¿Quieres saber cuáles son los estándares de transformadores?
Hemos elaborado esta guía para ayudarle a descubrir qué estándares se utilizan actualmente para probar transformadores y cómo se comparan entre sí. En esta publicación, abordaremos los estándares UL, IEEE, IEC, DOE 2016, NEMA, ANSI, de eficiencia e impedancia.
Esta guía también proporcionará información sobre cuántos tipos diferentes de pruebas de transformadores se realizan generalmente, cómo se llevan a cabo habitualmente y cómo afectan la calidad de un transformador.
Analicemos brevemente cada uno de ellos.
¿Qué es un transformador UL?
Los transformadores UL son los más comunes en el mercado estadounidense. Los crea Underwriters’ Laboratories (UL) y los utilizan compañías eléctricas, compañías eléctricas y otras organizaciones que manejan grandes cantidades de electricidad. Los transformadores utilizados en Estados Unidos deben cumplir con las normas de seguridad de UL.
Daelim Beleific es una marca de transformadores con certificación UL. Por lo tanto, podemos proporcionarle el listado y el etiquetado UL. Nuestros transformadores son seguros, fiables y respetuosos con el medio ambiente.
¿Qué es el estándar IEEE para transformadores?
Las normas IEEE para transformadores regulan el rendimiento de los equipos electrónicos industriales. Se utilizan principalmente en fábricas o grandes edificios donde se utilizan equipos de alta potencia en entornos cerrados.
¿Qué es el estándar de transformadores DOE 2016?
Las normas para transformadores DOE 2016 forman parte del Código Eléctrico Nacional (NEC) del Departamento de Energía de EE. UU. Esta norma estipula el valor de eficiencia de los transformadores con una capacidad máxima de 2500 kVA en el mercado estadounidense. Incluye transformadores de distribución monofásicos y trifásicos.
¿Qué es el estándar de transformador NEMA?
La norma NEMA para transformadores fue formulada por la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) de Estados Unidos y establece los requisitos para el nivel de protección de la carcasa del transformador. Este nivel de protección incluye principalmente NEMA 3, NEMA 3r, NEMA 4, NEMA 4X, etc.
¿Qué es el estándar ANSI para transformadores?
Las normas ANSI para transformadores son creadas específicamente por el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) e incluyen más de 30 tipos diferentes de transformadores, que van desde pequeños electrodomésticos como aires acondicionados hasta grandes plantas de energía con cientos o miles de transformadores funcionando a la vez.
¿Cómo funcionan las normas UL para transformadores?
Underwriters Laboratories (UL) es una organización de pruebas y certificación con más de un siglo de experiencia. Su objetivo es hacer del mundo un lugar más seguro, restringiendo el mercado únicamente a productos confiables. Para que sus transformadores estén «listados» o «reconocidos» por EE. UU., deben cumplir con los estándares establecidos por UL.
Se puede confiar plenamente en el correcto funcionamiento de cualquier producto con esta marca dentro del marco general. En esta categoría aceptada, se suelen incluir los transformadores, ya que suelen instalarse como componente de un circuito o equipo mayor.
Clasificación de normas UL para transformadores
Transformadores especiales según UL506
Esto incluye el aumento máximo permitido de la temperatura de funcionamiento, el requisito de rigidez dieléctrica y las características del proceso de fabricación para transformadores de potencia con clasificaciones de 10.0 kVA o menos.
UL1516
Se aplica a transformadores de tipo seco y transformadores de potencia con una capacidad de más de 10 kVA.
Transformadores de Clase 2 y Clase 3 según UL1585
Generalmente se incluyen limitaciones de corriente y otras funciones de protección contra sobrecargas. Pueden tener o no restricciones de corriente incorporadas.
El propósito de los limitadores de corriente de un transformador es evitar que el transformador se incendie en caso de sobrecarga o cortocircuito.
Los fusibles de corriente o térmicos, o los fusibles especificados por el fabricante del equipo, protegen contra sobrecargas en transformadores con corriente no inherentemente limitada.
Si el transformador está realmente construido únicamente con componentes aprobados, la agencia de seguridad no necesitará realizar pruebas para garantizar que sea compatible con el resto del sistema.
En general, para evitar que la agencia de seguridad revise cada componente, siempre se recomienda utilizar únicamente transformadores que hayan sido aprobados por UL.
¿Cuáles son los estándares y requisitos del IEEE para transformadores?
La Asociación de Normas IEEE es un organismo respetado de establecimiento de normas que utiliza un proceso abierto para consultar con varias partes interesadas de la industria antes de publicar pautas de consenso para ese sector.
A continuación se muestran algunas de las pruebas e inspecciones del IEEE para transformadores de potencia:
Pruebas de fábrica
El estándar IEEE C57.12.00 se utiliza principalmente para probar transformadores de distribución, potencia y regulación que normalmente están sumergidos en líquido, mientras que los estándares IEEE C57.12.01 e IEEE C57.12.91 se utilizan habitualmente para probar transformadores de tipo seco.
