IEC 60076 έναντι IEEE C57.12: Επιλογή προτύπων μετασχηματιστών για ένα παγκόσμιο έργο

Πριν από τρεις εβδομάδες, ένας αγοραστής ΕΡC στο Χανόι μας απέστειλε μία προδιαγραφή μετασχηματιστή που είχε συνταχθεί βάσει IEEE C57.12.00 , με την ένδειξη «60 Hz» στη στήλη συχνότητας. Το έργο βρίσκεται στο Βιετνάμ, όπου το δίκτυο λειτουργεί σε συχνότητα 50 Hz και η εταιρεία ηλεκτροδότησης αποδέχεται IEC 60076 εκθέσεις δοκιμών. Ένα έγγραφο, δύο ασύμβατοι κόσμοι. Η παραγγελία παρέμεινε ακίνητη για μία εβδομάδα, ενώ και οι δύο πλευρές εξέταζαν ποιο πρότυπο θα έπρεπε πραγματικά να εφαρμόσει το εργοστάσιο.

Αυτή η σύγχυση εμφανίζεται συχνότερα απ’ ό,τι θα έπρεπε. IEC 60076 και IEEE C57.12 μοιάζουν παρόμοια στο χαρτί — και τα δύο ορίζουν ονομαστικές τιμές, απώλειες, αύξηση θερμοκρασίας και δοκιμές — αλλά διαφέρουν ως προς τη συχνότητα, τις ομάδες διανυσμάτων, τα όρια αύξησης θερμοκρασίας για ξηρούς μετασχηματιστές και τα πιστοποιητικά που απαιτούνται για να διασχίσει ένας μετασχηματιστής ένα σύνορο. Αν καθορίσετε τη λανθασμένη οικογένεια προτύπων, δεν αγοράζετε μία μηχανή· αγοράζετε ένα έργο επανασχεδιασμού. Αυτός ο οδηγός εξηγεί πού διαφέρουν τα δύο συστήματα και πώς να συντάξετε μία προδιαγραφή που θα επιβιώσει της επαφής με την ομάδα προσφορών ενός εργοστασίου.

Γιατί αυτή η επιλογή καθορίζει την παράδοσή σας, όχι μόνο την τεκμηρίωσή σας

Το πρότυπο που καθορίζετε καθορίζει το υλικό εξοπλισμό, όχι μόνο τα έγγραφα. Η ομάδα διανύσματος, το εύρος ρύθμισης, ο τύπος των μονωτήρων, το πρόγραμμα δοκιμών και ακόμη και η γλώσσα στην πινακίδα ονομαστικών τιμών — όλα αυτά προκύπτουν από την οικογένεια προτύπων. Ένας μετασχηματιστής σχεδιασμένος για 50 Hz δεν μπορεί απλώς να αναβαθμιστεί για λειτουργία σε 60 Hz: η πυκνότητα της μαγνητικής ροής στον πυρήνα, η εμπέδηση και η απόδοση του συστήματος ψύξης αλλάζουν όλες, και μια μονάδα που κατασκευάζεται για λανθασμένη συχνότητα συνήθως αποτυγχάνει στην πρώτη δοκιμή θέρμανσης. Μάθαμε αυτό το μάθημα με δαπανηρό τρόπο πριν από δέκα χρόνια, όταν μια παρτίδα εξαγωγικών μονάδων χρειάστηκε να ξανασχεδιαστεί εν μέσω παραγωγής, επειδή κανείς δεν είχε εντοπίσει εγκαίρως την αντίφαση στη συχνότητα.

