Αξιολόγηση απωλειών σε μετατροπείς βάσει του IEC 60076

I. Ορισμοί Απωλειών στο IEC 6007

Το IEC 60076-1 (Γενικές Απαιτήσεις) και το IEC 60076-7 (Οδηγίες Φόρτωσης) καθορίζουν δύο βασικούς τύπους απωλειών:

Απώλεια χωρίς φόρτο (P0)

Ορισμός: Απωλείες που μετρούνται όταν η πρωτογενής συμπίεση ενεργοποιείται στην ρυθμισμένη τάση και η δευτερεύουσα συμπίεση είναι ανοιχτή (υπερισχύουν οι απωλείες του πυρήνα).

Συνθήκες Ελέγχου

• Μετρούνται στην ρυθμισμένη συχνότητα και τάση (συνήθως συνημιτονοειδής συχνότητα).

• Επαναφέρονται στην αναφορική θερμοκρασία (75°C για μεταστατικούς, 115°C για ξηρούς).

Απώλεια Φόρτου (Pk)

Ορισμός: Απωλείες που μετρούνται όταν η δευτερεύουσα συμπίεση είναι συνδεδεμένη σε σύντομη κύκλωση και η ρυθμισμένη ροή ρέει μέσω της πρωτογενούς συμπίεσης (υπερισχύουν οι απωλείες του χαλκού).

Συνθήκες Ελέγχου:

• Μετρούνται στην ρυθμισμένη ροή και συχνότητα.

• Επαναφέρονται στην αναφορική θερμοκρασία (75°C για μεταστατικούς; μεταβάλλεται για ξηρούς με βάση την κλάση απομόνωσης).

II. Έλεγχος και Υπολογισμός Απωλειών

Έλεγχος Απώλειας χωρίς Φόρτο (Παράρτημα 10 του IEC 60076-1)

Μέθοδος

• Μέτρηση άμεση με χρήση αναλυτή ενέργειας (πρέπει να αφαιρεθούν οι απώλειες του όργανου).

• Ελεγχόμενη τάση: ρυθμισμένη τάση ±5%, με χρήση της χαμηλότερης τιμής.

Τύπος Επαναφοράς Θερμοκρασίας:

Bref: Πυκνότητα ροής στην αναφορική θερμοκρασία; B test: Μετρημένη πυκνότητα ροής.

2. Έλεγχος Απώλειας Φόρτου (Παράρτημα 11 του IEC 60076-1)

Μέθοδος:

• Μετρείται κατά τη δοκιμή αντίστασης σύντομης κύκλωσης.

• Ελεγχόμενη ροή: ρυθμισμένη ροή; απόκλιση συχνότητας ≤ ±5%.

Τύπος Επαναφοράς Θερμοκρασίας (για συμπίεση χαλκού)

Tref: Αναφορική θερμοκρασία (75°C); T test: Θερμοκρασία συμπίεσης κατά τη δοκιμή.

Κλειδιά Παραμέτρων και Επιτρεπτότητες

Επιτρεπτότητες Απωλειών (Παράρτημα 4.2 του IEC 60076-1):

• Απώλεια χωρίς φόρτο: επιτρέπεται +15% (η μετρημένη τιμή δεν πρέπει να υπερβαίνει την εγγυημένη τιμή).

• Απώλεια φόρτου: επιτρέπεται +15% (η μετρημένη τιμή δεν πρέπει να υπερβαίνει την εγγυημένη τιμή).
  Απώλειες Παρεμβολής:

Απώλειες που προκαλούνται από ροή παρεμβολής σε δομικά στοιχεία, αξιολογούνται μέσω απόσχισης υψηλής συχνότητας ή θερμογραφίας.

Κλάσεις Ενεργειακής Απόδοσης και Βελτιστοποίηση Απωλειών

Σύμφωνα με το IEC 60076-14 (Οδηγίες Ενεργειακής Απόδοσης για Διαστημικούς Μετασχηματιστές):

Συνολικές Απώλειες (P total):

β: Σχέση φόρτου (πραγματικός φόρτος / ρυθμισμένος φόρτος).

Κλάσεις Απόδοσης (π.χ., IE4, IE5) απαιτούν μείωση των συνολικών απωλειών κατά 10%~30%, επιτευχθεί μέσω:

• Υψηλής περιεκτικότητας σιλικόνιου (μειώνει τις απώλειες χωρίς φόρτο).

• Βελτιστοποιημένης σχεδίασης συμπίεσης (ελαχιστοποιεί τις απώλειες εδδυϊκών ροών).

Πρακτικό Παράδειγμα Εφαρμογής

Περίπτωση: 35kV Μεταστατικός Μετασχηματιστής (IEC 60076-7)

Ρυθμισμένες Παραμέτρους:

• Χωρητικότητα: 10 MVA

• Εγγυημένη απώλεια χωρίς φόρτο: 5 kW

• Εγγυημένη απώλεια φόρτου: 50 kW (στα 75°C).

Δεδομένα Ελέγχου:

Απώλεια χωρίς φόρτο: 5.2 kW (μέσα στην επιτρεπτότητα +15% → 5.75 kW όριο).

Απώλεια φόρτου (ελέγχθηκε σε 30°C):

Συμπέρασμα: Η απώλεια φόρτου υπερβαίνει την επιτρεπτότητα; Επαλήθευση εναντίον 50 × 1.15 = 57.5 kW.

VI. Κοινά Προβλήματα και Συνειδητοποιήσεις

Θερμοκρασία Περιβάλλοντος:

Οι δοκιμές πρέπει να διεξάγονται μεταξύ -25°C και +40°C; απαιτούνται διορθώσεις εκτός αυτού του πεδίου.

Απώλειες Αρμονικών:

Αξιολόγηση επιπλέον απωλειών αρμονικών υπό μη συνημιτονοειδή φορτία σύμφωνα με το IEC 60076-18.

Ψηφιακή Δοκιμή:

Χρήση αισθητήρων που έχουν εξομοιωθεί σύμφωνα με το IEC 61869 για ακρίβεια.