ELECTRIC, WITH AN EDGE
Cet article vous donne des informations détaillées sur la comparaison des normes d’efficacité énergétique des transformateurs de distribution aux États-Unis, au Japon et en Chine. En tant que grand consommateur d’énergie dans l’industrie de la transmission et de la transformation de l’énergie, le potentiel d’économie d’énergie de l’industrie des transformateurs est énorme. L’amélioration du niveau d’efficacité énergétique des transformateurs est un élément important de l’économie d’énergie et de la réduction des émissions.
Afin de réduire les pertes des transformateurs de puissance, de nombreux pays ont publié des normes et des politiques d’efficacité énergétique des transformateurs de distribution, telles que GB20052-2006 et GB24790-2009 émises par la Chine, le “Energy Star Transformer Program” lancé par les États-Unis en 1998 , l’Union européenne en 2005 a mis en œuvre le L’Union européenne a mis en œuvre le “Programme de partenariat pour la promotion des transformateurs de distribution” en 2005, et le Japon a commencé à mettre en œuvre le “Programme leader de l’efficacité énergétique des transformateurs” en 2006. Les normes actuelles d’efficacité énergétique des transformateurs de distribution pour les transformateurs en Chine sont GB20052 -2013 et GB24790-2009.
Dans les normes d’efficacité énergétique des transformateurs de distribution de divers pays, les indices d’efficacité énergétique des transformateurs varient.
Les normes GB20052-2013 sur les transformateurs de distribution d’efficacité énergétique de la Chine adoptent la perte à vide et la perte de charge comme indicateurs, tandis que les normes japonaises sur les transformateurs de distribution d’efficacité énergétique pour les transformateurs dans le cadre du programme Leaders adoptent la perte totale à un certain taux de charge.
Les États-Unis utilisent le rendement des transformateurs à un certain taux de charge.
Bien que les indicateurs d’efficacité énergétique soient différents, la perte à vide et la perte de charge des transformateurs chinois peuvent être converties en perte totale des normes japonaises de transformateur de distribution et en efficacité des États-Unis à des fins de comparaison. Les normes de transformateur de distribution de test d’efficacité énergétique des transformateurs chinois sont GB/T1094.1-2013 et GB/T1094.11-2007.
Tests d’efficacité énergétique des transformateurs japonais Les normes des transformateurs de distribution sont JIS C4304-2013 et JIS C4306-2013. Test d’efficacité énergétique des transformateurs américains Les normes de transformateur de distribution sont NEMA TP2-2005 développées par l’Association des fabricants d’électricité.
GB/T1094.1-2013
GB/T1094.11-2007
Fréquence : 50 Hz
Perte à vide : Pas d’étalonnage de la température.
Perte de charge : Généralement 75°C pour les transformateurs immergés dans l’huile, 100°C pour les transformateurs secs (Classe B) ; 120°C (Classe F); 145°C (Classe H)
jis c4304-2013
JIS C4306-2013
Fréquence : 50/60 Hz
Perte de charge： C4306-2013
Fréquence : 50/60 Hz
Perte de charge : Température de référence – transformateurs immergés dans l’huile 75°C, transformateurs secs 95°C (Classe B) ; 115°C (Classe F); 140°C (Classe H).
Facteur de charge : 40 % pour une capacité nominale de 500 kVA et moins, 50 % pour une capacité nominale de 500 kVA et plus.
Perte totale = perte à vide + (m/100)2 × perte de charge
NEMA TP2-2005
IEEE C57.12.00-2015
IEEE C57.12.01-2015
Perte à vide : Température de référence : 20°C
Perte de charge : Température de référence – transformateurs immergés dans l’huile 55°C ; transformateurs secs 75°C
Facteur de charge : 50 % pour les transformateurs de distribution de type sec immergés dans l’huile et moyenne tension ; 35 % pour les transformateurs de distribution de type sec basse tension
Efficacité : les pertes à vide et en charge sont intégrées dans la formule
E=100×(P×kVA×1 000)/(P×kVA×1 000+NL+LL×P2×T)
JIS C4304-2005 “Transformateurs de distribution immergés dans l’huile 6k V” et JIS C4306-2005 “Transformateurs de distribution à enroulement scellé 6kV” sont toutes deux des normes japonaises d’efficacité énergétique pour les transformateurs de distribution.
