IEC/IEEE 60076 57 1 202 Edition 1 0 201 7 05 INTERNATIONAL STANDARD NORME INTERNATIONALE Power transformers – Part 57 1 202 Liquid immersed phase shifting transformers Transformateurs de puissance – P[.]
I E C /I E E E 60 6-57 -1 2 ® Edition 201 7-05 I N TE RN ATI ON AL S TAN D ARD N ORM E I N TE RN ATI ON ALE P ower tran s form e rs – P art 57 -1 2 : Li q u i d i m m e rs ed ph as e-s h i fti n g tran s form e rs Tran s form ate u rs d e pu i s s an ce – IEC/IEEE 60076-57-1 202:201 7-05(en-fr) P arti e 57 -1 2 : Tran sform ate u rs d éph as e u rs i m m erg é s d an s u n l i q u i d e colour i n sid e T H I S P U B L I C AT I O N I S C O P YRI G H T P RO T E C T E D C o p yri g h t © I E C , G e n e v a , S w i tz e rl a n d C o p yri g h t © I E E E All rights reserved Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing being secured Requests for permission to reproduce should be addressed to either IEC at the address below or IEC’s member National Committee in the country of the requester or from IEEE IEC Central Office 3, rue de Varembé CH-1 21 Geneva 20 Switzerland Tel.: +41 22 91 02 1 Fax: +41 22 91 03 00 info@iec.ch www.iec.ch I nstitute of Electrical and Electronics Engineers, I nc Park Avenue New York, NY 001 6-5997 United States of America stds.ipr@ieee.org www.ieee.org Ab ou t th e I E C The I nternational Electrotechnical Commission (I EC) is the leading global organization that prepares and publishes I nternational Standards for all electrical, electronic and related technologies Ab ou t th e I EE E IEEE is the world’s largest professional association dedicated to advancing technological innovation and excellence for the benefit of humanity IEEE and its members inspire a global community through its highly cited publications, conferences, technology standards, and professional and educational activities Ab ou t I E C/I EE E pu bl i cati on s The technical content of IEC/IEEE publications is kept under constant review by the IEC and IEEE Please make sure that you have the latest edition, a corrigendum or an amendment might have been published I E C Catal og u e - webstore i ec ch /catal og u e E l ectroped i a - www el ectroped i a org The stand-alone application for consulting the entire bibliographical information on IEC International Standards, Technical Specifications, Technical Reports and other documents Available for PC, Mac OS, Android Tablets and iPad The world's leading online dictionary of electronic and electrical terms containing 20 000 terms and definitions in English and French, with equivalent terms in additional languages Also known as the International Electrotechnical Vocabulary (IEV) online I E C pu bl i cati on s s earch - www i ec ch /search pu b I E C G l ossary - std i ec ch /g l os sary The advanced search enables to find IEC publications by a variety of criteria (reference number, text, technical committee,…) It also gives information on projects, replaced and withdrawn publications 65 000 electrotechnical terminology entries in English and French extracted from the Terms and Definitions clause of IEC publications issued since 2002 Some entries have been collected from earlier publications of IEC TC 37, 77, 86 and CISPR I E C J u st Pu bl i s h ed - webstore i ec ch /j u stpu bl i sh ed Stay up to date on all new IEC publications Just Published details all new publications released Available online and also once a month by email I E C C u stom er S ervi ce C en tre - webstore i ec ch /cs c If you wish to give us your feedback on this publication or need further assistance, please contact the Customer Service Centre: csc@iec.ch ? ? ? ? ? ??? ? ?? ? ???? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? colour in sid e ? ? ??? ? ???? ? ?? ?? ? ?? ? ? ??? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? ???? ? ?? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ?? ?? ??? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? ? ?? ?? ? ? ? ???? ? ?? ?? ??? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ? ? ? IEC ISBN 978-2-8322-4258-2 IEEE ISBN 978-1 -5044-201 5-0 STD20936 ? ??? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ?? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ???? ?? ? ??? ?? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ?? ??? ? ?? ???? ?? ?? ? ???? ? ? ?????? ? ? ? ???? ?? ?? ? ?? ?? ??? ? ?? ? ? ??? ? ?? ? ? ? ? ? ????? ? ?? ??? ? ? ? ???? ? ? ? ??? ?? ?? ? ?? ??? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ?? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ?? ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ? ? ?? ? ?? ? ??? ?? ? ? ? ? ?? ?? ?? