Hodnocení ztrát v transformátorech podle IEC 60076
I. Definice ztrát v IEC 6007
IEC 60076-1 (Obecné požadavky) a IEC 60076-7 (Pokyny pro zatěžování) specifikují dva základní typy ztrát:
Ztráta bez zatěžení (P0)
Definice: Ztráty měřené, když primární cívka je napájená napětím nominální hodnoty a sekundární cívka je otevřený obvod (dominují ztráty jádra).
Podmínky testu
Měřeno na frekvenci a napětí nominální hodnoty (typicky sinusová síťová frekvence).
Opraveno na referenční teplotu (75°C pro transformátory s olejovým chlazením, 115°C pro suché transformátory).
Ztráta při zatěžování (Pk)
Definice: Ztráty měřené, když sekundární cívka je krátkozamklost a průchodem primární cívky jde nominální proud (dominují měděné ztráty).
Podmínky testu:
Měřeno na nominální proud a frekvenci.
Opraveno na referenční teplotu (75°C pro transformátory s olejovým chlazením; liší se pro suché transformátory podle třídy izolace).
II. Testování a výpočet ztrát
Test ztráty bez zatěžování (odstavec 10 IEC 60076-1)
Metoda
Přímé měření pomocí analyzátoru energie (ztráty přístroje musí být odečteny).
Testovací napětí: nominální napětí ±5%, použije se nejnižší hodnota.
Vzorec pro opravu teploty:
Bref: Densita toku magnetického fluxu při referenční teplotě; B test : Měřená densita toku magnetického fluxu.
2. Test ztráty při zatěžování (odstavec 11 IEC 60076-1)
Metoda:
Měřeno během testu impedancí krátkozamklosti.
Testovací proud: nominální proud; odchylka frekvence ≤ ±5%.
Vzorec pro opravu teploty (pro měděné cívky)
Tref: Referenční teplota (75°C); T test : Teplota cívky během testu.
Klíčové parametry a tolerance
Tolerance ztrát (odstavec 4.2 IEC 60076-1):
Ztráta bez zatěžování: +15% povoleno (změřená hodnota nesmí překročit zaručenou hodnotu).
Ztráta při zatěžování: +15% povoleno (změřená hodnota nesmí překročit zaručenou hodnotu).
Stray ztráty:
Ztráty způsobené únikem magnetického fluxu v konstrukčních částech, vyhodnoceny prostřednictvím oddělení vysokofrekvenčních komponent nebo termografie.
Třídy energetické efektivnosti a optimalizace ztrát
Podle IEC 60076-14 (Pokyny pro energetickou efektivitu elektrických transformátorů):
Celkové ztráty (P total):
β: Poměr zatěžování (skutečné zatěžování / nominální zatěžování).
Třídy efektivnosti (např. IE4, IE5) vyžadují snížení celkových ztrát o 10%~30%, dosaženo prostřednictvím:
Vysokopermeabilní hořčíkové železo (snížení ztrát bez zatěžování).
Optimalizovaný design cívek (minimalizace eddy current ztrát).
Praktický příklad aplikace
Případ: 35kV transformátor s olejovým chlazením (IEC 60076-7)
Nominální parametry:
Kapacita: 10 MVA
Zaručená ztráta bez zatěžování: 5 kW
Zaručená ztráta při zatěžování: 50 kW (při 75°C).
Testovací data:
Ztráta bez zatěžování: 5.2 kW (v rámci tolerance +15% → limit 5.75 kW).
Ztráta při zatěžování (testováno při 30°C):
Závěr: Překračuje ztráta toleranci? Ověřte proti 50 × 1.15 = 57.5 kW.
VI. Běžné problémy a zvážení
Okolní teplota:
Testy musí být prováděny v rozmezí -25°C až +40°C; jsou potřebné korekce mimo toto rozmezí.
Harmonické ztráty:
Vyhodnoťte dodatečné harmonické ztráty za nenosinusových zatěžovacích podmínek podle IEC 60076-18.
Digitální testování:
Použijte senzory kalibrované podle IEC 61869 pro přesnost.
