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Norma Italiana

N O R M A I T A L I A N A C E I

CNR

CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE •

AEI

ASSOCIAZIONE ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA ITALIANA

Data Pubblicazione

Edizione

Classificazione Fascicolo

COMITATOELETTROTECNICO

ITALIANO

Titolo

Title

CEI EN 60146-1-3

1997-09

Prima

22-8 3470 R

Convertitori a semiconduttori - Prescrizioni generali e convertitori commutati dalla linea

Parte 1-3: Trasformatori e reattori

Semiconductor convertors - General requirements and line commutated convertors

Part 1-3: Transformers and reactors

TECNICHE DI CONTROLLO E DI MISURA DEI PROCESSI

NO

RM

A TE

CNIC

A

© CEI - Milano 1997. Riproduzione vietata.

Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte del presente Documento può essere riprodotta o diffusa con un mezzo qualsiasi senza il consenso scritto del CEI.Le Norme CEI sono revisionate, quando necessario, con la pubblicazione sia di nuove edizioni sia di varianti. È importante pertanto che gli utenti delle stesse si accertino di essere in possesso dell’ultima edizione o variante.

SOMMARIO

La presente Norma considera le caratteristiche che differenziano i trasformatori per convertitori dai co-muni trasformatori di potenza. Per tutti gli altri aspetti, si devono applicare anche ai trasformatori perconvertitori, le prescrizioni specificate nella Pubblicazione IEC 76 (Norma CEI 14-4 II ed.), nella misurain cui esse non risultino in contraddizione con la presente Norma.La presente Norma costituisce la ristampa senza modifiche, secondo il nuovo progetto di veste editoriale,

della Norma pari numero ed edizione (Fascicolo 2521 E).

DESCRITTORI

• DESCRIPTORS

elettronica •

electronics;

convertitori •

convertors;

convertitori a semiconduttore •

semiconductor convertors;

trasformatori •

transformers;

reattori •

reactors;

caratteristiche •

characteristics;

specifiche •

specifications;

prova •

test;

COLLEGAMENTI/RELAZIONI TRA DOCUMENTI

Nazionali

Europei

(IDT) EN 60146-1-3:1993-02;

Internazionali

(IDT) IEC 146-1-3:1991-04;

Legislativi

INFORMAZIONI EDITORIALI

Norma Italiana

CEI EN 60146-1-3

Pubblicazione

Norma Tecnica

Carattere Doc.

Stato Edizione

In vigore

Data validità

1995-5-1

Ambito validità

Europeo

Varianti

Nessuna

Ed. Prec. Fasc.

Nessuna

Comitato Tecnico

22-Elettronica di potenza

Approvata dal

Presidente del CEI

in Data

1995-4-5

CENELEC

in Data

Sottoposta a

inchiesta pubblica come Documento originale

Chiusa in data

1992-8-31

Gruppo Abb.

9

Sezioni Abb.

C

ICS

CDU

621.314.21:621.315.59:621.318

LEGENDA

(IDT) La Norma in oggetto è identica alle Norme indicate dopo il riferimento (IDT)

CENELEC members are bound to comply with theCEN/CENELEC Internal Regulations which stipulatethe conditions for giving this European Standard thestatus of a National Standard without any alteration.Up-to-date lists and bibliographical references con-cerning such National Standards may be obtained onapplication to the Central Secretariat or to anyCENELEC member.This European Standard exists in three official ver-sions (English, French, German).A version in any other language and notified to theCENELEC Central Secretariat has the same status asthe official versions.CENELEC members are the national electrotechnicalcommittees of: Austria, Belgium, Denmark, Finland,France, Germany, Greece, Iceland, Ireland, Italy, Lu-xembourg, Netherlands, Norway, Portugal, Spain,Sweden, Switzerland and United Kingdom.

I Comitati Nazionali membri del CENELEC sono tenu-ti, in accordo col regolamento interno del CEN/CENE-LEC, ad adottare questa Norma Europea, senza alcunamodifica, come Norma Nazionale.Gli elenchi aggiornati e i relativi riferimenti di tali Nor-me Nazionali possono essere ottenuti rivolgendosi alSegretario Centrale del CENELEC o agli uffici di qual-siasi Comitato Nazionale membro.La presente Norma Europea esiste in tre versioni uffi-ciali (inglese, francese, tedesco).Una traduzione effettuata da un altro Paese membro,sotto la sua responsabilità, nella sua lingua nazionalee notificata al CENELEC, ha la medesima validità.I membri del CENELEC sono i Comitati ElettrotecniciNazionali dei seguenti Paesi: Austria, Belgio, Dani-marca, Finlandia, Francia, Germania, Grecia, Irlanda,Islanda, Italia, Lussemburgo, Norvegia, Olanda, Por-togallo, Regno Unito, Spagna, Svezia e Svizzera.

© CENELEC 1993 Copyright reserved to all CENELEC members. I diritti di riproduzione di questa Norma Europea sono riservati esclu-sivamente ai membri nazionali del CENELEC.

Comitato Europeo di Normalizzazione Elettrotecnica European Committee for Electrotechnical Standardization

Comité Européen de Normalisation ElectrotechniqueEuropäisches Komitee für Elektrotechnische Normung

C E N E L E C

Secrétariat Central: rue de Stassart 35, B - 1050 Bruxelles

E u r o p ä i s c h e N o r m • N o r m e E u r o p é e n n e • E u r o p e a n S t a n d a r d • N o r m a E u r o p e a

EN 60146-1-3

Febbraio 1993

Convertitori a semiconduttori - Prescrizioni generali e convertitori commutati dalla linea

Parte 1-3: Trasformatori e reattori

Semiconductor convertors - General requirements and line commutated convertors

Part 1-3: Transformers and reactors

CONTENTS INDICE

Rif. Topic Argomento Pag

.

NORMA TECNICACEI EN 60146-1-3:1997-09

Pagina iv

OGGETTO

1

RIFERIMENTI NORMATIVI

1

VALORI NOMINALI DEI TRASFORMATORI PER CONVERTITORI

2

Valori nominali di corrente

........................................................