Pruebas de rutina
El fabricante realiza pruebas de control de calidad en muchos puntos durante la producción para garantizar que los transformadores finales cumplan con todas las especificaciones y funcionen según lo previsto.
Pruebas de diseño
Las máquinas y partes de los transformadores de potencia deben someterse a exhaustivas pruebas de diseño para proporcionar los niveles de rendimiento especificados.
Relación de transformación del transformador (TTR)
El TTR garantiza que la relación de vueltas medida de la unidad esté dentro del rango permitido de la relación calculada, según lo especificado por los estándares IEEE.
Prueba del factor de potencia de aislamiento
La prueba rutinaria del factor de potencia generalmente se realiza en todas las unidades de potencia según IEEE C57.12.00, aunque esto se asocia más comúnmente con transformadores de potencia de clase I y II más grandes.
¿Cómo funcionan las normas IEC para transformadores?
La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) crea y publica normas internacionales para tecnologías eléctricas, electrónicas y afines.
IEC 60076
IEC 60076 es un conjunto de directrices desarrolladas principalmente por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC).
Su objetivo es controlar los niveles de decibelios que emanan de los transformadores, reactores y los equipos de refrigeración auxiliares utilizados para estos dispositivos.
Las técnicas se pueden aplicar generalmente a cualquier transformador o reactor que cumpla los requisitos de las series IEC 60076, IEC 60289, IEC 60726 o IEC 61378 sin importar su tamaño o tensión.
Las siguientes categorías de transformadores están ampliamente incluidas en esta especificación:
Transformadores llenos de líquido equipados con un conservador de ventilación;
Transformadores llenos de líquido de tipo sellado;
Transformadores de tipo seco.
Transformadores con reactores de líquido y de núcleo de aire que no tengan devanados superiores a 1000 V para aplicaciones industriales.
IEC 61558
IEC TC 96 es responsable de actualizar las normas de la serie IEC 61558, que cubre «Transformadores, reactores, unidades de fuente de alimentación y combinaciones».
El TC96 se refiere generalmente a transformadores y fuentes de alimentación para la prevención de descargas eléctricas. Sus principales requisitos son los siguientes:
La norma IEC 61558 solo se aplica a dispositivos que tienen una entrada de tensión
Máximo de mil voltios
La fuente no supera los 500 Hz de frecuencia.
Una clasificación de 25 kVA es común para la potencia de salida de un transformador monofásico.
¿Cómo cumplir con los estándares de transformadores del DOE 2016?
El Departamento de Energía se encarga de la infraestructura nuclear y la política energética de Estados Unidos. También financia la investigación en este ámbito.
El 1 de enero de 2016, el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) emitió nuevos criterios de eficiencia para los transformadores de distribución, exigiendo aumentos sustanciales en la eficiencia eléctrica de este equipo vital.
Los transformadores que se utilizan principalmente en centros de datos y fábricas han experimentado aumentos de precios y rediseños.
Para que el cambio a nuevos diseños de transformadores que cumplan con el estándar se realice sin problemas, es esencial tener un amplio conocimiento de los requisitos.
En 2016, el DOE estableció un rango de eficiencia para los sistemas trifásicos del 97.89% al 99.28%, manteniendo al mismo tiempo los límites de eficiencia de 2007 para los sistemas monofásicos.
El uso de transformadores de baja tensión y alto rendimiento que sean al menos tan eficientes como los estándares DOE existentes puede ayudar a los centros de datos medianos y grandes a ahorrar dinero en sus facturas de energía y refrigeración.
Los transformadores de distribución de media tensión se construyen a medida según pedido y pueden ser monofásicos o trifásicos.
Además de los criterios de eficiencia en sí, los ingenieros deben tener en cuenta una amplia gama de situaciones al diseñar transformadores que cumplan con los objetivos del DOE para 2016.
Estos incluyen impedancia, factores de carga, requisitos de aumento de temperatura, demandas de fluidos, sobrecarga y limitaciones de espacio.
En el mercado estadounidense, siempre que el transformador de distribución no supere los 2500 LkVA, debe cumplir con los requisitos de valor de eficiencia del DOE2016.
¿Qué son los códigos y estándares de transformadores NEMA?
NEMA, abreviatura de la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos, establece estándares para equipos de imágenes médicas eléctricas y otros dispositivos.
Sección de transformadores NEMA
El Departamento de Transformadores NEMA es parte de la División de Productos y Sistemas de Servicios Públicos, que generalmente se enfoca en actividades técnicas tanto a nivel nacional como internacional.
Los reguladores de tensión de transmisión y distribución, así como los transformadores de distribución, de tipo seco, de gran y pequeña potencia y a medida, forman parte de la extensa línea de productos.