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? –2– I EC/I EEE 60076-57-1 202:201 © I EC/I EEE 201 CONTENTS FOREWORD Scope Norm ative references I EC references 2 I EEE references Terms and definitions Use of normative references 1 Service conditions 1 General 1 Usual service conditions 1 Switching arrangement 1 2 Power flow 1 Operation with two or more PSTs in series or parallel 1 Phase unbalance 5 Surge protection Rating and general requirem ents Rated power Loading at other than rated conditions Specification of buck capability Cooling modes Short circuit im pedance and load phase angle capability Specification Short circuit impedance for asym metric designs 6 Neutral earthing (grounding) Rated voltage Voltage variation and asymmetric design Rated frequency Operation at higher than rated voltage and/or at other than rated frequency 1 Highest voltage for equipm ent and dielectric test levels Taps Sound level Transport Construction General Liquid-filled connections between tanks Liquid insulation and preservation system Alignment between tanks Core and core frame earthing arrangements Test connections Short circuit capability Connection phase displacem ent symbols General Special sym bols for PSTs Clock number notation Examples Single core phase shifting transformers I EC/I EEE 60076-57-1 202: 201 –3– © I EC/I EEE 201 Two core phase shifting transform ers 9 Transform ers incorporating a phase shifting element 21 Rating plates (nameplates) 22 1 Terminal markings and phase rotation 23 I nform ation to be provided by the manufacturer 23 Tests 24 General 24 Routine tests 24 3 Type (design) tests 24 Special tests 24 Winding resistance 25 Measurem ent of voltage ratio, phase angle and check of phase displacement 25 Measurem ent of short-circuit impedance and load loss 25 Temperature-rise test 26 Measurem ent of no-load loss and current 26 Determination of sound level 26 0.1 General 26 0.2 For PSTs with one com bined cooling system 26 0.3 For PSTs with separate exciting and series unit cooling system s 27 1 Measurem ent of zero sequence im pedance 27 Dielectric tests 27 2.1 General 27 2.2 I nduced voltage test with partial discharge measurem ent (I VPD) 28 2.3 Switching impulse test (SI ) 28 2.4 Lightning im pulse test 28 2.5 Lightning im pulses applied to m ultiple line term inals sim ultaneousl y (LI MT) 29 3 Tests on on-load tap-changers – operation test 29 Leak testing with pressure 30 Vacuum deflection test 30 Pressure deflection test 30 Tolerances 30 General 30 Tolerance for impedance and phase angle 30 Annex A (inform ative) Check list of inform ation to be provided with enquiry and order 32 A Rating and general data 32 A 1 Normal inform ation 32 A Special information 33 A Parallel operation 34 Annex B (informative) Behaviour of a phase shifting transform er with non-symm etrical fault currents 35 Annex C (inform ative) Exam ple specification of buck capability 37 Annex D (inform ative) Additional noise m easurements 38 Annex E (informative) Calculation of phase angle under load 40 Annex F (inform ative) Additional inform ation on advance-retard switch 44 F.1 Principle 44 F.2 Classification within the international standardization system 44 –4– I EC/I EEE 60076-57-1 202:201 © I EC/I EEE 201 F Requirements according to I EC 6021 4-1 and I EEE Std C57 31 44 Bibliograph y 45 Figure Figure Figure Figure Figure Figure Figure Figure Figure Figure Figure Figure – Exam ple A: DS0-3/9 – Exam ple B: PS0-3/9 – Exam ple C: DA0-3 – Exam ple D: YN yn/I I I d S0-3/9 20 – Exam ple E: YN yn+d/I I I d A0-3/9 20 – Exam ple F: YNa0yn/dI I I A0-3/9 21 – Exam ple G: V A0-2/8 22 B – PST with single phase fault and surge protection 36 E – Phase angle diagram for a PST under load where α > and φ L < 40 E – Phase angle diagram for a PST under load where α < and φ L < 40 E – Phase angle diagram for a PST under load where α > and φ L > 41 E – Phase angle diagram for a PST under load where α < and φ L > 41 Table C – Required PST capability in buck operation 37 Table D – Combinations of sound level measurements needed to represent different loading conditions 39 I EC/I EEE 60076-57-1 202: 201 © I EC/I EEE 201 –5– POWER TRANSFORMERS – Part 57-1 202: Liquid immersed phase-shifting transformers FOREWORD ) The I nternati on al Electrotechni cal Comm ission (I EC) is a worl d wid e organization for stan dardization com prisin g all n ation al el ectrotechnical comm ittees (I EC National Comm ittees) The object of I EC is to prom ote internati onal co-operation on all q uestions concerni ng stand ardi zati on in the el ectrical an d electronic fi elds To this en d and in additi on to other acti vities, I EC pu blish es I nternational Stan dards, Techn ical Specificati ons, Technical Reports, Publicl y Avail abl e Specificati ons (PAS) an