty.

Ponieważ wdrożenie techniki TOC stwarza unikalne wyzwania, minimalne efektywności wymagane przez ten Standard są szczególnie przydatne.

Prezentowane dane są generalnie zgodne z tym, czego można by się zazwyczaj spodziewać, gdy efektywność oblicza się zazwyczaj na podstawie strat związanych z obliczeniami TOC.

Jeśli użytkownik może zredukować swoje straty operacyjne i tym samym zaoszczędzić pieniądze w dłuższej perspektywie, to większa początkowa inwestycja może być wówczas uzasadniona.

Usługi komunalne często dostosowują swoją metodologię oceny w odpowiedzi na zmieniające się warunki rynkowe. 

 W rezultacie wartości efektywności w tym Standardzie będą na bieżąco aktualizowane, aby odzwierciedlały te dostosowania.

Zakres

1.1

Ta polityka definiuje minimalną ilość efektywności energetycznej wymaganą dla wszystkich transformatorów napełnionych cieczą. 

Usługi energetyczne są również zachęcane do stosowania techniki całkowitych kosztów posiadania (TOC) jako środka określania tych efektywności energetycznych. 

Polityka ta określa również zastosowanie dla użytkowników niebędących operatorami sieci korzystających z zaktualizowanej wersji metody TOC. Weźmie to pod uwagę koszty energii.

1.2 

Wszystkie jednofazowe i trójfazowe transformatory napełnione cieczą z klasą izolacyjną 34,5 kV ogólnie podlegają tej polityce.

Dowiedz się więcej Transformator 3-fazowy

1.3 

Ta polityka szczegółowo przedstawia szeroki zakres możliwości efektywności i dostarcza metod obliczania nieuchronnych zmian w konkretnych wartościach efektywności.

1.4

Ta polityka ustaliła metody testowania zdolności transformatora w taki sposób, aby można było ją zmierzyć równocześnie.

1.5

Poza tą standardową polityką znajdują się:

• Autotransformatory
• Testowanie
• Spawanie
• Piec
• Prostownik 
• Transformatory sieciowe i uziemiające
• Regulatory napięcia
• Transformatory o zakresie przełączania większym niż 15%
• Transformatory pracujące przy częstotliwościach 60 Hz
• Transformatory z niestandardowymi projektami rdzeni 

Powiązany artykuł

Transformator Montowany na Płycie - Kanadyjska Norma Narodowa CSA C227.4

Czym jest wersja standardu CSA C802.2?

Wersja standardu CSA C802.2 jest wytyczną dla transformatorów mocy, aby spełniały surowe standardy efektywności energetycznej ustalone przez rząd kanadyjski. W związku z tym, C802.2.12 był szeroko stosowany w 2016 roku i przeszedł na C802.2.14 w 2019 roku.

Z drugiej strony, NRCan (Natural Resources Canada) jest organem regulacyjnym odpowiedzialnym za wdrażanie punktów odniesienia efektywności. Skrót “National Research Council of Canada 2019” wskazuje, że jest to najnowszy standard.

wstaw obraz

Transformatory suche niskiej efektywności

Te transformatory muszą spełniać politykę i wymagania efektywności NRCan podczas pracy w temperaturze 75 stopni Celsjusza i obciążeniu 35%.

• Nie więcej niż 34,5 kilowolta przy napięciu pierwotnym.
• Napięcie wyjściowe poniżej 600 V, ocena częstotliwości między 60 Hz a 1 MW, moc wyjściowa między 15 kVA a 1 MW
• Ma być w ogóle chłodzone powietrzem
• Aby określić efektywność w transformatorze, następujące warunki są często stosowane jako potencjalne punkty odniesienia:
• a) przy 20 stopniach Celsjusza dla strat pojemności bez obciążenia
• b) dla strat obciążeniowych użyj 75 stopni Celsjusza i 35% znamionowej mocy tabliczki

Możesz być zainteresowany: Transformator montowany na podłożu

Które transformatory nie podlegają kanadyjskim standardom efektywności?