2

Limiti di temperatura del mezzo refrigerante

...................

2

PERDITE E CADUTE DI TENSIONE NEI TRASFORMATORI E NEI REATTORI

3

Perdite negli avvolgimenti dei trasformatori

.....................

3

Perdite nei trasformatori interfasici, nei reattori di ripartizione della corrente, nei reattori serie di smorzamento, nei reattori saturabili e negli altri dispositivi per la regolazione della corrente

.....................

3

Cadute di tensione nei trasformatori e nei reattori

........

4

PROVE DEI TRASFORMATORI PER CONVERTITORI

5

Misura della reattanza di commutazionee determinazione della caduta induttivadi tensione (prova di tipo)

.........................................................

5

Prova di cortocircuito (prova di tipo e prova individuale)

.......................................

6

Prova di riscaldamento (prova di tipo)

................................

6

Limiti di sovratemperatura

..........................................................

7

Schemi e coefficienti di calcolo

...............................................

8

CORREZIONI DA APPLICARE QUANDO LA TEMPERATURA DEL MEZZO REFRIGERANTEÈ SUPERIORE AI VALORI NORMALIZZATI

11

Riduzione dei limiti di sovratemperatura per una temperatura del mezzo refrigerante superiore a quella normalizzata in kelvin

........................

11

Altre Pubblicazioni Internazionali menzionate nella presente Norma con riferimento alle corrispondenti Pubblicazioni Europee

12

1

SCOPE

2

NORMATIVE REFERENCES

3

RATED VALUES FOR CONVERTOR TRANSFORMERS

3.1

Rated current values

....................................................................

3.2

Temperature limits of cooling media

..................................

4

LOSSES AND VOLTAGE DROPS IN TRANSFORMERS AND REACTORS

4.1

Losses in the transformer windings

.....................................

4.2

Losses in interphase transformers, current balancing reactors, series-smoothing reactors, transductors and other current regulating accessories

................................................................................................................

4.3

Voltage drops in transformers and reactors

.....................

5

TESTS FOR CONVERTOR TRANSFORMERS

5.1

Measurement of commutating reactance and determination of inductive voltage drop (type test)

..............................................................................

5.2

Short-circuit test (type test and routine test)

.......................................................

5.3

Temperature rise test (type test)

...........................................

Tab. 1

Temperature rise limits

..............................................................

Tab. 2

Connections and calculation factors

....................................

ANNEX/ALLEGATO

A

CORRECTIONS TO BE APPLIED WHEN COOLING MEDIUM TEMPERATUREIS HIGHER THAN STANDARD

Tab. A.1

Reduction of limits of temperature rise for cooling medium temperature higher than standard in kelvins

............................................................

ANNEX/ALLEGATO

ZA

Other International Publications quoted in this Standard with the references of the relevant European Publications

normativenormativo

normativenormativo

RIPRODUZIONE SU LICENZA CEI AD ESCLUSIVO USO AZIENDALE


Pagina v

FOREWORD

The CENELEC questionnaire procedure, per-formed for finding out whether or not the Inter-national Standard IEC 146-1-3 (1991) could beaccepted without textual changes, has shownthat no common modifications were necessaryfor the acceptance as European Standard.

The reference document was submitted to theCENELEC members for formal vote and was ap-proved by CENELEC as EN 60146-1-3 on 9 De-cember 1992.

The following dates were fixed:

n

latest date of publication of an identical na-tional standard

(dop) 1993/12/01

n

latest date of withdrawal of conflicting na-tional standards

(dow) 1993/12/01

For products which have complied with the rel-evant national standard before 1993/12/01, asshown by the manufacturer or by a certificationbody, this previous standard may continue toapply for production until 1998/12/01.

Annexes designated “normative” are part of thebody of the standard.

In this standard, Annexes A and ZA are norma-tive.

ENDORSEMENT NOTICE

The text of the International Standard IEC 146-1-3(1991) was approved by CENELEC as a EuropeanStandard without any modification.

PREFAZIONE

La procedura del Questionario CENELEC, utilizza-ta per stabilire se la Pubblicazione IEC 146-1-3(1991) poteva essere adottata senza modifiche deltesto, ha mostrato che non erano necessarie mo-difiche comuni CENELEC per l’accettazione comeNorma Europea.

Il documento di riferimento è stato sottoposto alvoto formale dei membri del CENELEC e appro-vato dal CENELEC come Norma EuropeaEN 60146-1-3 il 9 dicembre 1992.

Le date di applicazione sono le seguenti:

n

data ultima di pubblicazione di una Normanazionale identica

(dop) 01/12/1993

n

data ultima di ritiro delle Norme nazionalicontrastanti

(dow) 01/12/1993

Per i prodotti che, come indicato dal costruttore oda un Organismo di certificazione, erano confor-mi alla relativa Norma nazionale prima del01/12/1993, la Norma precedente può continuaread essere applicata per la produzione fino al01/12/1998.

Gli Allegati indicati come “normativi” sono parteintegrante della Norma.

Nella presente Norma, gli Allegati A e ZA sononormativi.

AVVISO DI ADOZIONE

Il testo della Pubblicazione IEC 146-1-3 (1991) èstato approvato dal CENELEC come Norma Euro-pea senza alcuna modifica.



Pagina vi


NORMA TECNICACEI EN 60146-3:1997-09

Pagina 1 di 14

1

SCOPE

This Part 1-3 of the International Standard re-lates, in general, to those characteristics where-in convertor transformers differ from ordinarypower transformers. In all other respects, therules specified in IEC 76 shall apply to conver-tor transformers also, as far as they are not incontradiction with this standard.

It should be borne in mind that a rectifier trans-former operates with non-sinusoidal currentwaveshape. In single-way connection, the cur-rent in each cell winding contains a d.c. compo-nent which calls for special attention in designand testing. In some cases, a special design isnecessary when external short-circuits and cellfailures would cause abnormal stress.

For certain types of transformers, the wave-shape of the normal operating voltage is non-si-nusoidal. The core loss of such equipment is tobe determined by applying a sinusoidal voltagehaving the same half-cycle arithmetic mean val-ue and the same fundamental frequency as thevoltage applied in service.