d Gu ides (h ereafter referred to as “I EC Publication(s)”) Th ei r preparation is entrusted to tech nical comm ittees; any I EC N ational Comm ittee interested in the subj ect dealt with m ay partici pate in this preparatory work I nternational, governm ental an d n on governm ental org ani zati ons liai sing with the I EC also participate in this preparation I EEE Standards d ocum ents are devel oped within I EEE Societies and Standards Coordi nati n g Com m ittees of the I EEE Standards Association (I EEE-SA) Standards Board I EEE devel ops its standards throug h a consensus developm ent process, approved by the Am erican N ational Stand ards I nstitute, which bri ngs togeth er vol unteers representin g varied viewpoints and interests to ach ieve the fi nal prod uct Volu nteers are n ot n ecessaril y m em bers of I EEE and serve without com pensati on While I EEE adm inisters the process and establ ishes ru les to prom ote fairness in th e consensus d evelopm ent process, I EEE does not i ndependentl y eval uate, test, or verify the accuracy of any of the i nform ation contain ed in its standards Use of I EEE Standards d ocum ents is whol ly voluntary IEEE docume n ts a re m a de a va ila ble fo r use sub je ct to imp orta n t n otice s a n d le ga l discla im e rs (se e http: //standards ieee org/I PR/disclaim ers htm l for mo re in forma tion ) I EC collaborates closel y with I EEE in accord ance with cond itions d eterm ined by agreem ent between the two organi zati ons This Dual Logo I ntern ational Stand ard was j ointl y developed by the I EC and I EEE under the term s of that agreem ent 2) The form al decisions of I EC on technical m atters express, as nearl y as possibl e, an intern ation al consensus of opin ion on the rel evant subj ects since each technical com m ittee has representati on from all interested I EC National Com m ittees The form al d ecisions of I EEE on technical m atters, once consensus within I EEE Societies and Stand ards Coordi nating Comm ittees has been reached, is determ ined by a bal anced ball ot of m ateriall y interested parties who ind icate interest i n reviewing the proposed stan dard Fi nal approval of the I EEE standards docum ent is given by the I EEE Standards Associati on (I EEE-SA) Stan dards Board 3) I EC/I EEE Publications have the form of recom m endations for internati on al use and are accepted by I EC National Com m ittees/I EEE Societies in that sense While al l reason abl e efforts are m ade to ensure that the technical content of I EC/I EEE Publications is accurate, I EC or I EEE cannot be h eld responsible for th e way i n which th ey are used or for an y m isinterpretation by an y en d u ser 4) I n order to prom ote intern ational u niform ity, I EC National Com m ittees und ertake to apply I EC Publications (inclu din g I EC/I EEE Publications) transparentl y to the m axi m um extent possibl e i n their n ation al and regi onal publ ications An y di verg ence between an y I EC/I EEE Publication and the correspondi ng national or reg ion al publ ication sh all be clearl y ind i cated in th e latter 5) I EC an d I EEE n ot provid e any attestati on of conform ity I ndepen dent certification bodi es provi de conform ity assessm ent services and, i n som e areas, access to I EC m arks of conform ity I EC and I EEE are not responsibl e for an y services carri ed out by independent certificati on bodi es 6) All users shou ld ensure that th ey have the l atest editi on of thi s publicati on 7) No liability shall attach to I EC or I EEE or their di rectors, em ployees, servants or ag ents includin g indivi du al experts and m em bers of technical comm ittees and I EC N ational Com m ittees, or volunteers of I EEE Societies and th e Standards Coordi nati ng Com m ittees of the I EEE Stand ards Association (I EEE-SA) Standards Board, for an y personal inju ry, property d am age or other d am age of any n ature whatsoever, wheth er direct or in direct, or for costs (inclu ding l egal fees) and expenses arising out of the publication, use of, or reli ance u pon, thi s I EC/I EEE Publication or an y other I EC or I EEE Publicati ons 8) Attention is d rawn to the norm ative references cited in this publicati on Use of the referenced publicati ons is indispensable for the correct applicati on of this publication 9) Attention is d rawn to the possibility th at im plem entation of this I EC/I EEE Publication m ay requi re use of m aterial covered by patent ri ghts By publicati on of this stand ard, no position is taken with respect to th e existence or vali dity of an y patent rights i n connection th erewith I EC or I EEE shall not be held responsibl e for identifyin g Essential Patent