• Transformator automatyczny
• Nie wentylowany  
• Zamknięty 
•  Niskonapięciowy prąd 4000 Amp 
•  Transformatory napędowe 
• Uziemienie 
• Prostownik 
• Uziemienie opornościowe 
• Uszczelniony
• Regulacja pod obciążeniem 
• Specjalna impedancja 
• Uziemienie opornościowe 
• Spawanie 

Czym jest wersja i zakres standardu CSA C802.3?

CSA C802.3 zrewidowała edycję 2001 maksymalnych strat dla transformatorów mocy.

W związku z tym przyjmuje stanowisko podsekcji “Maksymalne straty dla transformatorów dystrybucyjnych, mocy i suchych” standardu CAN/CSA-C802.

Kryteria oceny wydajności transformatora mocy zostały ogólnie zrewidowane z “najwyższych strat”. 

Ma to na celu spełnienie minimalnej wydajności, a C802.3 został znacząco zmodyfikowany, aby odzwierciedlić te wyniki.

Ważne jest, aby pamiętać, że poszukując transformatorów, minimalne wydajności określone w tym standardzie mają zawsze na celu uzupełnienie, a nie zastąpienie, korzystania z formuł oceny strat.

W przeciwieństwie do minimalnej wydajności przy założeniu obciążenia 50%, metody oceny strat uwzględniają koszty związane z lokalizacją użytkownika i wzorcami obciążenia. 

W związku z tym algorytmy oceny strat muszą być ogólnie stosowane, ponieważ są tanie i mogą pomóc w zapewnieniu minimalnych strat wydajności.

Zakres

1.1

Wszystkie transformatory mocy wypełnione cieczą muszą spełniać standardy wydajności określone w tym standardzie.

1.2

Transformatory mocy o mocy KVA wynoszącej od 500 do 10 001 kVA, działające na 60 Hz i bez uwzględnienia harmonicznych, mieszczą się w zakresie tej polityki.

1.3

Wyłączone są następujące:

• jednostki z układem zmiany obciążenia 
• uzwojenia trzeciorzędne
• autotransformatorów
• transformatory uziemiające
• transformatory prostownicze
• i reaktory

Przeczytaj mój artykuł na temat Norma IEEE C57

Czym jest wersja i zakres standardu CSA C802-94?

Standard CSA C802-94 odnosi się do Maksymalnych Strat dla Transformatorów Dystrybucyjnych, Mocy i Suchych.

Ten standard określa maksymalne straty transformatorów mocy dla transformatorów dystrybucyjnych i suchych zgodnie z wymogami specyfikacji CSA CAN/CSA-C2 i C301.1.

Jeśli chodzi o transformatory, straty zarówno w projektach standardowych, jak i niestandardowych są zazwyczaj szczegółowo opisane w odpowiednich przepisach.

Niniejsza norma dotyczy transformatorów mocy od 501 do 10 000 kVA, transformatorów dystrybucyjnych od 25 do 3 000 kVA oraz transformatorów suchego typu od 3 000 do 5 000 kVA.

Trójfazowe (a) 30-7 500 kVA oraz jednofazowe (b) 25-333 kVA (do klasy 1,2 kV).

Jakie są kluczowe cechy efektywnych energetycznie suchych transformatorów?

Istnieje kilka zalet korzystania z transformatora suchego typu, w tym zmniejszone zużycie energii.

• 3 cale (76 mm) od ściany zamiast 6 cali (152 mm), powierzchnia gadżetu została znacznie zredukowana (76 mm).
•  Złącza są wystarczająco duże, aby pomieścić skoordynowane zestawy końcówek.
• Kable wtórne mają teraz dostęp do kilku zasilaczy, a promień gięcia kabli pierwotnych zwiększył się o 250%. 
• Wszystkie modele mają 200% neutralny, co umożliwia użytkownikom podłączenie zarówno paneli liniowych, jak i nieliniowych.
• System izolacyjny oceniony na 220 stopni Celsjusza przez UL.
• Jednostki lekkie.

Powiązany artykuł

Ostateczny przewodnik po transformatorze suchego typu z żywicy odlewanej

Jakie są rodzaje strat w transformatorze?

Transformatory mają wady, podobnie jak każde inne wyposażenie technologiczne.

Ogólnie rzecz biorąc, transformatory w idealnym świecie nie traciłyby energii, ale transformatory w rzeczywistości to robią. 