Η πιστοποίηση ακολουθεί την ίδια διαδρομή. Η Βόρεια Αμερική απαιτεί σήματα UL ή CSA επικαλυμμένα σε συμμόρφωση με το IEEE· η πλειονότητα της Μέσης Ανατολής, της Νοτιοανατολικής Ασίας, της Αφρικής και της Ευρώπης βασίζει την αποδοχή της σε εκθέσεις τύπου δοκιμής IEC. Ένα εργοστάσιο που γνωρίζει μόνο ένα σύστημα θα σας προσφέρει με αυτοπεποίθηση και θα επιλύσει τις λεπτομέρειες αργότερα — ακριβώς τότε εμφανίζονται οι καθυστερήσεις και τα γράμματα απόρριψης. Γι’ αυτόν τον λόγο ζητάμε τη συχνότητα του έργου και το ρυθμιστικό πρότυπο της εταιρείας ηλεκτροδότησης προτού προσφέρουμε οτιδήποτε.

 

IEC 60076: Η Παγκόσμια Βάση

Ο IEC 60076 η σειρά αποτελεί το πλησιέστερο πράγμα σε παγκόσμιο πρότυπο για μετασχηματιστές. Οι γενικές απαιτήσεις περιέχονται στο 60076-1:2011, το οποίο καλύπτει τις ονομαστικές τιμές, τις συνθήκες λειτουργίας και τα στοιχεία πινακίδας για τριφασικούς και μονοφασικούς μετασχηματιστές ισχύος — μπορείτε να διαβάσετε το πεδίο εφαρμογής στη σελίδα του IEC Webstore για το IEC 60076-1. Σελίδα IEC Webstore για το IEC 60076-1 τα όρια αύξησης της θερμοκρασίας ορίζονται στο 60076-2, οι διηλεκτρικές δοκιμές στο 60076-3, η αντοχή σε βραχυκύκλωμα στο 60076-5 και οι ξηροί μετασχηματιστές στο 60076-11.

Το σύστημα IEC προεπιλέγει συχνότητα 50 Hz και περιγράφει τις συνδέσεις των τυλιγμάτων με σημειογραφία ρολογιού. Ένας μετασχηματιστής Dyn11 έχει τύλιγμα πρωτεύοντος σε δέλτα, τύλιγμα δευτερεύοντος σε αστέρα με ουδέτερο αγωγό και μετατόπιση φάσης 330 μοιρών — μία γραμμή που αποκαλύπτει σε έναν σχεδιαστή περισσότερες πληροφορίες από μισή σελίδα διαγραμμάτων σύνδεσης. Όταν μία εταιρεία ηλεκτρικής ενέργειας στη Σαουδική Αραβία, το Βιετνάμ ή τη Μαλαισία ανοίγει τη δοκιμαστική σας έκθεση, η ομάδα διανυσμάτων και η δηλωθείσα αντίσταση είναι συνήθως οι δύο πρώτες γραμμές που ελέγχει. Το εύρος ρύθμισης (tap range) και οι τιμές απωλειών χωρίς φορτίο/με φορτίο ακολουθούν, επειδή οι διαγωνισμοί σε αυτές τις αγορές βαθμολογούν τους τύπους κεφαλαιοποίησης απωλειών γραμμή προς γραμμή.

 

IEEE C57.12: Ο αμερικανικός τρόπος

Στην Αμερική, IEEE C57.12.00-2015 διέπει τους μετασχηματιστές διανομής και ισχύος με υγρό μονωτικό, και η οικογένεια διαιρεί την εργασία διαφορετικά από την IEC. Το C57.12.01 καλύπτει τις γενικές απαιτήσεις για ξηρούς μετασχηματιστές, το C57.12.90 είναι ο κώδικας δοκιμών για μετασχηματιστές με υγρό μονωτικό, και τα σήματα πιστοποίησης τοποθετούνται στην κορυφή — UL 1561 και UL 1562 για ξηρούς μετασχηματιστές, και η σειρά CSA C22.2 για τον Καναδά. Μπορείτε να ελέγξετε το πεδίο εφαρμογής του προτύπου για μετασχηματιστές με υγρό μονωτικό στην Εγγραφή του IEEE Xplore για το C57.12.00-2015 .

