Avaliación da perda en transformadores baseada na IEC 60076

I. Definicións de perdas no IEC 6007

O IEC 60076-1 (Requisitos xerais) e o IEC 60076-7 (Directrices de carga) especifican dous tipos principais de perdas:

Perda sen carga (P0)

Definición: Perdas medidas cando a bobina primaria está alimentada á tensión nominal e a bobina secundaria está en circuito aberto (dominadas polas perdas do núcleo).

Condicións de proba

• Medidas á frecuencia e tensión nominais (xeralmente frecuencia de potencia sinusoidal).

• Corrixidas á temperatura de referencia (75°C para transformadores mergullados en óleo, 115°C para tipo seco).

Perda con carga (Pk)

Definición: Perdas medidas cando a bobina secundaria está en curto circuito e a corrente nominal circula pola bobina primaria (dominadas polas perdas de cobre).

Condicións de proba:

• Medidas á corrente e frecuencia nominais.

• Corrixidas á temperatura de referencia (75°C para mergullados en óleo; varía para tipo seco baseado na clase de aislamento).

II. Probas e cálculo de perdas

Proba de perda sen carga (IEC 60076-1 Cláusula 10)

Método

• Medida directa empregando un analizador de potencia (as perdas do instrumento deben restarse).

• Tensión de proba: tensión nominal ±5%, usando o valor máis baixo.

Fórmula de corrección de temperatura:

Bref: Densidade de fluxo á temperatura de referencia; B test: Densidade de fluxo medida.

2. Proba de perda con carga (IEC 60076-1 Cláusula 11)

Método:

• Medida durante a proba de impedancia de curto circuito.

• Corrente de proba: corrente nominal; desviación de frecuencia ≤ ±5%.

Fórmula de corrección de temperatura (para espiras de cobre)

Tref: Temperatura de referencia (75°C); T test: Temperatura da espira durante a proba.

Parámetros clave e tolerancias

Tolerancias de perdas (IEC 60076-1 Cláusula 4.2):

• Perda sen carga: +15% permitido (o valor medido non debe superar o valor garantizado).

• Perda con carga: +15% permitido (o valor medido non debe superar o valor garantizado).
  Perdas dispersas:

Perdas causadas polo fluxo de fuga nos componentes estruturais, avaliadas mediante a separación do compoñente de alta frecuencia ou a termografía.

Clases de eficiencia enerxética e optimización de perdas

Segundo o IEC 60076-14 (Directrices de eficiencia enerxética para transformadores de potencia):

Perdas totais (P total):

β: Razón de carga (carga real / carga nominal).

As clases de eficiencia (por exemplo, IE4, IE5) requiren que as perdas totais se reduzan entre o 10%~30%, logrando isto mediante:

• Acero silicio de alta permeabilidade (reduce as perdas sen carga).

• Deseño optimizado das espiras (minimiza as perdas por correntes de Foucault).

Exemplo de aplicación práctica

Caso: Transformador mergullado en óleo de 35kV (IEC 60076-7)

Parámetros nominais:

• Capacidade: 10 MVA

• Perda sen carga garantizada: 5 kW

• Perda con carga garantizada: 50 kW (a 75°C).

Datos de proba:

Perda sen carga: 5.2 kW (dentro da tolerancia +15% → límite de 5.75 kW).

Perda con carga (probada a 30°C):

Conclusión: A perda con carga excede a tolerancia? Verifica contra 50 × 1.15 = 57.5 kW.

VI. Problemas comúns e consideracións

Temperatura ambiente:

As probas deben realizarse entre -25°C a +40°C; son necesarias correccións fóra deste rango.

Perdas harmónicas:

Evalúa as perdas harmónicas adicionais baixo cargas non sinusoidais segundo o IEC 60076-18.

Probando dixital:

Emprega sensores calibrados segundo o IEC 61869 para precisión.