변압기의 손실 평가에 대한 IEC 60076 기준

I. IEC 6007에서의 손실 정의

IEC 60076-1 (일반 요구사항)과 IEC 60076-7 (부하 지침)은 두 가지 핵심 유형의 손실을 명시합니다:

무부하 손실 (P0)

정의: 일차 권선이 정격 전압으로 가동되고 이차 권선이 개방 회로 상태일 때 측정되는 손실 (코어 손실이 주요 요소).

시험 조건

• 정격 주파수와 전압 (일반적으로 정현파 전력 주파수)에서 측정.

• 기준 온도 (유류 침전 변압기는 75°C, 건식 변압기는 115°C)로 보정.

부하 손실 (Pk)

정의: 이차 권선이 단락 회로 상태이고 일차 권선을 통해 정격 전류가 흐를 때 측정되는 손실 (구리 손실이 주요 요소).

시험 조건:

• 정격 전류와 주파수에서 측정.

• 기준 온도 (유류 침전 변압기는 75°C; 건식 변압기는 절연 클래스에 따라 다름)로 보정.

II. 손실 시험 및 계산

무부하 손실 시험 (IEC 60076-1 조항 10)

방법

• 전력 분석기를 사용한 직접 측정 (측정 도구 손실은 제외).

• 시험 전압: 정격 전압 ±5%, 가장 낮은 값 사용.

온도 보정 공식:

Bref: 기준 온도에서의 플럭스 밀도; B test: 측정된 플럭스 밀도.

2. 부하 손실 시험 (IEC 60076-1 조항 11)

방법:

• 단락 회로 임피던스 시험 중 측정.

• 시험 전류: 정격 전류; 주파수 편차 ≤ ±5%.

온도 보정 공식 (구리 권선용)

Tref: 기준 온도 (75°C); T test: 시험 중 권선 온도.

주요 매개변수 및 허용 오차

손실 허용 오차 (IEC 60076-1 조항 4.2):

• 무부하 손실: +15% 허용 (측정값은 보증값을 초과하지 않아야 함).

• 부하 손실: +15% 허용 (측정값은 보증값을 초과하지 않아야 함).
  누설 손실:

구조적 구성 요소에서 누설 자기장으로 인한 손실, 고주파 성분 분리 또는 열 영상으로 평가.

에너지 효율 클래스 및 손실 최적화

IEC 60076-14 (전력 변압기 에너지 효율 지침)에 따르면:

총 손실 (P total):

β: 부하 비율 (실제 부하 / 정격 부하).

효율 클래스 (예: IE4, IE5)는 총 손실을 10%~30% 감소시키는 것을 요구하며, 이를 달성하기 위해 다음과 같은 방법을 사용:

• 고관성 실리콘 강철 (무부하 손실 감소).

• 최적화된 권선 설계 (선회 손실 최소화).

실용적인 적용 예

사례: 35kV 유류 침전 변압기 (IEC 60076-7)

정격 매개변수:

• 용량: 10 MVA

• 보증 무부하 손실: 5 kW

• 보증 부하 손실: 50 kW (75°C에서).

시험 데이터:

무부하 손실: 5.2 kW (15% 허용 오차 내 → 5.75 kW 한도).

부하 손실 (30°C에서 시험):

결론: 부하 손실이 허용 오차를 초과합니까? 50 × 1.15 = 57.5 kW와 비교하여 확인.

VI. 일반적인 문제점 및 고려 사항

주변 온도:

시험은 -25°C부터 +40°C 사이에서 수행되어야 하며, 이 범위 외에서는 보정이 필요함.

고조파 손실:

IEC 60076-18에 따른 비정현파 부하 하에서 추가 고조파 손실 평가.

디지털 시험:

정확성을 위해 IEC 61869 교정 센서 사용.