Η Βόρεια Αμερική λειτουργεί σε συχνότητα 60 Hz, και η πρακτική διανομής προτιμά τυλίγματα δευτερεύοντος σε σύνδεση «grounded-wye»: 480Y/277 V και 208Y/120 V για εμπορικά φορτία, με 12,47 kV και 13,8 kV να είναι συνηθισμένα στην πρωτεύουσα πλευρά. Οι προδιαγραφές εδώ σπάνια χρησιμοποιούν αριθμούς ωρών («clock numbers»); οι μηχανικοί καθορίζουν τη σύνδεση και τη γωνιακή μετατόπιση από πίνακες, και στη συνέχεια προσθέτουν απαιτήσεις ειδικές για τον προμηθευτή — όπως περίβλημα, ανθεκτικότητα σε παρεμβάσεις και καλώδια — που υπερβαίνουν το βασικό έγγραφο του IEEE. Πριν συσκευαστεί μία μονάδα για τον Καναδά, δύο ελεγκτές ποιότητας επικυρώνουν εγγράφως ότι ο αριθμός πιστοποίησης CSA είναι ευανάγνωστος στην πινακίδα ονομαστικών τιμών· οι ελεγκτές του προμηθευτή τον ελέγχουν αμέσως μόλις φτάσει το φορτηγό, και η απουσία αυτού του σήματος συνεπάγεται κόστος που υπερβαίνει κατά πολύ μία τηλεφωνική κλήση.

 

IEC 60076 αντί IEEE C57.12 εκεί όπου οι προδιαγραφές διαφέρουν πραγματικά

Αυτό είναι το σημείο που παραβλέπεται από τους περισσότερους αγοραστές: τα δύο συστήματα συμφωνούν στα περισσότερα φυσικά θέματα, αλλά οι γραπτές απαιτήσεις διαφέρουν ακριβώς στα σημεία που οδηγούν σε λάθη στο εργοστάσιο.

Παράμετροι	Ο κόσμος του IEC	Ο βορειοαμερικανικός κόσμος
Βασικά έγγραφα	IEC 60076 σειρά (60076-1/2/3/5/11)	IEEE C57.12.00/.01/.90 , συν πιστοποιητικά UL ή CSA
Ονομαστική συχνότητα	50 Hz	60 Ηζ
Συμβολισμός ομάδας διανυσμάτων	Αριθμοί ρολογιού (Dyn11, YNd11)	Πίνακες σχέσης φάσεων· κοινό σημείο γειώσεως σε μορφή Y
Αύξηση θερμοκρασίας για υγρό-γεμιστούς μετασχηματιστές	μέση αύξηση θερμοκρασίας τυλιγμάτων 65 K (IEC 60076-2)	μέση αύξηση θερμοκρασίας τυλιγμάτων 65 °C
Βάση αύξησης για ξηρούς μετασχηματιστές	Κλάση μόνωσης: 100 K (F), 125 K (H)	Κλάσεις αύξησης 115/150 °C τυπικά κατά την καταχώριση
Αντοχή σε Βραχυκύκλωμα	Δοκιμασμένο σύμφωνα με το IEC 60076-5	Δοκιμασμένο σύμφωνα με το IEEE C57.12.90
Αποδείξεις εισόδου στην αγορά	Εκθέσεις και πιστοποιητικά τύπου δοκιμής	Σήματα εγκρισης UL/CSA συν τη συμμόρφωση με το IEEE
Επωνυμία	Διάταξη σύμφωνα με το πρότυπο IEC 60076-1	Τύπου ANSI με σήμα έγκρισης

Ένας μετασχηματιστής που κατασκευάζεται για την αριστερή στήλη λειτουργεί συνήθως άψογα σε δίκτυο 60 Hz με μειωμένη ισχύ — όμως δεν πληροί τα έγγραφα αποδοχής, και είναι τα έγγραφα που στην πραγματικότητα αναστέλλουν τα έργα. Στο εργαστήριό μας δοκιμών έχουμε εκτελέσει και τις δύο διαδικασίες διαδοχικά, σε διαφορετικές παραγγελίες την ίδια εβδομάδα, και οι διαφορές στην τεκμηρίωση είναι τόσο πραγματικές όσο και οι ηλεκτρικές.

