Tehdasvoimansiirtojen häviöarviointi IEC 60076 -standardin mukaan

I. IEC 6007:ssä määritellyt häviöt

IEC 60076-1 (yleiset vaatimukset) ja IEC 60076-7 (latausohjeet) määrittelevät kaksi perushäviötyyppiä:

Tyhjälataushäviö (P0)

Määritelmä: Häviöt, jotka mitataan, kun ensimmäinen kytkentä on virkistetty nimellisellä jännitteellä ja toinen kytkentä on avoin piiri (pääasiassa ytimenhäviöt).

Testausolosuhteet

• Mitataan nimellisellä taajuudella ja jännitteellä (yleensä sinimuotoista vahvistusfrekvenssi).

• Korjattu viitetemperatuuteen (ölkytettyjen muuntajien tapauksessa 75°C, kuivatyypin tapauksessa 115°C).

Lataushäviö (Pk)

Määritelmä: Häviöt, jotka mitataan, kun toinen kytkentä on lyötävä ja ensimmäiseen kytkentään kulkee nimellinen virta (pääasiassa kuparihäviöt).

Testausolosuhteet:

• Mitataan nimellisellä virtalla ja taajuudella.

• Korjattu viitetemperatuuteen (ölkytettyjen muuntajien tapauksessa 75°C; kuivatyypin tapauksessa vaihtelee eristysluokan mukaan).

II. Häviöiden testaus ja laskenta

Tyhjälataushäviön testi (IEC 60076-1 pykälä 10)

Menetelmä

• Suora mittaus tehoanalysointilaiteella (laitemittauksen häviöt on vähennettävä).

• Testijännite: nimellinen jännite ±5%, käytetään alhaisinta arvoa.

Temperatuuskorjauskaava:

Bref: Fluxti tiheyden viitetemperatuurissa; B test: Mittattu fluxti tiheys.

2. Lataushäviön testi (IEC 60076-1 pykälä 11)

Menetelmä:

• Mitataan lyötäväimpedanssitestauksen aikana.

• Testivirta: nimellinen virta; taajuuden poikkeama ≤ ±5%.

Temperatuuskorjauskaava (kuparipyhitteille)

Tref: Viitetemperatuuri (75°C); T test: Kytkennän lämpötila testauksen aikana.

Avainsanat ja toleranssit

Häviötoleranssit (IEC 60076-1 pykälä 4.2):

• Tyhjälataushäviö: +15% sallittu (mittattu arvo ei saa ylittää takuuarvoa).

• Lataushäviö: +15% sallittu (mittattu arvo ei saa ylittää takuuarvoa).
  Sivuhäviöt:

Häviöt, joita aiheuttavat vuotovirrat rakenteellisissa komponenteissa, arvioidaan korkean taajuuden komponenttien erottamisen tai lämpökuvausmenetelmän avulla.

Energiatehokkuusluokat ja häviöiden optimointi

Per IEC 60076-14 (energiatehokkuusoheitteet voimamuuntajille):

Yhteishäviöt (P total):

β: Latausratio (todellinen lataus / nimellinen lataus).

Tehokkuusluokat (esim. IE4, IE5) edellyttävät, että yhteishäviöt vähenevät 10%~30%, tämä saavutetaan:

• Korkean permeabiliteetin silikaatpuuteri (vähentää tyhjälataushäviöitä).

• Optimoitu kytkennän suunnittelu (minimoi kiertovirtahäviöt).

Praktinen soveltamisesimerkki

Tapaus: 35kV öljykytetty muuntaja (IEC 60076-7)

Nimelliset parametrit:

• Kytkennän kapasiteetti: 10 MVA

• Takuutettu tyhjälataushäviö: 5 kW

• Takuutettu lataushäviö: 50 kW (75°C).

Testidatapisteet:

Tyhjälataushäviö: 5.2 kW (sopii +15% toleranssiin → 5.75 kW raja).

Lataushäviö (mitattu 30°C):

Johtopäätös: Lataushäviö ylittää toleranssin? Varmista 50 × 1.15 = 57.5 kW.

VI. Yleisiä ongelmia ja huomioita

Ympäristölämpötila:

Testit on suoritettava välillä -25°C ja +40°C; korjaukset tarvitaan tälle alueelle ulkopuolella.

Harmoniset häviöt:

Arvioi lisähäviöt epäsinimuotoisten latausten alla IEC 60076-18:n mukaisesti.

Digitaalinen testaus:

Käytä IEC 61869-kalibroituja antureita tarkkuuden varmistamiseksi.