Les normes de transformateur de distribution spécifient les pertes totales des transformateurs de distribution à un certain facteur de charge (40 % ou 50 %).
Dans la formule W, m est le facteur de charge des normes de transformateur de distribution, 40 % pour une capacité nominale de 500 kVA et moins, et 50 % pour une capacité nominale de 500 kVA et plus.
La perte de charge est la perte de charge (W) à la capacité nominale sous la température de référence.
Température de référence du transformateur immergé dans l’huile 75 ℃ ; température de référence du transformateur à enroulement scellé (type sec) de 95 ℃ (classe B); 115 ℃ (classe F); 140 ℃ (classe H). Le coefficient de température est de 235 pour le cuivre ; 225 pour l’aluminium.
Capacité / KVA | Consommation totale des transformateurs immergés dans l’huile / W | Consommation totale des transformateurs secs / W |
50 | 306 | 388 |
100 | 481 | 600 |
300 | 986 | 1190 |
500 | 1370 | 1640 |
1000 | 3300 | 3640 |
1500 | 4640 | 4880 |
En 2011, le Japon a publié la deuxième version des valeurs cibles des canaux de transformateur avec une année cible de 2014. La valeur cible des pertes totales dans les transformateurs de distribution doit être conforme aux valeurs calculées suivantes.
Capacité / KVA | Consommation totale des transformateurs immergés dans l’huile / W | Consommation totale des transformateurs secs / W |
50 | 252.7 | 314.8 |
100 | 409.4 | 497 |
300 | 879.4 | 1025.2 |
500 | 1254.8 | 1435.6 |
1000 | 2967 | 3236.7 |
1500 | 4118.9 | 4329.7 |
En 2013, le Japon a publié les normes industrielles de transformateur de distribution JIS C4304-2013 et JIS C4306-2013, remplaçant les valeurs cibles des normes de transformateur de distribution en plomb dans JIS C4304-2005 et JIS C4306-2005.
Les nouvelles normes de transformateur de distribution spécifient les limites de perte totale pour les transformateurs de distribution monophasés 50Hz et 60Hz, 10kVA~500kVA de classe 6kV et les transformateurs de distribution triphasés 50Hz et 60Hz, 20kVA~2000kVA de classe 6kV.
La perte totale des transformateurs de distribution immergés dans l’huile ne doit pas dépasser la valeur limite de JIS C4304-2013, et la perte totale des transformateurs de distribution à enroulement étanche (type sec) ne doit pas dépasser la valeur limite de JISC4306-2013, avec un écart autorisé de +10%.
La valeur limite de perte totale des nouvelles normes de transformateur de distribution est fondamentalement la même que la valeur cible calculée par la formule de la deuxième édition des principales normes de transformateur de distribution.
Les limites de perte totale de certains transformateurs de distribution triphasés sont indiquées dans le tableau 5.
Capacité / KVA | Consommation totale des transformateurs immergés dans l’huile / W | Consommation totale des transformateurs secs / W |
50 | 252 | 314 |
100 | 409 | 497 |
300 | 879 | 1020 |
500 | 1250 | 1430 |
1000 | 2960 | 3230 |
1500 | 4110 | 4320 |
Les États-Unis ont commencé très tôt à élaborer des normes d’efficacité énergétique pour les transformateurs de distribution pour les produits consommateurs d’énergie. En 1996, la National Electrical Manufacturers Association (NEMA) a publié NEMA TP1-1996 “Directives pour déterminer l’efficacité énergétique des transformateurs de distribution”, une norme de transformateur de distribution pour l’efficacité énergétique des transformateurs de distribution.