Cl aim s for wh ich a license m ay be requ ired, for cond ucting in qui ries into th e legal vali dity or scope of Patent Claim s or determ inin g whether any licensin g term s or conditions provided i n connection with su bm ission of a Letter of Assurance, if an y, or in any licensing agreem ents are reasonabl e or non -discrim inatory Users of this standard are expressly advi sed that determ ination of the validity of an y patent rig hts, and th e risk of infri ng em ent of such ri ghts, is entirel y th eir own responsibil ity –6– I EC/I EEE 60076-57-1 202:201 © I EC/I EEE 201 International Standard I EC/I EEE 60076-57-1 202 has been prepared by I EC technical comm ittee 4: Power transform ers, in cooperation with the Transformers Comm ittee of the IEEE Power & Energy Society , under the I EC/I EEE Dual Logo Agreem ent This publication is published as an I EC/I EEE Dual Logo standard The text of this standard is based on the following I EC documents: FDI S Report on votin g 4/892/FDI S 4/902/RVD Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on voting indicated in the above table I nternational Standards are drafted in accordance with the rules given in the I SO/I EC Directives, Part The I EC Technical Comm ittee and I EEE Technical Comm ittee have decided that the contents of this publication will remain unchanged until the stability date indicated on the I EC website under "http: //webstore iec ch" in the data related to the specific publication At this date, the publication will be • • • • reconfirm ed, withdrawn, replaced by a revised edition, or amended _ A list of I EEE participants can be fou nd at the fol lowing URL: http: //standards ieee org/downl oads/60076/6007657-1 202-201 7/60076-57-1 202-201 7_wg-participants pdf I EC/I EEE 60076-57-1 202: 201 © I EC/I EEE 201 –7– P O WE R T R AN S F O R M E RS – P a rt -1 2 : L i q u i d i m m e rs e d p h a s e -s h i fti n g tra n s fo rm e rs S cop e This part of I EC 60076 covers the requirem ents for phase-shifting transformers of all types The scope excludes transformers with an unregulated phase shift This document is lim ited to matters particular to phase-shifting transformers and does not include m atters relating to general requirements for power transform ers covered in existing standards in the I EC 60076 series or I EEE Std C57 00™ and I EEE Std C57 0™ N o rm a t i ve re fe re n c e s The following docum ents, in whole or in part, are normativel y referenced in this docum ent and are indispensable for its application For dated references, onl y the edition cited applies For undated references, the latest edition of the referenced document (including an y amendments) applies I E C re fe re n c e s I EC 60050-421 , In tern a tion a l Electrotechn ica l Vo ca b ula ry an d re a ctors (available at: www electropedia.org) – Ch a p ter 421 : Power tra n sform e rs IEC 60076-1 , Power tra n sform ers – Pa rt : G en era l IEC 60076-2, Po we r tra n sform ers – Pa rt 2: Tem p era ture rise for liquid-im me rse d tra n sform ers I EC 60076-3, Power tra n sformers – Pa rt 3: In sula tion le ve ls, die lectric tests a n d extern a l clea n ces in a ir IEC 60076-5, Po we r tra n sform ers – Pa rt 5: A b ility to withsta n d sh ort circuit I EC 60076-1 0, Power tra n sforme rs – Pa rt 0: De te rmin a tion of soun d le ve ls I EC 60076-1 8, Power tra n sformers – Pa rt 8: Me a sure m e n t o f fre quen cy re spon se ISO 21 78, Non -m a gn e tic co a tin gs on m a gn etic substra tes – Me a surem e n t of co a tin g th ickn e ss – Ma gn etic m ethod I SO 2409, 2 Pa in ts a n d va rn ish e s – Cross-cut test I E E E re fe re n c e s IEEE Std C57 00™ , IEEE Sta n da rd for G en era l Require m e n ts for L iquid-Imm ersed Distrib ution , Power, a n d Re gula tin g Tra n sform ers IEEE Std C57 2.1 0™ , Tra n sforme rs IEEE Sta n da rd Re quire m en ts for L iquid-Imm e rse d Power –8– IEEE Std C57.1 2.70™ , I EC/I EEE 60076-57-1 202:201 © I EC/I EEE 201 IEEE Sta n da rd for Sta n da rd Term in a l Ma rkin gs a n d Con n ectio n s for Distrib utio n a n d Po wer Tra n sform ers IEEE Std C57 80™ , IEEE Std C57 90™ , IEEE Sta n da rd Te rm in ology for Power a n d Distrib utio n Tra n sform ers IEEE Sta n da rd Test Code for L iquid-Im m erse d Distrib ution , Po wer, an d Regula tin g Tra n sforme rs Te rm s an d d e fi n i ti o n s For the purposes of this docum ent, the followi ng terms and definitions apply I SO and I EC maintain term inological databases for use in standardization at the following addresses: • • I EC Electropedia: available at http: //www electropedia.org/ I SO Online browsing platform: available at http://www iso org/obp For the purposes of this document, the