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.