En 1998, NEMA a publié une méthode de test des normes de transformateur de distribution pour la consommation d’énergie des transformateurs, NEMA TP2-1998, Méthode de test des normes de transformateur de distribution pour mesurer la consommation d’énergie des transformateurs de distribution. En 1998, le Département américain de l’énergie et l’Environmental Protection Agency ont lancé le programme Energy Star Transformer pour promouvoir les transformateurs de distribution à haut rendement et à faible perte.
En 2002, la National Electrical Manufacturers Association a publié NE-MA TP1-2002. Cela a été suivi par NEMA TP1-2005.
Elle s’applique aux transformateurs de distribution immergés dans l’huile, de type sec, monophasés et triphasés avec une tension côté primaire de 34,5 kV et moins.
NEMA TP1-2002 exprime le niveau d’efficacité énergétique des transformateurs en fonction de leur efficacité à une certaine température et à un certain facteur de charge. La formule de calcul de l’efficacité du transformateur dans les normes de transformateur de distribution est :
E = (100 × (P × kVA × 1 000))/(P × kVA × 1 000 + NL + LL × P2 × T)
où P est le facteur de charge, 0,5 pour les transformateurs de distribution de type sec immergés dans l’huile et moyenne tension, 0,35 pour les transformateurs de distribution de type sec basse tension ; kVA est la capacité nominale (kVA); NL est la perte à vide (W); LL est la perte de charge à la charge nominale (W).
T est le facteur d’étalonnage de la température de perte de charge, spécifiant la température de référence (55°C pour les transformateurs immergés dans l’huile et 75°C pour les transformateurs secs). Coefficient de température : 234,5 pour le cuivre et 224,5 pour l’aluminium.
Les normes de transformateur de distribution spécifient les valeurs d’efficacité des transformateurs de distribution monophasés immergés dans l’huile 10kVA ~ 833kVA et des transformateurs de distribution triphasés immergés dans l’huile 15kVA ~ 2 500kVA ; spécifie les valeurs de rendement des transformateurs de distribution monophasés de type sec 15kVA ~ 333kVA basse tension (600V) et des transformateurs de distribution triphasés de type sec 15kVA ~ 1 000kVA basse tension (600V); transformateur de distribution moyenne tension de type sec monophasé 15kVA ~ 833kVA et valeurs d’efficacité du transformateur de distribution moyenne tension de type sec triphasé 15kVA ~ 2500kVA.
En 2007, le département américain de l’énergie a publié le document numéro EERE-2010-BT-STD-0048 pour l’efficacité énergétique des transformateurs de distribution.
Les normes sur les transformateurs de distribution ont été mises en œuvre le 1er janvier 2010 et s’appliquent aux transformateurs de distribution immergés dans l’huile et de type sec, monophasés et triphasés.
Les normes de transformateur de distribution spécifient les valeurs d’efficacité pour les transformateurs de distribution triphasés immergés dans l’huile de 15 kVA à 2 500 kVA, et sont les normes fédérales d’efficacité énergétique pour les transformateurs de distribution immergés dans l’huile mises en œuvre de janvier 2010 à janvier 2016.
Les normes de transformateur de distribution spécifient également des valeurs d’efficacité requises plus élevées pour les transformateurs de distribution triphasés immergés dans l’huile, qui seront mises en œuvre à partir de janvier 2016.
Le 18 avril 2013, le Département américain de l’énergie a publié DOE 201610 CFR Part 431 part ii, une norme d’efficacité énergétique des transformateurs de distribution Distribution Transformer Standards (DOE Distribution Transformer Standards) à mettre en œuvre en janvier 2016, qui adopte une efficacité minimale pour une certaine charge. facteur pour indiquer l’efficacité énergétique du transformateur et est obligatoire.