terms and definitions given in I EC 60050-421 and IEC 60076-1 appl y to I EC specified phase shifting transform ers For I EEE specified phase shifting transformers the term s and definitions given in I EEE Std C57 80 apply For all phase shifting transformers the following appl y and take precedence p h a s e -s h i ft i n g tra n s fo rm e r PST transform er (or com bination of transform ers designed to work together) with two sets of line term inals (S and L) which is capable of varying the voltage phase-angle relationship between the S term inals and the L term inals Note to entry: The rated vol tage of th e S term inals and th e L term inals m ay be th e sam e or different I n ad dition the PST m ay also be capable of varyi ng th e in-ph ase voltage Note to entry: This note applies to the French langu ag e only S t e rm i n a l term inal that is used as the fixed reference point when measuring the voltage phase angle of a phase-shifting transform er 3 L te rm i n a l terminal that is used to measure the voltage phase angle when compared to the S terminal of the phase-shifting transformer Note to entry: The d esign ati ons of S and L to the term inals not im ply an y particul ar di rection of power flow ze ro p h a s e s h i ft ta p p o s i ti o n tap position at which the no-load voltage phase angle is zero te d p o we r output power at rated voltage and rated frequency that can be delivered at the L term inal continuousl y without exceeding the specified temperature rise – 82 – Annexe B I EC/I EEE 60076-57-1 202:201 © I EC/I EEE 201 (informative) Comportement d'un transformateur déphaseur face des courants de défaut non symétriques Les transform ateurs déphaseurs ont la caractéristique de posséder un enroulement série connecté en série aux bornes de ligne d'un réseau électrique La tension vide apparaissant sur cet enroulement série la position de prise extrême est habituellement inférieure la tension phase-terre assignée du systèm e Au cours d'une situation de défaut non sym étrique, telle qu'un défaut entre un conducteur monophasé et la terre sur l'une des bornes, cet enroulement série peut être soum is une surtension exprim ée par le rapport entre la tension du système et la tension de l'enroulem ent série Norm alem ent, un défaut entre le PST et le disjoncteur est coupé en ouvrant les disjoncteurs des deux côtés (côtés source et charge) du PST I l est peu probable que les ouvertures des disjoncteurs sur chaque phase soient simultanées, la coupure sur la phase conduisant le défaut se produisant habituellem ent en dernier Ceci est m ontré sur l a Figure B pour le disjoncteur connecté la borne S1 Cela signifie qu'une alimentation monophasée mom entanée (supérieure la tension assignée) est appliquée l'un des enroulem ents série du PST Etant donné que les autres phases peuvent déjà être en circuit ouvert, cela peut être considéré com me une situation vide avec des tensions significativem ent supérieures la tension assignée apparaissant aux bornes déconnectées Des surtensions momentanées assez im portantes entre la phase et la terre sur les bornes des autres phases (coupées) peuvent alors survenir Les niveaux des surtensions dépendent de l'angle vide, de la position de prise du PST, du ou des types du ou des circuits magnétiques, de la présence ou non d'un enroulement connecté en triangle, ainsi que de la disposition des enroulem ents internes Généralem ent, une position de prise située une prise de la position neutre donne les tensions les plus élevées C'est pourquoi toutes les bornes d'un déphaseur doivent être protégées au m oyen de parafoudres adéquats entre la ligne et le sol Les parafoudres doivent être connectés le plus possible directem ent aux bornes, m ais assurém ent entre le déphaseur et le disjoncteur L'effet de la tension phase-terre (dim inuée par l'impédance du système) appliquée le long de l'enroulement série dans des conditions de court-circuit sur les deux enroulem ents et toute résistance non linéaire interne doivent être pris en compte dans la conception (voir également Article 8) Ce phénom ène est décrit dans le CI GRE-paper A2-207 [8] I EC/I EEE 60076-57-1 202: 201 © I EC/I EEE 201 – 83 – S1 L1 S2 L3 S3 L2 IEC F i g u re B – P S T éq u i p é d ' u n e p ro te cti on m on oph as ée tre l e s d é fau ts et l e s s u rten s i o n s – 84 – I EC/I EEE 60076-57-1 202:201 © I EC/I EEE 201 Annexe C (informative) Exemple de spécification de la capacité de dévoltage Le Tableau C donne un exemple de la spécification des exigences de puissance assignée et de surcharge pour un transformateur déphaseur devant proposer une capacité de dévoltage Dans ce cas, la capacité de surcharge maximale est exigée sur la prise neutre