2

NORMATIVE REFERENCES

The following Standards contain provisionswhich, through reference in this text, constituteprovisions of this International Standard. At thetime of publication, the editions indicated werevalid. All Standards are subject to revision, andparties to agreements based on this Internation-al Standard are encouraged to investigate thepossibility of applying the most recent editionsof the Standards indicated below

(1)

. Members ofIEC and ISO maintain registers of currently validInternational Standards.

(1) N.d.R. For the list of Publications, see Annex ZA.

OGGETTO

La presente Parte tratta in generale quelle caratte-ristiche per cui i trasformatori per convertitori dif-feriscono dai comuni trasformatori di potenza. Pertutti gli altri aspetti, si devono applicare anche aitrasformatori per convertitori, le prescrizioni spe-cificate nella Pubblicazione IEC 76, nella misurain cui esse non risultino in contraddizione con lapresente Norma.

Si deve tenere presente che un trasformatore perraddrizzatori funziona con una corrente la cui for-ma d’onda non è sinusoidale. In una connessionea una sola via, la corrente in ogni singolo avvolgi-mento di cella contiene una componente in c.c.che richiede una particolare attenzione all’attodella progettazione e della prova. In alcuni casi,quando cortocircuiti esterni e guasti delle cellepotrebbero provocare sollecitazioni anormali, ènecessaria una realizzazione particolare.

Per alcuni tipi di trasformatori, la forma d’ondadella tensione di funzionamento normale non èsinusoidale. La perdita nel ferro di tale apparec-chio deve essere determinata applicando una ten-sione sinusoidale dello stesso valore medio arit-metico nel semi-ciclo e la stessa frequenzafondamentale della tensione applicata in servizio.

RIFERIMENTI NORMATIVI

Le Norme sottoelencate contengono disposizioniche, tramite riferimento nel presente testo, costi-tuiscono disposizioni per la presente Norma. Almomento della pubblicazione della presente Nor-ma, le edizioni indicate erano in vigore. Tutte leNorme sono soggette a modifiche e/o revisione, egli utilizzatori della presente Norma sono invitatiad applicare le edizioni più recenti delle Normesottoelencate(1). Presso i membri della IEC edell’ISO sono disponibili gli elenchi aggiornatidelle Norme in vigore.

(1) N.d.R. Per l’elenco delle Pubblicazioni, si rimanda all’Allegato ZA.

CEI EN 60146-3:1997-09

20


NORMA TECNICACEI EN 60146-3:1997-09Pagina 2 di 14

VALORI NOMINALI DEI TRASFORMATORI PER CONVERTITORI

Valori nominali di corrente

Convertitori semplici o doppi alimentatida un unico avvolgimento lato valvoleI trasformatori per convertitori devono essere ingrado di portare continuativamente la correntecorrispondente alla corrente continua nominaledel convertitore, seguita dall’applicazione dellacorrente di sovraccarico (quando specificata) perla durata specificata (vedi PubblicazioneIEC 146-1-1, 3.10.3.5) alle massime temperature diraffreddamento, senza superare i limiti termici.

Convertitore doppio dove ciascun complesso di tiristori possiede un proprio avvolgimento lato valvoleI trasformatori per convertitori devono essere ingrado di portare continuativamente in ogni avvol-gimento secondario la corrente corrispondente allacorrente continua nominale del convertitore, segui-ta dall’applicazione della corrente di sovraccaricoper la durata specificata (vedi PubblicazioneIEC 146-1-1, 3.10.3.5) alle massime temperature diraffreddamento, senza superare i limiti termici.

Nel caso in cui un avvolgimento di linea sia comuneai due avvolgimenti secondari, la corrente nominaledeve essere determinata come previsto in 3.1.1.

Limiti di temperatura del mezzo refrigeranteI limiti di sovratemperatura vengono specificati in 5.3.

Apparecchiatura per l’esterno con raffreddamento ad ariaI trasformatori per convertitori devono essere pro-gettati per funzionare con una temperatura dell’ariaambiente non superiore a 40 °C, con un valoremedio annuo non superiore a 20 °C e con un valo-re medio giornaliero non superiore a 30 °C.

Apparecchiatura per interno con raffreddamento ad ariaI trasformatori per convertitori devono essere pro-gettati per funzionare con una temperaturadell’aria ambiente di 40 °C.

Apparecchiatura con raffreddamento ad acquaI trasformatori per convertitori devono essere pro-gettati per funzionare con una temperaturadell’acqua in ingresso non superiore a 25 °C.

3 RATED VALUES FOR CONVERTOR TRANSFORMERS

3.1 Rated current values

3.1.1 Single convertor or double convert or supplied from one common cell windingThe convertor transformer shall be capable ofcarrying current corresponding to rated directcurrent of the convertor continuously, followedby overload current (where specified) for thespecified duration (See IEC 146-1-1, 3.10.3.5), atmaximum cooling temperatures without ex-ceeding its thermal limit.

3.1.2 Double convertor where each thyristor assembly has separate cell windingsThe convertor transformer shall be capable ofcarrying in each secondary group the appro-priate current corresponding to rated directcurrent of the convertor continuously, fol-lowed by overload current for the specifiedduration (See IEC 146-1-1, 3.10.3.5), at maxi-mum cooling temperatures without exceedingits thermal limit.

Where common line windings are used for thetwo secondary windings, these should be ratedas in 3.1.1.

3.2 Temperature limits of cooling mediaTemperature rise limits are specified in 5.3.

3.2.1 Air cooled outdoor equipmentThe convertor transformer shall be designed tooperate at an ambient air temperature whichdoes not exceed 40 °C, does not average morethan 20 °C over a year and does not averagemore than 30 °C for any 24 h period.

3.2.2 Air cooled indoor equipmentThe convertor transformer shall be designed tooperate in an ambient air temperature of 40 °C.

3.2.3 Water cooled equipmentThe convertor transformer shall be designed tooperate with incoming cooling water tempera-ture which does not exceed 25 °C.