Les transformateurs de distribution immergés dans l’huile sont fondamentalement conformes aux valeurs d’efficacité mises en œuvre en janvier 2016 dans EERE-2010-BT-STD-0048. Certaines des valeurs d’efficacité sont présentées dans les tableaux 6 et 7.
Capacité / KVA | NON TP1-2002 | trre-2010-bt-std-0048 | DOE 2016 10 CFR partie 431 partie ii |
45 | 98.6 | 98.76 | 98.92 |
75 | 98.7 | 98.91 | 98.03 |
112.5 | 98.8 | 99.01 | 99.11 |
300 | 99 | 99.23 | 99.27 |
500 | 99.1 | 99.25 | 99.35 |
1000 | 99.2 | 99.36 | 99.43 |
1500 | 99.3 | 99.42 | 99.48 |
2000 | 99.4 | 99.46 | 99.52 |
Capacité / KVA | NON TP1-2002 | DOE 2016 10 CFR partie 431 partie ii |
45 | 97.7 | 98.4 |
75 | 98 | 98.6 |
112.5 | 98.2 | 98.74 |
300 | 98.6 | 99.02 |
500 | 98.7 | 99.14 |
1000 | 98.9 | 99.28 |
Outre les différents indicateurs d’efficacité énergétique adoptés par chaque pays, il existe également les différences suivantes.
Les normes chinoises d’efficacité énergétique des transformateurs de distribution GB20052-2013 s’appliquent aux transformateurs de distribution immergés dans l’huile triphasés de 10 kV d’une capacité de 30 kVA à 1 600 kVA et aux transformateurs de distribution de type sec d’une capacité de 30 kVA à 2 500 kVA sans excitation ni régulation de tension .
Les normes japonaises sur les transformateurs de distribution d’efficacité énergétique s’appliquent aux transformateurs de distribution monophasés 6kV 50Hz et 60Hz, 10k VA ~ 500kVA, immergés dans l’huile et de type sec, 6kV triphasés 50Hz et 60Hz, 20kVA ~ 2 000kVA, immergés dans l’huile et sec- transformateurs de distribution de type.
Les normes américaines sur les transformateurs de distribution d’efficacité énergétique s’appliquent à la tension de 34,5 kV et moins, aux transformateurs de distribution monophasés immergés dans l’huile 10 kVA ~ 833 kVA, aux transformateurs de distribution triphasés immergés dans l’huile 15 kVA ~ 2 500 kVA, aux transformateurs de distribution monophasés de type sec 15 kVA ~ 833 kVA , transformateurs de distribution triphasés secs 15kVA ~ 2 500kVA.
Température de référence de perte de charge en Chine et classe d’isolation. Les transformateurs immergés dans l’huile sont généralement de 75 ℃ ; transformateurs de type sec pour 100 ℃ (classe B), 120 ℃ (classe F), 145 ℃ (classe H).
Température de référence de perte de charge des normes japonaises de transformateur de distribution: transformateurs immergés dans l’huile 75 ℃; transformateurs de type à enroulement scellé (type sec) 95 ℃ (classe B), 115 ℃ (classe F), 140 ℃ (classe H).
Normes américaines de transformateur de distribution température de référence de perte à vide de 20 ℃, température de référence de perte de charge: transformateurs immergés dans l’huile pour 55 ℃; transformateurs de type sec pour 75 ℃.
Le taux de charge du transformateur en Chine est la charge nominale. Taux de charge des normes japonaises sur les transformateurs de distribution : capacité nominale de 500 kVA et inférieure à 40 %, capacité nominale de 500 kVA ou plus pour 50 %. Facteur de charge des normes américaines sur les transformateurs de distribution : transformateurs de distribution de type sec immergés dans l’huile et moyenne tension pour 50 %, transformateurs de distribution de type sec basse tension pour 35 %.
GB20052-2013 perte à vide et perte de charge dans les normes japonaises de transformateur de distribution dans la formule de perte totale, convertie en normes japonaises de transformateur de distribution dans la perte totale à des fins de comparaison.