et les deux prem ières prises, m ais un régime assigné réduit est acceptable sur la prise de dévoltage extrêm e Les caractéristiques assignées de capacité de dévoltage devraient être spécifiées la fréquence et la tension assignées (ou toute autre fréquence et toute autre tension particulières) Tableau C.1 – Capacité du PST exigée en mode dévolteur Numéro de pri se An gle de ph ase vide Puissance assignée Régime de surch arge assign é h Régime assigné MVA MVA MVA 34 75 75 75 32 80 80 80 30 85 85 85 28 90 90 90 26 95 95 95 24 00 00 00 22 00 05 05 20 00 110 110 18 00 115 115 10 16 00 20 20 11 14 00 20 25 12 12 00 20 30 13 10 00 20 35 14 00 20 40 15 00 20 45 16 00 20 50 17 00 20 50 18 00 20 50 I EC/I EEE 60076-57-1 202: 201 © I EC/I EEE 201 – 85 – Annexe D (informative) Mesures de bruit supplémentaires Le bruit vide du PST varie en fonction de la position de prise, car l'excitation du ou des circuits magnétiques peut varier avec la position de prise Pour les changeurs de prises de type bobine d'inductance, les positions de prise de liaison pourraient devoir être exam inées si le PST incorpore un autotransformateur préventif (voir définition dans l'I EEE Std C57 80) La proportion de la charge et donc du bruit en charge dans les différents enroulements varie également en fonction de la position de prise Les conditions importantes de charge et de position de prise doivent donc être étudiées lors de la spécification des niveaux de bruit maximaux garantis Par ailleurs, l'excitation du circuit magnétique augmentera lorsque le PST est en m ode dévolteur et des m esures supplémentaires du bruit vide une tension supérieure la tension assignée seront exigées pour pouvoir calculer le niveau de bruit dans ces conditions Le niveau de cette tension supérieure devra être fixé par accord, mais la tension supérieure calculée en tant que base de l'essai de tension induite (I VPD) (voir 2) peut être utilisée comme référence Les mesures exigées sur un appareil complet sont les suivantes: a) bruit vide la position de prise déphasage nul et la tension assignée; b) bruit vide la position de prise extrêm e et la tension assignée; c) bruit vide la position de prise extrêm e et une tension supérieure autant que possible représentative de la condition de dévoltage surexcitée; NOTE Le coefficient de su rexcitation est le résu ltat d e la tension supplém entai re su r le circuit interm édiaire et de l'aj out du flu x d e fuite et du flu x pri ncipal dans les culasses Un calcul du flu x d e fuite pour évalu er l'im pact de la distri buti on de l a densité de fl u x dans le circuit m agnétiq ue su r l e bruit résu ltant peut s'avérer nécessaire pour calcul er l e coefficient de su rexcitation éq uivalent dans un circuit m ag nétiq ue excité de m anière uniform e d) bruit dû au courant de charge la prise déphasage nul et au courant assigné; e) bruit en charge la position de prise extrêm e et au courant assigné; f) bruit du refroidisseur s'il n'est pas inclus dans une autre m esure Les mesures exigées lorsque l'appareil d'excitation et l'appareil série peuvent être séparés sont les suivantes: ) bruit vide de l'appareil d'excitation la tension assignée 2) bruit vide de l'appareil d'excitation une tension équivalente la position de prise extrêm e et la tension assignée (cette tension étant inférieure a)); 3) bruit vide de l'appareil série soum ise excitation la position de prise extrême et la tension assignée; 4) bruit vide de l'appareil d'excitation une tension supérieure autant que possible représentative de la surexcitation produite en m ode dévolteur; 5) bruit vide de l'appareil série une tension supérieure autant que possible représentative de la surexcitation produite en mode dévolteur; 6) bruit en charge de l'appareil d'excitation au courant assigné; 7) bruit en charge de l'appareil série au courant assigné; 8) bruit de l'équipem ent de refroidissement de l'appareil d'excitation ; 9) bruit de l'équipem ent de refroidissement de l'appareil série La tension supérieure représentative de la condition de dévoltage surexcitée pour une position de prise donnée est différente pour l'appareil d'excitation et l'appareil série La tension supérieure doit être déterm inée par calcul Elle varie en fonction de la tension d'alimentation (une fluctuation doit être prise en com pte), du courant de charge, du facteur de – 86 – I EC/I EEE 60076-57-1 202:201 © I EC/I EEE 201 puissance et de la position de prise I l doit être reconnu que la condition de surexcitation causée par le fonctionnem ent en m ode dévolteur est différente de celle causée par une augmentation de la tension vide, car l'équilibre des flux dans les culasses de colonnes principales et les colonnes de retour