Pagina 3 di 14

PERDITE E CADUTE DI TENSIONE NEI TRASFORMATORI E NEI REATTORI

Perdite negli avvolgimenti dei trasformatoriLe perdite negli avvolgimenti che si verificanonelle normali condizioni di servizio si compongo-no delle perdite nella resistenza dell’avvolgimentomisurata in c.c. e delle perdite addizionali (che di-pendono dalla frequenza) dovute a correnti pa-rassite e al flusso disperso negli avvolgimenti enelle parti strutturali. A causa delle armoniche, sidovrebbero misurare le perdite effettive negli av-volgimenti con il trasformatore in funzionamentonormale e collegato al complesso.

Questo metodo di misura non può essere racco-mandato, in quanto risulta troppo complicato eimpreciso, a meno che le perdite totali del trasfor-matore e del complesso non vengano rilevate conun’unica misura. In tali casi, e per unità che nonsuperino una potenza nominale di 300 kW, leperdite possono essere misurate durante il funzio-namento con carico nominale.

In tutti gli altri casi, le perdite negli avvolgimentidevono essere calcolate in base ai risultati dellemisure in cortocircuito effettuate con correnti si-nusoidali. Il metodo è basato sul passaggionell’avvolgimento di correnti sinusoidali dellostesso valore efficace di quelle che ci sarebberodurante il funzionamento con il complesso senzatener conto della sovrapposizione (vedi Tab. 2).

Siccome durante il normale funzionamento con ilcomplesso, le correnti hanno valori efficaci leg-germente inferiori a quelli della prova, si riscontraun errore positivo. Si assume che tale errore ven-ga compensato dall’errore negativo risultante dalfatto che durante la prova mancano le perdite pa-rassite addizionali causate dalle armoniche duran-te il funzionamento con il complesso.

Perdite nei trasformatori interfasici, nei reattori di ripartizione della corrente, nei reattori serie di smorzamento, nei reattori saturabili e negli altri dispositivi per la regolazione della corrente

Trasformatori interfasiciIl fornitore deve misurare le perdite nel ferro allafrequenza e alla tensione calcolate per fornire ilflusso magnetico corrispondente al funzionamen-to del convertitore alla corrente nominale, allatensione nominale e al valore del ritardo di fasespecificato, corretto alla frequenza disponibile piùvicina alla frequenza principale del trasformatoreinterfasico.

Le perdite nell’avvolgimento devono essere calcola-te come prodotto della resistenza in c.c. e del qua-drato della corrente continua dell’avvolgimento.

4 LOSSES AND VOLTAGE DROPS IN TRANSFORMERS AND REACTORS

4.1 Losses in the transformer windingsThe losses in the windings which appear undernormal service conditions are composed of thelosses in the winding resistance as measured byd.c. and the additional losses (depending onfrequency) caused by eddy currents as well asthe stray flux in the windings and in the con-struction parts. Due to the harmonics, the actuallosses in the windings would require to bemeasured with the transformer in normal opera-tion with the assembly.

This method of measurement cannot be recom-mended because it is too complicated and inac-curate, unless total losses of transformer and as-sembly are taken as one measurement. In suchcases and for units not exceeding a rated outputof 300 kW, the losses may be measured at nor-mal rated load operation.

In all other cases, the losses in the windings areto be calculated from the results of short-circuitmeasurement carried out with sinusoidal cur-rents. The method is based on the passage of si-nusoidal currents in the winding having thesame r.m.s. values as those which would existin operation with the assembly if the overlapwas disregarded (see Tab. 2).

Owing to the fact that the r.m.s. values of thecurrents during normal operation with the as-sembly are somewhat smaller than those in thetest, a positive error is encountered. This posi-tive error is assumed to be compensated for bythe negative error resulting from the fact thatthe additional stray losses caused by the har-monics in operation with the assembly are dis-regarded.

4.2 Losses in interphase transformers, current balancing reactors, series-smoothing reactors, transductors and other current regulating accessories

4.2.1 Interphase transformersThe supplier shall measure the iron losses at afrequency and voltage calculated to provide themagnetic flux corresponding to operation of theconvertor at rated current, voltage and specifiedphase control, corrected to the available fre-quency nearest to the principal frequency of theinterphase transformer.

The losses in the winding are to be calculatedas the product of the d.c. resistance and thesquare of the direct current in the winding.



Reattori di ripartizione della correntePer convenzione, le perdite nel ferro nei reattori diripartizione della corrente devono essere ignorate.

Le perdite nell’avvolgimento fanno parte delleperdite misurate del convertitore oppure vengonocalcolate come prodotto della resistenza misuratain c.c. e del quadrato del valore efficace della cor-rente nell’avvolgimento, calcolata sulla base diforma d’onda rettangolare della corrente.

Reattori di smorzamentoPer convenzione, le perdite nel ferro devono es-sere ignorate.

Le perdite nell’avvolgimento fanno parte delleperdite misurate del convertitore oppure vengonocalcolate come prodotto della resistenza misuratain c.c. e del quadrato della corrente continuanell’avvolgimento.

Reattori saturabili e altri dispositivi per la regolazione della correnteLe perdite nel ferro devono essere misurate o cal-colate nelle condizioni di flusso magnetico corri-spondenti al funzionamento del convertitore allacorrente nominale, alla tensione di linea nominalee alla tensione continua specificata. La misura vie-ne effettuata a una frequenza corretta alla frequen-za disponibile più vicina alla frequenza principaledel flusso del nucleo del reattore saturabile.

Le perdite nell’avvolgimento di potenza devonoessere calcolate come prodotto della resistenzamisurata in c.c. e del quadrato del valore efficacedella corrente nell’avvolgimento, calcolato sullabase di forma d’onda ideale della corrente (igno-rando le induttanze disperse). Quando l’avvolgi-mento di potenza è costituito da conduttori mas-sicci, si devono stimare e aggiungere le perditeper correnti parassite.

Le perdite così stimate devono essere utilizzate per il calcolo delrendimento e non per la progettazione.

Cadute di tensione nei trasformatori e nei reattoriLe cadute di tensione vengono calcolate in basealla misura delle perdite mediante le formule indi-cate in 3.5 della Pubblicazione IEC 146-1-1.

