Ocenjevanje izgub v transformatorjih na podlagi IEC 60076

I. Določitve izgub v IEC 6007

IEC 60076-1 (Splošni zahtevi) in IEC 60076-7 (Smernice za obremenjevanje) določata dva osnovna tipa izgub:

Izgube pri brezbremenem delovanju (P0)

Definicija: Izgube, merjene, ko je primarna navojiščna sklopina napajana z nominalnim naponom in sekundarna navojiščna sklopina odprta (dominirane s jedrskimi izgubami).

Pogoji meritve

• Merjeni na nominalni frekvenci in napetosti (običajno sinusni merski frekvenca).

• Popravljeni na referenčno temperaturo (75°C za transformatorje v maslu, 115°C za suhe transformatorje).

Izgube pri obremenjenem delovanju (Pk)

Definicija: Izgube, merjene, ko je sekundarna navojiščna sklopina zaključena in preko primarne navojiščne sklopine teče nominalni tok (dominirane s bakrenimi izgubami).

Pogoji meritve:

• Merjeni na nominalnem toku in frekvenci.

• Popravljeni na referenčno temperaturo (75°C za transformatorje v maslu; se razlikuje za suhe transformatorje glede na razred izolacije).

II. Merjenje in računanje izgub

Test izgub pri brezbremenem delovanju (IEC 60076-1 Člen 10)

Metoda

• Neposredni poskus z uporabo analizatorja moči (izgube instrumenta morajo biti odštete).

• Testna napetost: nominalna napetost ±5%, z najnižjo vrednostjo, ki se uporablja.

Formula za popravek temperature:

Bref: Gostota toka na referenčni temperaturi; B test: Merjena gostota toka.

2. Test izgub pri obremenjenem delovanju (IEC 60076-1 Člen 11)

Metoda:

• Merjeno med preskusom upornosti pri kratkem zaprtju.

• Testni tok: nominalni tok; odstopanje frekvence ≤ ±5%.

Formula za popravek temperature (za bakrene navojiščne sklopine)

Tref: Referenčna temperatura (75°C); T test: Temperatura navojiščne sklopine med preskusom.

Ključni parametri in toleranci

Toleranci izgub (IEC 60076-1 Člen 4.2):

• Izgube pri brezbremenem delovanju: dovoljeno +15% (merjena vrednost ne sme presegati zagotovljene vrednosti).

• Izgube pri obremenjenem delovanju: dovoljeno +15% (merjena vrednost ne sme presegati zagotovljene vrednosti).
  Stranske izgube:

Izgube, povzročene z iztekanjem magnetnega toka v strukturiranih komponentah, ocenjene z ločevanjem visokofrekvenčnih komponent ali termografskim slikanjem.

Razredi energijske učinkovitosti in optimizacija izgub

Skupno izgube (P total):

β: Razmerje obremenjenosti ( dejanska obremenjenost / nominalna obremenjenost).

Razredi učinkovitosti (npr. IE4, IE5) zahtevajo zmanjšanje skupnih izgub za 10%~30%, doseženo z:

• Visoko permeabilno silikatno jeklo (znižuje izgube pri brezbremenem delovanju).

• Optimizirano oblikovanje navojišč (znižuje izgube zaradi eddijskih tokov).

Primer praktične uporabe

Primer: Transformator v maslu za 35 kV (IEC 60076-7)

Nominalni parametri:

• Moč: 10 MVA

• Zagotovljene izgube pri brezbremenem delovanju: 5 kW

• Zagotovljene izgube pri obremenjenem delovanju: 50 kW (ob 75°C).

Podatki o preskusu:

Izgube pri brezbremenem delovanju: 5,2 kW (v okviru toleranc +15% → 5,75 kW limita).

Izgube pri obremenjenem delovanju (preskušeno pri 30°C):

Sklep: Presežejo izgube pri obremenjenem delovanju toleranco? Preverite z 50 × 1,15 = 57,5 kW.

VI. Pogosta težava in pogoji

Okoljska temperatura:

Preskusi morajo biti izvedeni med -25°C in +40°C; za območja zunaj tega obsega so potrebni popravki.

Harmonične izgube:

Ocenite dodatne harmonične izgube pod nesinusoidnimi bremeni glede na IEC 60076-18.

Digitalno testiranje:

Uporabite senzorje, kalibrirane po IEC 61869, za točnost.