La température de référence de la perte de charge des transformateurs immergés dans l’huile chinois et la température de référence de la perte de charge japonaise sont toutes deux de 75 ℃, il n’est donc pas nécessaire de convertir la température. La valeur de perte à vide et la valeur de perte de charge dans les normes chinoises d’efficacité énergétique des transformateurs de distribution sont intégrées dans la formule pour obtenir la perte totale. Les résultats de comparaison des transformateurs immergés dans l’huile sont présentés dans le tableau 8.
Les pertes à vide et en charge des transformateurs immergés dans l’huile chinois à tous les niveaux d’efficacité énergétique sont converties en pertes totales japonaises, et les pertes totales correspondant au niveau d’efficacité énergétique 3 sont supérieures de 9,37 % à 25,84 % aux pertes totales japonaises.
Les pertes totales correspondant à l’efficacité énergétique de certains transformateurs de capacité au niveau 2 sont inférieures aux pertes totales au Japon, et les pertes totales correspondant à l’efficacité énergétique de certains transformateurs de capacité au niveau 2 sont supérieures de 2,08 % à 15,03 % au total. pertes au Japon.
La perte totale correspondant au niveau d’efficacité énergétique 1 est inférieure à la perte totale au Japon. Il n’y a pas d’écart dans les normes d’efficacité énergétique des transformateurs de distribution en Chine, et l’écart dans l’efficacité énergétique du Japon est autorisé de +10 %.
Après avoir pris en compte l’écart, l’efficacité énergétique des transformateurs immergés dans l’huile chinois de classe 2 peut essentiellement répondre aux exigences de perte totale des normes japonaises d’efficacité énergétique des transformateurs de distribution.
La perte de charge des transformateurs chinois de type sec de classe F (température de référence 120℃) est convertie en perte de charge de la classe japonaise F (température de référence 115℃). Les pertes à vide et en charge sont intégrées dans la formule pour obtenir les pertes totales. La comparaison des transformateurs de type sec de classe F est présentée dans le tableau 9.
Les pertes à vide et en charge des transformateurs chinois de type sec à tous les niveaux d’efficacité énergétique sont converties en pertes totales japonaises, et les pertes totales correspondant au niveau 3 d’efficacité énergétique sont supérieures de 16,84 % à 36,21 % aux pertes totales japonaises. La perte totale correspondant au niveau d’efficacité énergétique 2 est supérieure de 5,85 % à 18,87 % à la perte totale au Japon. La perte totale correspondant au niveau d’efficacité énergétique 1 de certains transformateurs de capacité est supérieure de 2,54 % ~ 7,32 % à la perte totale au Japon.
Aucun écart n’est prévu pour les normes d’efficacité énergétique des transformateurs de distribution de la Chine, tandis qu’un écart de +10 % est autorisé pour les normes d’efficacité énergétique des transformateurs de distribution du Japon. Après avoir pris en compte l’écart, le niveau 1 d’efficacité énergétique des transformateurs de type sec chinois peut essentiellement répondre aux exigences de perte totale des normes japonaises d’efficacité énergétique des transformateurs de distribution. Le niveau 3 d’efficacité énergétique des transformateurs chinois est le niveau de base, qui diffère considérablement des normes japonaises d’efficacité énergétique des transformateurs de distribution.
Les valeurs de perte à vide et de perte de charge dans GB20052-2013 sont converties en efficacité dans les normes américaines sur les transformateurs de distribution.
La capacité des transformateurs aux normes des transformateurs de distribution aux États-Unis est la suivante : 15 kVA, 30 kVA, 45 kVA, 75 kVA, 112,5 kVA, 150 kVA, 225 kVA, 300 kVA, 500 kVA, 750 kVA, 1 000 kVA, 1 500 kVA, 2 000 kVA, 2 500 kVA.
