Tranzsformátorokban bekövetkező veszteségek kiértékelése az IEC 60076 alapján

I. IEE-Business 6007-es szabványban definiált veszteségek

Az IEC 60076-1 (Általános követelmények) és az IEC 60076-7 (Töltési útmutatók) két fő típusú veszteséget határoznak meg:

Üresjáratu veszteség (P0)

Definíció: A veszteségek mérése, amikor az elsődleges tekercs energiázva van a nominális feszültséggel, és a másodlagos tekercs nyitott áramkörben van (főleg magveszteségek).

Mérési feltételek

• Mérés a nominális frekvencián és feszültségen (általában szinuszos hálózati frekvencia).

• Javítás a referenciális hőmérsékletre (75°C olajeltolt transzformátoroknál, 115°C száraz transzformátoroknál).

Töltési veszteség (Pk)

Definíció: A veszteségek mérése, amikor a másodlagos tekercs rövidzárt áramkörben van, és a nominális áramerősség áramlik az elsődleges tekercsen (főleg rézveszteségek).

Mérési feltételek:

• Mérés a nominális áramerősségen és frekvencián.

• Javítás a referenciális hőmérsékletre (75°C olajeltolt esetén; változik a száraz transzformátoroknál az izolációs osztályon alapul).

II. Veszteségek tesztelése és kiszámítása

Üresjáratu veszteség teszt (IEC 60076-1 10. fejezet)

Módszer

• Közvetlen mérés energia-analizátor segítségével (az eszköz veszteségeinek levonása szükséges).

• Teszt feszültség: nominális feszültség ±5%, a legkisebb értékkel.

Hőmérséklet javítási képlet:

Bref: Flux sűrűség a referenciális hőmérsékleten; B test: Mért flux sűrűség.

2. Töltési veszteség teszt (IEC 60076-1 11. fejezet)

Módszer:

• Mérés rövidzárt-ellenállás teszt során.

• Teszt áramerősség: nominális áramerősség; frekvencia eltérés ≤ ±5%.

Hőmérséklet javítási képlet (réztekercsek esetén)

Tref: Referenciális hőmérséklet (75°C); T test: Tekercs hőmérséklete a teszt során.

Kulcsparaméterek és toleranciák

Veszteségi toleranciák (IEC 60076-1 4.2. fejezet):

• Üresjáratu veszteség: +15% engedélyezett (a mérési érték nem haladhatja meg a garantált értéket).

• Töltési veszteség: +15% engedélyezett (a mérési érték nem haladhatja meg a garantált értéket).
  Sugárzó veszteségek:

A strukturális komponensekben lévő sugárzó flux miatti veszteségek, melyeket a magasfrekvenciás komponens-elválasztás vagy a hőkép-vizsgálat segítségével értékelnek.

Energiahatékonysági osztályok és veszteség-optimalizáció

Az IEC 60076-14 (Energiahatékonysági iránymutatások erősítőkhez):

Összes veszteség (P total):

β: Töltési arány (tényleges töltés / nominális töltés).

Hatékonysági osztályok (például IE4, IE5) 10%~30%-kal csökkentett teljes veszteségeket igényelnek, ezt a következőkkel érik el:

• Magpermeabilitású silikon acél (csökkenti az üresjáratu veszteségeket).

• Optimalizált tekercs tervezés (minimalizálja a ciklusos áramveszteségeket).

Gyakorlati alkalmazási példa

Példa: 35kV olajeltolt transzformátor (IEC 60076-7)

Nominális paraméterek:

• Teljesítmény: 10 MVA

• Garantált üresjáratu veszteség: 5 kW

• Garantált töltési veszteség: 50 kW (75°C-on).

Teszt adatok:

Üresjáratu veszteség: 5.2 kW (a +15% tolerancia keretein belül → 5.75 kW korlát).

Töltési veszteség (tesztelve 30°C-n):

Következtetés: A töltési veszteség meghaladja a toleranciát? Ellenőrizze 50 × 1.15 = 57.5 kW ellen.

VI. Gyakori problémák és megfontolások

Környezeti hőmérséklet:

A tesztek -25°C és +40°C között kell, hogy történjenek; ennek kívül javítás szükséges.

Harmonikus veszteségek:

A nem szinuszos terhelések mellett a további harmonikus veszteségek kiértékelése az IEC 60076-18 szerint.

Digitális tesztelés:

Az IEC 61869-kal kalibrált szenzorok használata a pontosság érdekében.