4.2.2 Current balancing reactorsThe iron losses in current balancing reactors areby convention to be ignored.

The losses in the winding are either a part ofthe convertor loss measurement or calculated asthe product of the d.c. measured resistance andthe square of the r.m.s. current in the winding,calculated on the basis of rectangular shapedcurrent waveform.

4.2.3 Series-smoothing reactorsThe iron losses are, by convention, to be ig-nored.

The losses in the winding are either a part ofthe convertor loss measurement or calculated asthe product of the d.c. resistance and the squareof the direct current in the winding.

4.2.4 Transductors and other current regulating accessoriesThe iron losses shall be measured or calculatedat magnetic flux conditions corresponding tooperation of the convertor at rated current, rat-ed line voltage and specified direct voltage.Measurement is made at a frequency correctedto the available frequency nearest to the princi-pal frequency nearest of the transductor coreflux.

The losses in the power winding are to be cal-culated as the product of the d.c. measured re-sistance and the square of the r.m.s. current inthe winding, calculated on the basis of idealizedcurrent waveform (ignoring stray inductances).When the power winding consists of heavyconductors, the eddy current losses should beestimated by calculation and added.

Note/Nota These losses are for use in efficiency calculations and not fordesign.

4.3 Voltage drops in transformers and reactors

The voltage drops are calculated from the lossmeasurements by the formulae given in 3.5 ofIEC 146-1-1.



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PROVE DEI TRASFORMATORI PER CONVERTITORI

Tutte le prove dei trasformatori di potenza specifi-cate nella Pubblicazione IEC 76 devono essereapplicate ai trasformatori per convertitori se que-ste non sono in contraddizione con le prove spe-cificate nel presente articolo. Le prove di seguitospecificate devono essere considerate come provesupplementari o speciali, applicabili ai trasforma-tori per convertitori.

Misura della reattanza di commutazionee determinazione della caduta induttivadi tensione (prova di tipo)

Reattanza di commutazionePer misurare la reattanza di commutazione, i mor-setti sul lato linea del trasformatore vengono cor-tocircuitati. Viene fatta passare una corrente alter-nata a frequenza nominale attraverso due fasiconsecutive dello stesso gruppo di commutazionedell’avvolgimento lato valvole e si misura la ten-sione fra i morsetti alimentati in questo modo. Lareattanza di commutazione 2 ´ Xt è uguale allacomponente induttiva dell’impedenza, calcolatain base a questa misura. Si devono effettuare al-meno due prove con differenti coppie di fasi inciascun gruppo di commutazione e si prende ilvalore della media aritmetica di tali misure.

Lo stesso avvolgimento di linea può alimentareun assieme di gruppi di commutazione collegatiin parallelo o in serie che commuta simultanea-mente. In questo caso, per effettuare le prove dicui sopra gli avvolgimenti di cella corrispondentia questi gruppi devono essere collegati fase perfase in parallelo.

Caduta di tensione di origine induttivaLa caduta di tensione induttiva può essere calco-lata partendo dal valore Xt in base alla seguenteformula:

dove:

g = numero delle serie di gruppi di commuta-zione tra cui IdN viene diviso;

IdN = corrente continua nominale;

q = indice di commutazione;

s = numero dei gruppi di commutazione inserie;

Udi0 = tensione continua ideale in assenza di carico;

d = numero dei gruppi di commutazione, incommutazione simultanea per ogni pri-mario.

5 TESTS FOR CONVERTOR TRANSFORMERS

All tests specified for power transformers inIEC 76 shall apply to convertor transformers ifnot in contradiction with the tests specified inthis clause. The tests specified below are to beregarded as additional or special tests applica-ble to convertor transformers.

5.1 Measurement of commutating reactance and determination of inductive voltage drop (type test)

5.1.1 Commutating reactanceTo measure commutating reactance, theline-side terminals of the transformer areshort-circuited. An alternating current of ratedfrequency is passed through two consecutivephases of the same commutating group of thecell winding and the voltage between the termi-nals thus fed is measured. The commutating re-actance 2 ´ Xt is equal to the inductive compo-nent of the impedance calculated from thismeasurement. At least two tests should be car-ried out with different pairs of phases in eachcommutating group and the arithmetic meanvalue of these measurements is taken.

The same line winding may feed a commutatinggroup assembly connected in parallel or in se-ries and which commutates simultaneously. Inthis case, the cell windings corresponding tothese groups shall be connected phase byphase in parallel for the above tests.

5.1.2 Inductive voltage regulationThe inductive voltage regulation can be calcu-lated from the value of Xt, by means of the fol-lowing formula:

dove:

g = number of sets of commutating groupsbetween which IdN is divided;

IdN = rated direct current;

q = commutation number;

s = number of commutating groups in se-ries;

Udi0 = ideal no-load direct voltage;

d = number of commutating groups com-mutating simultaneously per primary.

dxtNd q s´´2 p g´´---------------------- Xt

IdN

Udi0----------´´=



La caduta di tensione induttiva può anche essere ot-tenuta dalla prova di cui in 5.1.1, facendo circolare,durante la prova, una corrente di valore efficace di

In questo caso, la componente induttiva della ten-sione di ingresso, espressa in p.u. della tensionenominale tra i morsetti Uv0, rappresenta la cadutadi tensione induttiva dxt1.

Per le connessioni indicate in Tab. 2, la caduta ditensione induttiva può essere calcolata dai risulta-ti delle prove di cortocircuito secondario specifi-cate nella colonna 17, con l’eccezione delle con-nessioni N. 3, 4, 6, 9 e 12 per le quali siraccomanda la prova di cortocircuito specificatain 5.1.1 (Pubblicazione IEC 146-1-2, 1.5.4).

Se le correnti secondarie sono troppo alte, questometodo non può essere applicato; può quindi es-sere utilizzato qualunque altro metodo equivalen-te che comprenda il cortocircuito di avvolgimentilato valvole.

Prova di cortocircuito (prova di tipo e prova individuale)La prova viene effettuata per ottenere le perditetotali negli avvolgimenti del trasformatore.

