تقييم الخسارة في المحولات بناءً على IEC 60076

I. تعريفات الخسائر في IEC 6007

تحدد IEC 60076-1 (المتطلبات العامة) وIEC 60076-7 (إرشادات التحميل) نوعين أساسيين من الخسائر:

خسارة بدون تحميل (P0)

التعريف: الخسائر التي يتم قياسها عندما يتم تغذية اللفة الأولية بجهد اسمى واللفة الثانوية مفتوحة الدائرة (تسيطر عليها خسائر النواة).

شروط الاختبار

• يتم القياس عند التردد والأمبيرية المحددة (عادةً التردد الكهربائي الجيبوي).

• يتم تصحيحها إلى درجة الحرارة المرجعية (75°C للمحولات المغمورة بالزيت، 115°C للنوع الجاف).

خسارة تحت التحميل (Pk)

التعريف: الخسائر التي يتم قياسها عندما تكون اللفة الثانوية مختصرة الدائرة وتتدفق الأمبيرية المحددة عبر اللفة الأولية (تسيطر عليها خسائر النحاس).

شروط الاختبار:

• يتم القياس عند الأمبيرية والتردد المحدد.

• يتم تصحيحها إلى درجة الحرارة المرجعية (75°C للمغمورة بالزيت؛ تختلف للنوع الجاف بناءً على فئة العزل).

II. اختبار وحساب الخسائر

اختبار خسارة بدون تحميل (IEC 60076-1 البند 10)

الطريقة

• القياس المباشر باستخدام محلل الطاقة (يجب طرح خسائر الجهاز).

• جهد الاختبار: الجهد المحدد ±5%، مع استخدام القيمة الأدنى.

صيغة تصحيح درجة الحرارة:

Bref: كثافة التدفق عند درجة الحرارة المرجعية؛ B test: كثافة التدفق المقاسة.

2. اختبار خسارة تحت التحميل (IEC 60076-1 البند 11)

الطريقة:

• يتم القياس أثناء اختبار عتبة القصر.

• تيار الاختبار: الأمبيرية المحددة؛ انحراف التردد ≤ ±5%.

صيغة تصحيح درجة الحرارة (لللفات النحاسية)

Tref: درجة الحرارة المرجعية (75°C)؛ T test: درجة حرارة اللفة أثناء الاختبار.

المعلمات الرئيسية والتسامحات

تسامحات الخسائر (IEC 60076-1 البند 4.2):

• خسارة بدون تحميل: يسمح بـ +15% (لا يجب أن تتجاوز القيمة المقاسة القيمة المضمونة).

• خسارة تحت التحميل: يسمح بـ +15% (لا يجب أن تتجاوز القيمة المقاسة القيمة المضمونة).
  خسائر الشتات:

الخسائر الناجمة عن تسرب المجال المغناطيسي في المكونات الهيكلية، يتم تقييمها عبر فصل المكونات ذات التردد العالي أو التصوير الحراري.

فئات كفاءة الطاقة وأمثلة لتحسين الخسائر

وفقًا لـ IEC 60076-14 (إرشادات كفاءة الطاقة لمحولات الطاقة):

الخسائر الكلية (P total):

β: نسبة التحميل (التحميل الفعلي / التحميل المحدد).

فئات الكفاءة (مثل IE4، IE5) تتطلب تخفيض الخسائر الكلية بنسبة 10%~30%، يتم تحقيق ذلك عبر:

• الفولاذ السيليكوني ذو النفاذية العالية (يقلل من خسائر بدون تحميل).

• تصميم اللفة المحسّن (يقلل من خسائر التيار الدوامي).

مثال على التطبيق العملي

الحالة: محول غاطس بالزيت 35kV (IEC 60076-7)

المعلمات المحددة:

• القدرة: 10 MVA

• خسارة بدون تحميل المضمونة: 5 kW

• خسارة تحت التحميل المضمونة: 50 kW (عند 75°C).

بيانات الاختبار:

خسارة بدون تحميل: 5.2 kW (داخل التسامح +15% → الحد 5.75 kW).

خسارة تحت التحميل (تم الاختبار عند 30°C):

الاستنتاج: هل تتجاوز خسارة تحت التحميل التسامح؟ تحقق ضد 50 × 1.15 = 57.5 kW.

VI. المشاكل الشائعة والاعتبارات

درجة الحرارة المحيطة:

يجب إجراء الاختبارات بين -25°C إلى +40°C؛ يتطلب التصحيح خارج هذا النطاق.

خسائر التوافقيات:

تقييم الخسائر التوافقية الإضافية تحت الأحمال غير الجيبوية وفقًا لـ IEC 60076-18.

الاختبار الرقمي:

استخدم المستشعرات المعتمدة وفقًا لـ IEC 61869 للدقة.