 

 

 

Πιστοποίηση μετασχηματιστή : Το Δεύτερο Μισό της Ιστορίας

Η συμμόρφωση και η πιστοποίηση είναι δύο διαφορετικά πράγματα. Για τις αγορές IEC, πιστοποίηση μετασχηματιστή συνήθως σημαίνει μια έκθεση δοκιμής τύπου που εκτελείται σύμφωνα με τη σειρά IEC 60076 προτύπων IEC — δοκιμές κρούσης από κεραυνό, ανόδου θερμοκρασίας και βραχυκυκλώματος, οι οποίες παρακολουθούνται ή ελέγχονται από ανεξάρτητο φορέα — συν τις εκθέσεις τυπικών δοκιμών για κάθε μονάδα. Το εργαστήριο δοκιμών του εργοστασίου μας είναι πιστοποιημένο από το CNAS, και διενεργούμε παρακολουθούμενες δοκιμές τύπου για εξαγωγικές παραγγελίες, οπότε η έκθεση που υποβάλλει ο πελάτης σε μια εταιρεία ηλεκτρικής ενέργειας είναι το ίδιο ακριβώς έγγραφο που χρησιμοποιεί και η δική μας ομάδα ελέγχου ποιότητας στην παραγωγική γραμμή.

Η πιστοποίηση στη Βόρεια Αμερική βασίζεται σε σήματα: η εγγραφή στο UL ή η πιστοποίηση CSA σημαίνει ότι μια τρίτη πλευρά αξιολόγησε το σχέδιο σύμφωνα με το εφαρμόσιμο πρότυπο και διενεργεί επανειλημμένους ελέγχους στο εργοστάσιο σε καθορισμένο χρονοδιάγραμμα. Η κανονική οδηγία που δίνουμε σε κάθε αγοραστή είναι η εξής: εάν ο τελικός χρήστης σας είναι μια αμερικανική εταιρεία ηλεκτρικής ενέργειας, προγραμματίστε μονάδα με εγγραφή στο UL ή σύμφωνη με το IEEE και προσδοκήστε ότι ο αριθμός αρχείου θα ελεγχθεί κατά την άφιξη· εάν ο τελικός χρήστης σας είναι μια εταιρεία ηλεκτρικής ενέργειας στη Μέση Ανατολή ή στη Νοτιοανατολική Ασία, προγραμματίστε δοκιμές τύπου IEC και βεβαιωθείτε ότι η έκθεση δοκιμών καλύπτει ακριβώς την ισχύ που παραγγείλατε — μια έκθεση δοκιμών για διαφορετική ισχύ σε kVA δεν ωφελεί κανέναν.

 

Τι να συμπεριλάβετε στο αίτημα προσφοράς σας (RFQ) (και τι να παραλείψετε)

Το πιο συνηθισμένο λάθος σε αιτήματα προσφοράς (RFQ) που συναντάμε είναι μια μόνη γραμμή που αναφέρει « IEEE C57.12.00 ή ισοδύναμο» — οι φράσεις «ή ισοδύναμο» δεν μεταφέρουν καμία πληροφορία σε ένα εργοστάσιο. Αντί για μία ασαφή πρόταση, οι μηχανικοί μας ζητούν από τους αγοραστές να παρέχουν ένα σύντομο κείμενο όπως το παρακάτω:

• Πρότυπο και έκδοση σε μία γραμμή: «IEC 60076-1:2011 με 60076-11» ή «IEEE C57.12.00-2015».
• Συχνότητα και τάσεις συστήματος: 50 Hz ή 60 Hz, πρωτεύουσα και δευτερεύουσα τάση σε kV, και τύπος σύνδεσης.
• Ομάδα διανυσμάτων ή φασική σχέση — για παράδειγμα Dyn11, ή δέλτα με γειωμένο αστέρα.
• Συνθήκες λειτουργίας: υψόμετρο πάνω από 1.000 m και εύρος θερμοκρασίας περιβάλλοντος.
• Πρόγραμμα δοκιμών: μόνο δοκιμές εφαρμογής (routine tests), ή δοκιμές τύπου με παρατήρηση (witnessed type tests) που καλύπτουν κρούση (impulse), αύξηση θερμοκρασίας (temperature rise), επίπεδο θορύβου (sound level) και αντοχή σε βραχυκύκλωμα (short-circuit withstand).
• Έγγραφα πιστοποίησης: αριθμός αρχείου UL/CSA, πιστοποιητικά δοκιμών τύπου IEC και αναφορές δοκιμών εφαρμογής ανά μονάδα (per-unit routine test reports).