Le prove che devono essere effettuate e le connes-sioni di cortocircuito appropriate per le connessio-ni più comunemente utilizzate sono indicate inTab. 2. Le correnti negli avvolgimenti devono esse-re sinusoidali con gli stessi valori efficaci nei con-duttori di linea del normale funzionamento a cor-rente continua nominale, se non si considera lasovrapposizione e alla frequenza nominale.

Rispettivamente per ciascuna prova di cortocircui-to A, B e C, devono essere misurate le potenze diingresso. Le potenze di ingresso vengono indicaterispettivamente con PA, PB e PC e le perdite totalivengono calcolate conformemente alle formuleindicate in Tab. 2.

Le perdite misurate negli avvolgimenti devono es-sere ricondotte alla temperatura di valore limitespecificato (Tab. 1) più 20 °C.

Prova di riscaldamento (prova di tipo)La misura del riscaldamento degli avvolgimentidel trasformatore deve essere effettuata a seguitodell’applicazione continuativa del carico nomina-le. La sovratemperatura non deve superare i valoriindicati in Tab. 1.

I valori indicati in Tab. 1 sono basati su tempera-ture dell’ambiente e del mezzo refrigerante speci-ficate in 3.2 e per funzionamento a un’altitudinenon superiore a 1000 m. L’Allegato A fornisce lecorrezioni da applicare con temperature del mez-zo refrigerante più elevate.

It can also be obtained from the test describedin 5.1.1 by passing during the test a current withan r.m.s. value of:

In this case, the inductive component of the in-put voltage expressed in p.u. of the rated volt-age between terminals Uv0, represents the in-ductive voltage regulation dxt1.

For connections given in Tab. 2, the inductivevoltage regulation can be calculated from theresults of secondary short-circuit tests specifiedin column 17, with the exception of connec-tions Nos. 3, 4, 6, 9 and 12 for which theshort-circuit test specified in 5.1.1 is recom-mended (see IEC 146-1-2, 1.5.4).

If the secondary currents are too high, thismethod cannot be applied; any other equivalentmethod comprising a winding short-circuit onthe cell may then be used.

5.2 Short-circuit test (type test and routine test)The test is performed to obtain the total lossesin the transformer windings.

The tests to be made and appropriate short-cir-cuit connections for the most commonly usedconnections are indicated in Tab. 2. The cur-rents in the windings shall be sinusoidal withthe same r.m.s. values in the line leads as wouldexist in normal operation at rated direct currentif the overlap is disregarded and at rated fre-quency.

For each short-circuit test A, B and C respective-ly, the power inputs shall be measured. Thepower inputs are designated PA, PB and PC re-spectively and the total losses are calculated ac-cording to the formulae given in Tab. 2.

The measured losses in the windings are to becorrected to a temperature of specified limit val-ue (Tab. 1) plus 20 °C.

5.3 Temperature rise test (type test)A temperature rise measurement of the trans-former windings shall be made after continuousapplication of rated load. The temperature riseshall not exceed the values given in Tab. 1.

The values in Tab. 1 are based on ambient andcooling medium temperatures specified in 3.2and operation at an altitude not greater than1000 metres. Corrections to be applied at highercooling medium temperatures are given in An-nex A.

24-------

dg--´ IdN´



Pagina 7 di 14

Limiti di sovratemperaturaTab. 1 Temperature rise limits

Classe di servizio(1) del convertitore

Convertor duty class (1)

Mezzo refrigerante del trasformatoreTransformer cooling

medium

Classe di temperatura del trasformatore

Transformer temperature class

Limiti di sovratemperatura dell’avvolgimento in K (misurati tramite resistenza)Limit of winding temperature rise in K

(measured by resistance)

1 2

I e_and II

Aria_Air

A 60 55

B 80 80

H 125 150

Olio_OilA 65 55

A+ — 65

III

Aria_Air

A 55 55

B 70 80

H 110 150

Olio_OilA 65 55

A+ — 65

IV

Aria_Air

A 50 50

B 65 80

H 100 150

Olio_OilA 60 55

A+ — 65

V

Aria_Air

A 45 45

B 60 75

H 90 140

Olio_OilA 50 50

A+ — 60

VI

Aria_Air

A 40 40

B 55 70

H 85 130

Olio_OilA 50 50

A+ — 60

(1) Vedere Pubblicazione IEC 146-1-1, Tab. 2.Refer to IEC 146-1-1, Tab. 2.

Note_s:

1. I limiti di sovratemperatura indicati nelle colonne 1 e 2 corrispondono a due differenti pratiche e condizioni climatiche in differentiparti del mondo. È compito dei Comitati Tecnici che si occupano di trasformatori studiare il problema e trovare una soluzione chepossa conciliare i due differenti aspetti, se tecnicamente possibile.Temperature rise limits given in columns 1 and 2 reflect two different practices and climatic conditions in different areas of the world. Technical Com-mittees dealing with transformers will be asked to study the problem with a view to reconciling the differences if this is technically feasible.

2. I valori relativi alla sovratemperatura sono basati su una temperatura massima dell’aria ambiente di 40 °C, con una temperatura me-dia annuale non superiore a 20 °C e con una temperatura media giornaliera dell’aria ambiente di 30 °C.The temperature rise figures are based on a maximum ambient temperature of 40 °C, with an average annual temperature not exceeding 20 °C and anaverage daily ambient temperature of 30 °C.

3. Possono essere utilizzate anche altre classi di temperatura per trasformatori. In questi casi e quando i valori relativi alla sovratempe-ratura non vengono indicati nella tabella, questi devono essere concordati tra l’utilizzatore e il fornitore.Other transformer temperature classes may be used. In such cases and when temperature rise figures are not shown in the table, these are to beagreed upon by user and supplier.

4. La Classe di temperatura A+ indica una carta con caratteristiche termiche superiori con una temperatura ammissibile dei punti caldidi 120 °C.Temperature class A+ designates thermally upgraded paper with a permissible hot spot temperature of 120 °C.


