Оценка на загубите в трансформатори въз основа на IEC 60076

I. Определения на загубите в IEC 6007

IEC 60076-1 (общи изисквания) и IEC 60076-7 (Ръководства за зареждане) определят два основни типа загуби:

Загуба при празно зареждане (P0)

Определение: Загуби, измерени, когато първичната обмотка е под напрежение с номинална напрежение и вторичната обмотка е отворена (доминирани от загуби в ядрото).

Условия на теста

• Измерени при номинална честота и напрежение (обикновено синусоидална променлива честота).

• Коригирани до референтна температура (75°C за трансформатори, потопени в масло, 115°C за сухи трансформатори).

Загуба при натоварване (Pk)

Определение: Загуби, измерени, когато вторичната обмотка е замкната и номиналният ток протича през първичната обмотка (доминирани от медни загуби).

Условия на теста:

• Измерени при номинален ток и честота.

• Коригирани до референтна температура (75°C за трансформатори, потопени в масло; варира за сухи трансформатори в зависимост от класа на изолацията).

II. Тестване и изчисление на загубите

Тест за загуба при празно зареждане (IEC 60076-1 Клауза 10)

Метод

• Директно измерване с помощта на анализатор на мощност (загубите на инструмента трябва да бъдат извадени).

• Напрежение на теста: номинално напрежение ±5%, с най-ниската стойност, използвана.

Формула за корекция на температурата:

Bref: Плотност на потока при референтна температура; B test: Измерена плотност на потока.

2. Тест за загуба при натоварване (IEC 60076-1 Клауза 11)

Метод:

• Измерени по време на тест за импеданс на кратко замкване.

• Ток на теста: номинален ток; отклонение на честотата ≤ ±5%.

Формула за корекция на температурата (за медни обмотки)

Tref: Референтна температура (75°C); T test: Температура на обмотката по време на теста.

Основни параметри и допуски

Допуски за загуби (IEC 60076-1 Клауза 4.2):

• Загуба при празно зареждане: разрешено +15% (измерената стойност не трябва да надвишава гарантирания резултат).

• Загуба при натоварване: разрешено +15% (измерената стойност не трябва да надвишава гарантирания резултат).
  Странни загуби:

Загуби, причинени от утечка на магнитен поток в конструктивните компоненти, оценени чрез отделение на високочестотните компоненти или чрез термично изображение.

Класове на енергийна ефективност и оптимизация на загубите

Според IEC 60076-14 (Ръководства за енергийна ефективност за трансформатори на електроенергия):

Общи загуби (P total):

β: Соотношение на натоварването (актуално натоварване / номинално натоварване).

Класове на ефективност (например IE4, IE5) изискват общите загуби да бъдат намалени с 10%~30%, постигано чрез:

• Високопермеабилна силициево-медна стомана (намалява загубите при празно зареждане).

• Оптимизиран дизайн на обмотките (минимизира загубите от вихреви токове).

Практически пример за приложение

Случай: 35kV трансформатор, потопен в масло (IEC 60076-7)

Номинални параметри:

• Капацитет: 10 MVA

• Гарантирана загуба при празно зареждане: 5 kW

• Гарантирана загуба при натоварване: 50 kW (при 75°C).

Тестови данни:

Загуба при празно зареждане: 5.2 kW (в рамките на допуска +15% → гранична стойност 5.75 kW).

Загуба при натоварване (тестувано при 30°C):

Заключение: Загубата при натоварване надхвърля допуска? Проверете спрямо 50 × 1.15 = 57.5 kW.

VI. Общи проблеми и разглеждания

Окролната температура:

Тестовете трябва да се провеждат между -25°C до +40°C; корекции са необходими извън този диапазон.

Хармонични загуби:

Оценете допълнителни хармонични загуби при неправилни синусоидални натоварвания според IEC 60076-18.

Цифрово тестване:

Използвайте калибрирани сензори според IEC 61869 за точност.