sera différent U ne tension de com prom is devra être trouvée vide pour prendre en com pte ce point Afin de pouvoir établir des fiches de calcul pour différentes conditions de charge et de tension, il peut être utile de tracer une courbe de bruit sans charge des unités série et d'excitation différents niveaux de tension sans charge couvrant la plage appropriée Le Tableau D donne les niveaux de bruit mesurés qui doivent être com binés pour représenter les niveaux de bruit relatifs différentes conditions de charge Pour conntre les lignes directrices relatives la combinaison des mesures du niveau de bruit, voir l'I EC 600761 Tableau D.1 – Combinaisons de mesures du niveau de bruit nécessaires la représentation de différentes conditions de charge Bruit vide p.u tension Condition de charge Série Bruit vide la ten sion de surexcitation Excitation Série Excitation Bruit en charge Série Excitation A vide Prise neutre X Pleine ch arge Prise neutre X X X X X X X Survoltage Dévoltage X X X I EC/I EEE 60076-57-1 202: 201 © I EC/I EEE 201 – 87 – Annexe E (informative) Calcul de l'angle de phase en charge Les Figures E E et les Formules E E donnent la méthode de calcul du déphasage en charge, lorsque l'h ypothèse selon laquelle la résistance est bien inférieure l'impédance n'est pas valide, ou lorsque le facteur de puissance n'est pas égal IL × jXT VL* VS IL × R T VL a a0 ϕL β IL u IEC Figu re E.1 – Diagramme des angles de phase d'un PST en charge où α > et φ L < IL × jXT VL* VS IL × R T a0 VL a ϕL β IL u IEC Figu re E.2 – Diagramme des angles de phase d'un PST en charge où α < et φ L < – 88 – IL × jXT I EC/I EEE 60076-57-1 202:201 â I EC/I EEE 201 IL ì R T VL* ϕL VL VS a β a0 IL u IEC Figu re E.3 – Diagramme des angles de phase d'un PST en charge où α > et φ L > IL × jXT IL × R T VL* VS VL a0 ϕL β a IL u IEC Figu re E.4 – Diagramme des angles de phase d'un PST en charge où α < et φ L > Les sym boles suivants sont utilisés dans l'Annexe E: VL * VL VS est le vecteur de tension côté charge, vide; est le vecteur de tension côté charge, en charge; est le vecteur de tension côté source; IL VL , VL* , VS et IL est le vecteur de courant de charge; ϕL est l'angle entre IL et VL , ϕL = VL , IL ; sont les modules des vecteurs correspondants; ( ) I EC/I EEE 60076-57-1 202: 201 – 89 – © I EC/I EEE 201 est le facteur de puissance de charge; cos( ϕ L ) RT est la résistance du PST; est la réactance du PST; XT ZT est l'impédance complexe du PST, ZT est la chute de l'angle de charge, β β = = RT + jXT ; (VL , VL * ) ; est l'angle de déphasage, vide; est l'angle de déphasage, en charge a0 a Si u est défini comme vecteur unitaire colinéaire VL , on peut écrire: VL = VL × u , IL En VL * = substituant jβ ×e = IL × e jϕL × u , et VL * = VL * × e jβ × u VL + ZL × IL aux VL * = VL + ZT × IL jϕ ×e L équations ci-dessus, l'équation devient ou: e jβ VL VL * = ZL × IL VL * + × e jϕ L (E ) XT% ZL × IL RT% ó R T% et XT% sont les résistance et réactance relatives = + j 00 00 VL * du PST exprimées en pourcentage de la tension assignée, et en égalisant les parties réelles et imaginaires de la Form ule (E ), deux nouvelles équations sont obtenues: En prenant cos (β ) = VL VL * sin (β ) = + RT% 00 RT% 00 × × cos (ϕL ) − sin (ϕL ) + XT% 00 XT% 00 × × sin (ϕL ) cos (ϕL ) alors β = RT% 00 arcsin × sin (ϕL ) + XT% × cos (ϕ L ) 00 (E 2) a0 = a + β αboost = a0 − β (E 3) αbuck = a0 + β (E 4) où α boost est la valeur absolue de l'angle de phase en charge en m ode survoltage; α buck est la valeur absolue de l'angle de phase en charge en m ode dévolteur; – 90 – I EC/I EEE 60076-57-1 202: 201 © I EC/I EEE 201 I l est noter que, pour le facteur de puissance égal , la Formule (E 2) devient: β = XT% 00 arcsin (E 5) La Form ule (E.1 ) peut s'écrire: e jβ VL Z ×I + L L × e jϕL VL * VL = (E 6) ′ ′ XT% ZL × IL × ZL × IL2 RT% ′ ′ = = + j , où RT% et XT% sont les résistance et × VL × IL 00 00 VL réactance relatives du PST exprim ées en pourcentage de la puissance assignée, l'équation devient: En prenant e jβ = R′ X VL + T% × cos (ϕL ) − T% VL * 00 00 RT% 00 sin (ϕL ) + j × × sin (ϕL ) + XT% × cos (ϕ L ) 00 (E 7) ′ ′ RT% × sin (ϕ L ) + XT% × cos (ϕ L ) ′ ′ 00 + RT% × cos (ϕL ) − XT% × sin (ϕ L ) (E 8) ′ ′ × sin (ϕ L ) + XT% × cos (ϕ L ) RT% ′ ′ 00 + RT% × cos (ϕL ) − XT% × sin (ϕ L ) (E 9) tan (β ) = β = × arctan ′ I l est noter que, pour le facteur de puissance égal et en négligeant RT% , la Formule (E 9) devient: β ≈ ′ XT% 00 arctan (E 0) I EC/I EEE 60076-57-1 202:201 © I EC/I EEE 201 – 91 – An n e x e F (informative) I n fo rm a ti o n s s u p p l é m e n ta i re s s u r l e c o m m u ta te u r a va n c e /re ta rd F P ri n c i p e Un comm utateur avance/retard (ARS) permet de passer du m ode de