Capacité du transformateur en Chine : 30 kVA, 50 kVA, 63 kVA, 80 kVA, 100 kVA, 125 kVA, 160 kVA, 200 kVA, 250 kVA, 315 kVA, 400 kVA, 500 kVA, 630 kVA, 800 kVA, 1 000 kVA, 1 250 kVA, 1 600 kVA.
Par conséquent, dans cet article, les valeurs d’efficacité pour la partie américaine de la capacité (50 kVA, 100 kVA, 315 kVA, 1 600 kVA) sont calculées par interpolation.
Après conversion et comparaison, les valeurs d’efficacité converties des transformateurs immergés dans l’huile dans GB20052-2013 sont inférieures aux valeurs d’efficacité des normes américaines sur les transformateurs de distribution. Les valeurs d’efficacité converties de certaines valeurs de perte d’efficacité énergétique de capacité chinoise de niveau 1 sont supérieures aux valeurs d’efficacité américaines, et certaines sont inférieures aux valeurs d’efficacité américaines.
Le niveau d’efficacité énergétique 3 de la Chine est la valeur minimale requise pour la mise en œuvre obligatoire des transformateurs en Chine, et il existe un certain écart entre celui-ci et la valeur d’efficacité actuelle des États-Unis.
Après conversion et comparaison, les valeurs d’efficacité converties des transformateurs de type sec dans les normes GB20052-2013 sur les transformateurs de distribution d’efficacité énergétique de la Chine sont toutes inférieures aux valeurs d’efficacité des normes américaines sur les transformateurs de distribution. Certaines des valeurs d’efficacité de capacité convertie des valeurs de perte d’efficacité énergétique chinoises de niveau 1 et de niveau 2 sont supérieures aux valeurs d’efficacité américaines, et certaines sont inférieures aux valeurs d’efficacité américaines. Le niveau d’efficacité énergétique 3 de la Chine est l’exigence minimale obligatoire pour les transformateurs en Chine, et il existe un certain écart entre celui-ci et la valeur d’efficacité actuelle des États-Unis, et il y a place à l’amélioration.
Après conversion et comparaison, la perte totale après conversion des limites de perte à vide et de perte de charge des transformateurs immergés dans l’huile chinois avec une efficacité énergétique de classe 3 est supérieure aux limites de perte totale des normes japonaises de transformateur de distribution de 9,37 % à 25,84 %.
La perte totale des transformateurs de type sec chinois après conversion des limites de perte à vide et de perte de charge de la classe d’efficacité énergétique 3 est supérieure à la limite de perte totale des normes japonaises de transformateur de distribution de 16,84 % ~ 36,21 %, et la perte totale de sec Les transformateurs de type après conversion des limites de perte à vide et de perte de charge de la classe d’efficacité énergétique 2 sont supérieurs à la limite de perte totale des normes japonaises de transformateur de distribution de 5,85 % à 18,87 %.
La perte à vide et la perte de charge des transformateurs sont proportionnelles à la perte totale, et la perte totale peut être réduite en réduisant la perte à vide ou la perte de charge. Dans la future révision des normes chinoises d’efficacité énergétique des transformateurs de distribution, il est recommandé d’envisager de réduire les pertes à vide et les pertes de charge.
Après conversion et comparaison, les valeurs de rendement converties des transformateurs immergés dans l’huile chinois de grade 2 et de grade 3 sont inférieures aux valeurs de rendement des normes américaines sur les transformateurs de distribution, jusqu’à 0,29 %.
Les valeurs d’efficacité converties pour les transformateurs de type sec de classe 3 sont inférieures aux valeurs d’efficacité des normes américaines sur les transformateurs de distribution, jusqu’à 0,54 %.
Download Resource
Les stations de distribution du réseau électrique à basse tension assurent la transmission et la
Principe du résolveur (transformation du signal）) Le signal de sortie du résolveur est un signal
Un article pour comprendre la plaque signalétique du transformateur En tant qu’équipement électrique aussi