NORMA TECNICA

CEI EN 60146-3:1997-09Pagina 8 di 14

Tab. 2 Connections and calculation factors

Note/Nota This table appears as Tab. 1 in IEC 146-1-2 and is the same as Tab. 2 in IEC 146 (1973)except for the editing of connection numbers in column 1. An abridged version also ap-pears in IEC 146-1-1, Tab. 1.

Schemi e coefficienti di calcolo

La presente Tabella, si trova anche come Tab. 1 sulla Pubblicazione IEC 146-1-2 ed è simile alla Tab.2 della Pubblicazione IEC 146 (1973) con l’eccezione delle modifiche dei numeri di schema della co-lonna 1. Una versione ridotta si trova anche sulla Pubblicazione IEC 146-1-1, Tab. 1.

SchemaConnection

Schema del trasformatoreTransformer connection

Schema del convertitoreValve connection

p q

(1)

Fattore di corrente

lato linea(2)

Line side current factor (2)

lL/ld

Fattore di corrente lato

valvole(3)

Valve side current factor (3)

lv/ld

Morsetti da cortocircuitare per misurare le perdite

del trasformatoreTerminals to be short-circuited at

transformer loss test

Perdite totali negli avvolgimenti

durante il funzionamento del convertitore

Total losses in windings in convertor

operation

Morsetti da cortocircuitare

per valutareTerminals to be short-circuited

for

N.

1

Lato lineaLine side

2

Lato valvoleValve side

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

A

13

B

14

C

15 16 17

Convertitore semplice, connessioni a una via_Single convertor, single way connections

1 2 2 2 0,5 0,707 0,45 3,14(p)

0,707 0-1 0-2 0,5(PA + PB) 1-2

2 3 3 3 0,471 0,557 0,675 2,09 0,886 1-2-3 1-2-3

3 6 6 6 0,816 0,408 1,35 2,09 da 1,5a_to 0,5

1-3-5 2-4-6 0,75(PA + PB) Media diAverage of

1-3-5 e_and 2-4-6

4 6 6 6 0,816 0,408 1,35 2,09 da 1,5a_to 0,5

1-23-45-6

2-34-56-1

Media diAverage of

1-3-5e_and2-4-6

(PA + 2PB + 3PC)/6

Media diAverage of

1-3-5 e_and 2-4-6

5 6 3 3/2 0,408 0,289 0,675 2,42 0,5 1-3-5 2-4-6 0,5(PA + PB) Media diAverage of

1-3-5 e_and 2-4-6

6 6 2 2/3 0,272 0,236 0,45 3,14(p)

da 0,75a_to 0,5

1-3-5I-II-III

2-4-6I-II-III

1,125(PA + PB)/2 1-42-53-6

(segue Tabella_Table continued)

dqsg---------

Udi

Uv0--------

UIM

Udi--------

dxtN

exN---------

exN

1

2-------è øæ ö 2

p-------è øæ ö

1

2-------è øæ ö

o_or 23-------è øæ ö

1

3-------è øæ ö 3

p 2----------è øæ ö 2p

3------è øæ ö 3

2-------è øæ ö

PA Id2r23--+

23--

è øæ ö

1

6-------è øæ ö 3 2

p----------è øæ ö 2p

3------è øæ ö

o_or23--

è øæ ö

1

6-------è øæ ö 3 2

p----------è øæ ö 2p

3------è øæ ö

o_or 1

6-------è øæ ö 1

2 3----------è øæ ö 3

p 2----------è øæ ö 4p

3 3----------è øæ ö

13--

23--

è øæ ö 1

3 2----------è øæ ö 2

p-------è øæ ö

NORMA TECNICA

CEI EN 60146-3:1997-09Pagina 9 di 14

(seguito Tabella_Table continued)

SchemaConnection



p q

(1)

Fattore di corrente

lato linea(2)


lL/ld


valvole(3)


lv/ld







operation



for

N.

1

Lato lineaLine side

2


3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

A

13

B

14

C

15 16 17

Convertitore semplice, connessione omogenea a doppia via_Single convertor, uniform double-way connection

7 2 2 8 1 1 0,9 1,57 0,707 1-2 PA 1-2

8 6 3 6 0,816 0,816 1,35 1,05 0,5 1-2-3 PA 1-2-3

9 12 3 3 0,789 0,408 1,35 1,05 0,26 1-3-5 2-4-6 1-3-52-4-6

0,035 (PA + PB) = 0,93 PC

Media diAverage of

1-3-5 e_and 2-4-6

10 Lo stesso del 9 ma con due trasformatori

differentiSame as 9, but with two different transformers

Lo stesso del 9Same as 9

12 3 3 0,789 0,408 1,35 1,05 0,52 1-3-52-4-6

1,07 PC 1-3-52-4-6

11 12 3 3 0,789 0,408 1,35 1,05 0,26 Media di

Avera-ge of1-3-5 e_and 2-4-6

2-34-56-1

1-33-45-6

1,34 PA – 0,08 PB

– 0,27 PC

Media diAverage of

1-3-5 e_and 2-4-6

12 12 3 12 1,577 0,816 2,7 0,524 0,26 1-3-5 2-4-6 1-3-52-4-6

0,035 (PA + PB) + 0,93 PC

Media diAverage of

1-3-5 e_and 2-4-6

13 Lo stesso del 12 ma con due trasformatori

separatiSame as 12, but with two

separate transformers

Lo stesso del 12Same as 12

12 3 12 1,577 0,816 2,7 0,524 0,52 1-3-52-4-6

1,07 PC 1-3-52-4-6

(segue Tabella_Table continued)

dqsg---------

Udi

Uv0--------

UIM

Udi--------

dxtN

exN---------

exN

2 2p----------è øæ ö p

2---è øæ ö 1

2-------è øæ ö

o_or 23--

è øæ ö 2

3--

è øæ ö 3 2

p----------è øæ ö p

3---è øæ ö

o_or 1 3+

2 3----------------è øæ ö

1

6-------è øæ ö 3 2

p----------è øæ ö p

3---è øæ ö

1 3+

2 3----------------è øæ ö

1

6-------è øæ ö 3 2

p----------è øæ ö p

3---è øæ ö

o_or 1 3+

2 3----------------è øæ ö

1

6-------è øæ ö 3 2

p----------è øæ ö p

3---è øæ ö

o_or 1 3+

3----------------è øæ ö 2

3--

è øæ ö 6 2

p----------è øæ ö p

6---è øæ ö

1 3+

3----------------è øæ ö 2

3--

è øæ ö 6 2

p----------è øæ ö p

6---è øæ ö

NORMA TECNICA

CEI EN 60146-3:1997-09Pagina 10 di 14

(seguito Tabella_Table continued)

SchemaConnection



p q

(1)

Fattore di corrente

lato linea(2)


lL/ld


valvole(3)


lv/ld







operation



for

N.