fonctionnement avance au mode de fonctionnement retard, et inversement, la position de prise de l'angle de phase nul vide, sans interrompre le courant de charge ni couper l'alimentation du PST Au cours du fonctionnement de l 'ARS, le courant I est com muté en fonction d'une im pédance Z ( R et X), qui est formée par le trajet du câble de l'ARS au changeur de prises en charge, et retour (boucle de comm utation) F C l a s s i fi c a t i o n a u s e i n d u s ys t è m e d e n o rm e s i n t e rn a t i o n a l Un ARS ne peut pas être considéré comm e un changeur de prises en charge (qui transfère le courant de l'une des prises d'un enroulement prises la suivante, en introduisant une certaine im pédance dans le circuit électrique) ou comme un changeur de prises hors tension (qui ne peut fonctionner que quand le transformateur est hors tension) De plus, la comparaison souvent utilisộe avec un prộsộlecteur (conỗu pour supporter, mais non pour générer ou interrom pre un courant traversant et utilisé conj ointement avec le sélecteur de prises ou le sélecteur en charge) est incorrecte Les changeurs de prises en charge et hors tension sont couverts par les norm es pertinentes relatives aux changeurs de prises (I EC 6021 4-1 : 201 et I EEE Std C57 31 : 201 2) Cependant, ces norm es ne peuvent être utilisées que dans une certaine m esure pour l'ARS caractérisé cidessous F E xi g e n c e s c o n fo rm e s l ' I E C -1 e t l ' I E E E S td C La conception de l'ARS est proche de celle d'un changeur de prises hors tension et, par conséquent, les exigences concernant le type d 'essai applicable aux DETC indiquées cidessous peuvent être utilisées: a) L'essai d'échauffement des contacts décrit en 2 de l'I EC 6021 4-1 : 201 ou dans l'I EEE Std C57.1 31 : 201 est entièrem ent applicable b) L'essai de courant de court-circuit décrit en 7.2 de l'I EC 6021 4-1 : 201 ou dans l'I EEE Std C57 31 : 201 est entièrem ent applicable c) Les essais m écaniques décrits en de l'I EC 6021 4-1 :201 ou dans l'I EEE Std C57.1 31 : 201 sont entièrement applicables (il est recomm andé d'augm enter le nom bre exigé de 20 000 opérations m écaniques pour les DETC 00 000 opérations mécaniques pour les ARS) NOTE En 30 ans de fonctionnem ent, u ne durée de vi e des contacts dont la valeur est estim ée, par hypothèse, 00 000 opérations de l'ARS correspond en vi ron opérations de l'ARS par jour (passage du m ode avance au m ode retard, et inversem ent) d) Les essais diélectriques décrits en de l'I EEE Std C57.1 31 : 201 sont entièrement applicables l'I EC 6021 4-1 : 201 ou dans En plus de ces exigences, il doit être tenu com pte de la durée de vie des contacts d'un ARS L'usure des contacts provoquée par la comm utation dépend du courant I qui passe travers les contacts de l'ARS lors de la com mutation, et de l'impédance Z par rapport laquelle le courant I doit être commuté L'usure des contacts augm ente en m ême temps que les valeurs I – 92 – I EC/I EEE 60076-57-1 202:201 © I EC/I EEE 201 et Z Par conséquent, la durée de vie des contacts de l'ARS est affectée de manière significative par la conception du transform ateur (valeur de Z) et par la condition de charge (valeur de I) I EC/I EEE 60076-57-1 202: 201 © I EC/I EEE 201 – 93 – Bibliographie [1 ] I EC 62032, G uide Tra n sformers [2] for th e A p p lica tion , I EEE Std C57.1 35™ , IEEE Guide Pha se-Sh iftin g Tra n sforme rs [3] I EC 60076-7, Sp ecifica tion and (disponible en anglais seulement) for th e A pp lica tion , Testin g of Pha se- Sh iftin g Sp ecifica tion (disponible en anglais seulement) Tra n sfo rm a te urs de puissa n ce – Pa rtie 7: Guide a n d Testin g de ch a rge of p our tra n sform a teurs imm ergé s da n s l'huile [4] I EEE Std C57 50™ , IEEE Guide for th e tra n sp orta tio n o f tra n sform ers a n d rea ctors te d 0, 000 kVA or h igh er (disponible en anglais seulem ent) [5] I EEE Std 693, IEEE Re co m m en ded (disponible en anglais seulement) [6] I EEE Std C57 91 ™ , I EEE Std C57 49™ , seulement) Design of Substa tio n s IEEE G uide for th e a p p lica tion a n d in terpre ta tion of fre quen cy CI GRE-paper A2-207, Paris France 2006, Qua dra ture Se ism ic (disponible en anglais seulement) resp on se a n a lysis for oil imm ersed tra n sform ers [8] for IEEE G uide for L oa din g Min e l-Oil-Imm ersed Tra n sformers a n d Ste p-Volta ge Regula tors [7] Pra ctice Boosters to Restrict (disponible en anglais seulem ent) Th e Spe cifica tion a n d A pp lica tion o f L a rge Post-Fa ult _ Power Flows (disponible en anglais INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSI ON 3, rue de Varembé PO Box 31 CH-1 21 Geneva 20 Switzerland Tel: + 41 22 91 02 1 Fax: + 41 22 91 03 00 info@iec.ch www.iec.ch