Ocjena gubitaka u transformatorima prema IEC 60076

I. Definicije gubitaka u IEC 6007

IEC 60076-1 (Opće zahtjeve) i IEC 60076-7 (Smjernice za opterećenje) specificiraju dvije osnovne vrste gubitaka:

Gubitak bez opterećenja (P0)

Definicija: Gubitci mjereni kada je primarni zavoj energiziran na nominalnom naponu, a sekundarni zavoj otvoren (dominirani gubitcima u jezgru).

Vrste testa

• Mjereno na nominalnoj frekvenciji i napona (obično sinusna strujna frekvencija).

• Ispravljen na referentnu temperaturu (75°C za transformatore mokro taložene, 115°C za suho taložene).

Gubitak pod opterećenjem (Pk)

Definicija: Gubitci mjereni kada je sekundarni zavoj skraćen i kada nominalni struja teče kroz primarni zavoj (dominirani bakrenim gubitcima).

Vrste testa:

• Mjereno na nominalnom struju i frekvenciji.

• Ispravljen na referentnu temperaturu (75°C za transformatore mokro taložene; varira za suho taložene ovisno o klasi izolacije).

II. Testiranje i izračunavanje gubitaka

Test gubitka bez opterećenja (IEC 60076-1 Članak 10)

Metoda

• Direktna mjera pomoću analizatora snage (gubitci instrumenta moraju se oduzeti).

• Testni napon: nominalni napon ±5%, s najnižom vrijednosti koja se koristi.

Formula za ispravku temperature:

Bref: Gustoća fluksa na referentnoj temperaturi; B test: Mjerena gustoća fluksa.

2. Test gubitka pod opterećenjem (IEC 60076-1 Članak 11)

Metoda:

• Mjereno tijekom testiranja impedancije kratkog spoja.

• Testni struja: nominalni struja; odstupanje frekvencije ≤ ±5%.

Formula za ispravku temperature (za bakrene zavoje)

Tref: Referentna temperatura (75°C); T test: Temperatura zavoja tijekom testiranja.

Ključni parametri i tolerancije

Tolerancije gubitaka (IEC 60076-1 Članak 4.2):

• Gubitak bez opterećenja: dozvoljeno +15% (mjerena vrijednost ne smije premašiti garantiranu vrijednost).

• Gubitak pod opterećenjem: dozvoljeno +15% (mjerena vrijednost ne smije premašiti garantiranu vrijednost).
  Stray Losses:

Gubitci uzrokovani curenjem fluksa u konstrukcijskim komponentama, procjenjuju se putem separacije visokofrekventnih komponenata ili termalnim slikanjem.

Razredi energetske učinkovitosti i optimizacija gubitaka

Prema IEC 60076-14 (Smjernice za energetsku učinkovitost snaga transformatora):

Ukupni gubitci (P total):

β: Omjer opterećenja (aktualno opterećenje / nominalno opterećenje).

Razredi učinkovitosti (npr., IE4, IE5) zahtijevaju smanjenje ukupnih gubitaka za 10%~30%, ostvarenih putem:

• Visoko permeabilnog silicijskog čelika (smanjuje gubitke bez opterećenja).

• Optimiziranog dizajna zavoja (minimalizira gubitke vrtloga struje).

Praktični primjer primjene

Slučaj: 35kV transformator mokro taložen (IEC 60076-7)

Nominalni parametri:

• Kapacitet: 10 MVA

• Garantirani gubitak bez opterećenja: 5 kW

• Garantirani gubitak pod opterećenjem: 50 kW (na 75°C).

Podaci testa:

Gubitak bez opterećenja: 5.2 kW (unutar tolerancije +15% → ograničenje 5.75 kW).

Gubitak pod opterećenjem (testiran pri 30°C):

Zaključak: Gubitak pod opterećenjem premašuje toleranciju? Provjerite u odnosu na 50 × 1.15 = 57.5 kW.

VI. Uobičajeni problemi i razmatranja

Ambijentalna temperatura:

Testovi moraju se provoditi između -25°C i +40°C; potrebne ispravke van ovog opsega.

Harmonijski gubitci:

Procijenite dodatne harmonijske gubitke pod nelinearnim opterećenjima prema IEC 60076-18.

Digitalno testiranje:

Koristite senzore kalibrirane prema IEC 61869 za točnost.