Εάν δεν είστε σίγουροι σε ποια οικογένεια ανήκει το έργο σας, στείλτε μας το σχέδιο της εταιρείας διανομής ηλεκτρικής ενέργειας (utility drawing), την τάση του συστήματος και τη συχνότητα. Οι μηχανικοί μας θα σας ενημερώσουν ποιο πρότυπο ισχύει — συνήθως εντός ενός εργάσιμου ημέρας, πριν ακόμη διατυπώσετε επίσημα τις προδιαγραφές. Αυτή η μοναδική συζήτηση έχει εξοικονομήσει σε αρκετούς πελάτες μας κόστος επαναλαμβανόμενων δοκιμών που ανήλθε σε ποσά πέντε ψηφίων.

 

Ryan Electric κατασκευάζει για και τα δύο συστήματα.

Το εργοστάσιό μας στην Τσιανγκσού εκτελεί και τις δύο δοκιμαστικές διαδικασίες στον ίδιο χώρο: τις κανονικές και τις δοκιμές τύπου IEC για εξαγωγικές παραγγελίες, καθώς και τις διαδικασίες δοκιμής IEEE/ANSI για μονάδες προς Βόρεια Αμερική. Οι ίδιες γραμμές παραγωγής έχουν αποστείλει μετασχηματιστές τύπου pad-mounted πιστοποιημένους από την CSA στον Καναδά και ξηρού τύπου μονάδες με έγκριση UL σε αμερικανικά έργα, ενώ παράλληλα κατασκευάζει μονάδες IEC 50 Hz για τη Νοτιοανατολική Ασία και τη Μέση Ανατολή. Ως εταίρος κοινής επιχείρησης της Eaton με 37 πατέντες και με βάση κατασκευής 120.000 m², αντιμετωπίζουμε το ζήτημα των προτύπων ως μία μηχανική είσοδο — όχι ως μία ρήτρα σύμβασης για να συζητηθεί μετά την κατάθεση της παραγγελίας.

Όταν το πρότυπο είναι λανθασμένο, όλα τα επόμενα στάδια είναι επίσης λανθασμένα: οι δοκιμές, τα πιστοποιητικά, η θέση σε λειτουργία και η ημερομηνία έναρξης εμπορικής λειτουργίας. Εάν καθορίζετε μετασχηματιστές για ένα διασυνοριακό έργο, στείλτε την προσχεδιαστική σας προδιαγραφή μέσω της σελίδας επικοινωνίας στο ryantransformers.com — θα εντοπίσουμε αντιφάσεις μεταξύ IEC/IEEE προτού μετατραπούν σε αλλαγές παραγγελίας και θα σας προσφέρουμε τιμή βάσει του προτύπου που πραγματικά αποδέχεται η εταιρεία ηλεκτροδότησής σας.

Για τον συγγραφέα — Αυτός ο οδηγός γράφτηκε από την ομάδα μηχανικών της Ryan Electric, ενός εταίρου κοινής επιχείρησης της Eaton και πιστοποιημένου από τη UL/CSA κατασκευαστή μετασχηματιστών στην επαρχία Jiangsu της Κίνας, ο οποίος εξυπηρετεί υπηρεσίες χορήγησης ηλεκτρικής ενέργειας, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και βιομηχανικούς πελάτες σε όλη τη Βόρεια Αμερική, τη Νοτιοανατολική Ασία, τη Μέση Ανατολή και την Αφρική.