Norma NEMA 1
Generalmente, todo el polvo y otras partículas diminutas quedan fuera del equipo NEMA 1, lo que lo hace adecuado para operar en interiores.
Norma NEMA 2
Los transformadores con certificación NEMA 2 son aptos para uso en interiores gracias a su resistencia al polvo y al agua. Protegen los componentes electrónicos del primero, pero no del segundo (goteo y salpicaduras ligeras).
Norma NEMA 3
Los elementos, incluidos el polvo, la lluvia, el aguanieve y el viento, no pueden penetrar un gabinete NEMA 3 ni pueden desarrollar hielo en el exterior de la carcasa.
Norma NEMA 4
Ya sea que llueva, nieve o aguanieve, haya viento y polvo en el exterior, o hielo y frío en el interior, los gabinetes NEMA 3R están diseñados principalmente para durar. La jaula cuenta con orificios para la circulación del aire y un pequeño drenaje en la parte inferior para que el agua salga rápidamente si entra.
¿Cuál es la lista de normas según la Guía de transformadores ANSI?
El Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) ha creado un sistema de código metodológico conocido como códigos ANSI para garantizar que todas las agencias gubernamentales se adhieran a los mismos requisitos de nombres geográficos.
Norma ANSI de alta tensión
Según la norma de alta tensión ANSI, las tensiones nominales mínimas para las redes eléctricas de 60 Hz en todo el país normalmente son superiores a 100 V.
Otras especificaciones incluyen:
La alta tensión está entre 115 y 230 kilovoltios.
La alta tensión está entre 345 y 765 kilovoltios
La alta tensión es de 1.100 kilovoltios
Norma ANSI C57.12.91
El propósito de este código estándar de transformadores ANSI es describir las pruebas que generalmente se pueden realizar en transformadores de tipo seco.
Esta Norma propone especificaciones mínimas para transformadores de corriente y tensión para medición de electricidad.
Esta Norma contiene las especificaciones de base para transformadores bajo grados de temperatura.
Especificaciones para la medición de ingresos mediante transformadores de corriente y tensión vinculados inductivamente.
Para los NSV que operan entre 0.6 kV y 69 kV, el rango de tensiones de aislamiento soportadas contra impulsos de tipo rayo es de 10 kV a 350 kV.
¿Cuáles son los beneficios de cumplir con los estándares de eficiencia de los transformadores?
Para fortalecer la confiabilidad de la red eléctrica del país, disminuir los costos para el consumidor y disminuir la huella de carbono del país, el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) ha propuesto nuevos criterios de eficiencia energética para tres tipos de transformadores de distribución.
El objetivo de estas iniciativas es el siguiente:
Para reducir la cantidad de energía y materiales necesarios para proyectos de construcción
Asegúrese de que todos los aparatos eléctricos de un edificio funcionen con la máxima eficiencia.
Resultado técnico
El DOE tiene en cuenta las normas actuales y los avances técnicos de la industria.
Ahorro de costes
Si bien existen tecnologías que muestran resultados prometedores en el área de mejora de la eficiencia energética, no todas ellas estarán al alcance financiero del consumidor o empresa promedio.
Es por esto que el DOE tiene en cuenta las tendencias de precios en el mercado al hacer recomendaciones.
Requisitos actuales
El Departamento de Energía también es conocido por crear políticas a posteriori. Dado que muchos estados desean establecer sus propios criterios, además de los federales, esto podría implicar requisitos tanto a nivel federal como estatal.
Respuesta de los participantes
Los fabricantes, los especialistas en energía y los defensores del consumidor son solo algunos de los grupos que brindan comentarios al DOE.
¿Cuál es la impedancia estándar del transformador preciso?
A plena corriente de carga, la impedancia de un transformador generalmente se expresa como una fracción de la impedancia nominal de la carga.
Cuando una corriente secundaria alta generalmente es generada por una tensión primaria baja, esta impedancia se determina principalmente a partir de los resultados de la prueba de cortocircuito.
La impedancia describe esta baja tensión en términos de su proporción con la tensión nominal total.
En primer lugar, la corriente máxima de cortocircuito de un transformador disminuye a medida que aumenta su impedancia.
En segundo lugar, el control de tensión del transformador es peor en todo el rango de carga si la impedancia es grande.
Según la norma ANSI C57.;12.26, los transformadores con una clasificación de kVA entre 750 y 2500 deben tener una impedancia del 5.75 por ciento.
En la posición de toma nominal, la impedancia porcentual de un transformador es la tensión a través del transformador necesario para cortocircuitar un devanado y permitir que la corriente nominal fluya a través del otro devanado.
El uso de materiales de mayor calidad podría reducir el flujo de fuga y la impedancia porcentual del transformador. La impedancia porcentual del transformador tiene importantes consecuencias para la red eléctrica.
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Entonces, ya sea que estés buscando un transformador nuevo o simplemente quieras aprender más sobre qué hace que uno sea mejor que otro, esta guía está aquí para ayudarte.