 Moc wyjściowa transformatora ogranicza moc wejściową i nigdy nie wynosi 100% mocy wejściowej. Kiedy energia elektryczna zazwyczaj jest tracona, ciepło stopniowo się wytwarza, które trzeba często usuwać.

Straty rezystancyjne

Opór w miedzianych uzwojeniach transformatora powoduje straty mocy, które zazwyczaj określa się jako straty oporowe, straty I2R lub straty miedziane. 

Te zakłócenia elektryczne, zwane harmonicznymi, zmniejszają pole przekroju przewodu i zwiększają opór przepływu przez nie, ponieważ wyższe częstotliwości wypychają elektrony dalej w stronę powierzchni przewodnika.

Strata na prądach wirowych

Prądy powstające w metalowych komponentach systemu z powodu zmiennego pola magnetycznego prowadzą do strat energii w transformatorze lub silniku, znanych jako straty prądu wirowego. 

Każdy przewodnik doświadczy indukcji napięcia i prądu z ruchomego pola magnetycznego. 

Niski opór rdzenia żelaza umożliwia wzajemną indukcję pól magnetycznych.

Strata histerezy

Histereza odnosi się do zjawiska, w którym magnetyzm w materiale utrzymuje się po zaprzestaniu działania pola magnetycznego, co prowadzi do strat.

Obszary magnetyczne to zazwyczaj zlokalizowane obszary materiału magnetycznego, które są zwykle zbliżane do siebie przez zastosowane pole magnetyczne. 

To obecność pola magnetycznego powoduje, że obszary magnetyczne w żelazie przyjmują charakter magnetyczny i przemieszczają się. 

Straty strumieniowe

Utrata strumienia odnosi się do faktu, że nie wszystkie linie strumienia z uzwojenia pierwotnego docierają do rdzenia w uzwojeniu wtórnym. 

Jest to równoważne jednej linii strumienia powietrza na każde dziesięć tysięcy linii strumienia w rdzeniu. Można się spodziewać niewielkiej utraty strumienia w dobrze skonstruowanym transformatorze.

Dowiedz się więcej Utrata transformatora

Jaka jest standardowa efektywność transformatora?

Sprawność transformatora mocy może wynosić od 97,1% do 99,51%. Ważne jest, aby moc dostarczona do obciążenia była równa sumie strat poniesionych przez opór, indukcyjność, bezwładność i strumień magnetyczny. W przypadku przepływu energii zawsze jest tak, że moc wejściowa przekracza moc wyjściową.

Sprawność, w kontekście transformatora, zostanie zdefiniowana jako procent mocy wejściowej, który zazwyczaj jest przekształcany w wartościową moc wyjściową.

Jedno urządzenie może często służyć do pomiaru zarówno mocy wejściowej, jak i wyjściowej. Kilowaty i waty są podstawową jednostką mocy (W).

W przypadku prawidłowo i dobrze funkcjonującego transformatora wynik jest stosunkowo bliski mocy wejściowej.

Dlatego wskaźnik wyjścia do wejścia nie jest zazwyczaj używany jako miara efektywności transformatora.

Ponieważ łączy systemy zasilania i obciążenia, transformator jest niezbędną częścią sieci elektrycznej. 

Istnieje pozytywna korelacja między wiekiem transformatora a jego mocą wyjściową, sugerująca, że staje się on bardziej efektywny z czasem.

Dodatkowo, zwykła sprawność transformatora wynosi od 95% do 99%. 

Istnieje potencjał osiągnięcia sprawności tak wysokiej, jak 99,7% przy dobrze zbudowanym niskomocowym transformatorze.

Mierzenie mocy wyjściowej i wejściowej transformatora nie jest standardową praktyką. Dlatego jest to spowodowane nieścisłościami charakterystycznymi dla watomierzy w zakresie 11% - 21%.

Czytaj dalej: Ostateczny przewodnik po standardzie IEC 60076

Uwagi końcowe

Jeśli chodzi o amerykańskie i kanadyjskie standardy, transformatory Daelim nieustannie osiągają sukcesy.

Zachowanie naszego wpływu na środowisko w rozsądnych granicach przy jednoczesnym świadczeniu doskonałych usług jest dla nas najważniejsze, i to jest jeden ze sposobów, w jaki pokazujemy nasze zaangażowanie w ten cel.