1

Lato lineaLine side

2


3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

A

13

B

14

C

15 16 17

Convertitore semplice, connessione non omogenea a doppia via_Single convertor, non-uniform double-way connections

14 2 2 — 0,9 1,57 0,707(4) 1-2 PA 1-2

15 6 3 — VedereSee

1.5.2

VedereSee

1.5.3

1,35 1,05 0,5 1-2-3 PA 1-2-3

Convertitore doppio_Double convertor connections

16 Vedi schema N.5See connection N.5




Note_s:

1. Riferimento a IEC 146-1-2, 1.7.2 e 1.8.1.4.Refer to IEC 146-1-2, 1.7.2 and 1.8.1.4.

2. Riferimento al primario del trasformatore.Refer to transformer primary.

3. Riferimento al secondario del trasformatore.Refer to transformer secondary.

4.

dqsg---------

Udi

Uv0--------

UIM

Udi--------

dxtN

exN---------

exN

p aÐp

-------------p aÐp

------------- 2 2p----------è øæ ö p

2---è øæ ö 1

2-------è øæ ö

o_or

o_or

3 2p----------è øæ ö p

3---è øæ ö

o_or

o_or

o_or

o_or

o_or

o_or

r2 = resistenza di un avvolgimento lato valvoleresistance of one cell winding

a u :0 707 1 2¤( ) :a u:0 354 1 2 2¤( ) ucos;,>,< 1Xt Id

2 Uv0--------------------Ð=


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CORREZIONI DA APPLICARE QUANDO LA TEMPERATURA DEL MEZZO REFRIGERANTE È SUPERIORE AI VALORI NORMALIZZATIQuanto segue si applica nei casi in cui la tempera-tura specificata del mezzo refrigerante superi i va-lori normalizzati indicati in 3.2 di non oltre 15 K.

I limiti di sovratemperatura devono essere ridottidalle quantità indicate in Tab. A.1.

Riduzione dei limiti di sovratemperatura per unatemperatura del mezzo refrigerante superiore a quel-la normalizzata in kelvin

ANNEX/ALLEGATO

A CORRECTIONS TO BE APPLIED WHEN COOLING MEDIUM TEMPERATUREIS HIGHER THAN STANDARDThis appendix applies when the specified temper-ature of the cooling medium exceeds the standardvalues given in 3.2 by not more than 15 K.

The temperature rise limits shall be reduced bythe amounts given in the Tab. A.1.

Tab. A.1 Reduction of limits of temperature rise for coolingmedium temperature higher than standard in kel-vins

Transformers and reactors Trasformatori e reattori

Classe di servizio(1)

Duty classes (1)

III

IIIIV

V VI

Natural air-cooled and cooling by forcedventilation

Deduction from limit given in 5.3 per K ex-cess in peak cooling air temperature (insu-lation classes A or B)

Raffreddamento naturale in aria e raffred-damento mediante ventilazione forzata

Deduzione dai limiti indicati in 5.3 per K ineccesso della temperatura di picco dell’aria diraffreddamento (Classi di isolamento A o B).

1,0 0,7 0,6 0,5

Fluid-air cooling

Deduction from limit given in 5.3 per K ex-cess in peak annual average, or daily aver-age cooling air temperature, whichever ex-cess is greater (insulation class A)

Raffreddamento mediante fluido raffredda-to ad aria

Deduzione dai limiti indicati in 5.3 per K ineccesso nel valore di picco della media an-nuale o della media giornaliera della tem-peratura dell’aria di raffreddamento, qua-lunque sia il valore maggiore (Classe diisolamento A).

1,0 0,8 0,8 0,8

Fluid-to-water cooling

Deduction from limit given in 5.3 per K ex-cess in peak annual average, or daily aver-age cooling air temperature, whichever ex-cess is greater (insulation class A)

Raffreddamento mediante fluido raffredda-to con acqua

Deduzione dai limiti indicati in 5.3 per K ineccesso del valore di picco, della media an-nuale o della media giornaliera della tem-peratura dell’aria di raffreddamento, qua-lunque sia il valore maggiore (Classe diisolamento A).

1,0 0,8 0,8 0,8

(1) Vedi Pubblicazione IEC 146-1-1, 3.10.3.See IEC 146-1-1, 3.10.3.

normativenormativo



Altre Pubblicazioni Internazionali menzionate nella presente Normacon riferimento alle corrispondenti Pubblicazioni EuropeeQuando la Pubblicazione Internazionale è statamodificata da modifiche comuni CENELEC, indi-cate con (mod), si applica la corrispondenteEN/HD.

ANNEX/ALLEGATO

ZA Other International Publications quoted in this Standard with the references of the relevant European PublicationsWhen the International Publication has beenmodified by CENELEC common modifications,indicated by (mod), the relevant EN/HD ap-plies.

Pubbl. IEC DataDate

TitoloTitle EN/HD Data

Date Norma CEI

76 serieseries

Trasformatori di potenzaPower transformers

HD 398 serieseries

14-4

146-1-1 1991

Semiconductor convertors – General requirements and line commutated convertors – Part 1-1: Specifications of basic requrements

EN 60146-1-1 1993 —

146-1-2 1991 Part 1-2: Application guide — — —

normativenormativo

Fine Documento



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NORMA TECNICACEI EN 60146-3:1997-09Totale Pagine 20

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22_8_en_60146_1_3_

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