Procena gubitaka u transformatorima na osnovu IEC 60076

I. Definicije gubitaka u IEC 6007

IEC 60076-1 (Opšte zahteve) i IEC 60076-7 (Smernice za opterećenje) definišu dva osnovna tipa gubitaka:

Gubitak bez opterećenja (P0)

Definicija: Gubitci mereni kada je primarni vik na naponu nominalne vrednosti, a sekundarni vik je otvoren (dominirani su gubitcima u jezgru).

Uslovi testiranja

• Mereno na nominalnoj frekvenciji i naponu (obično sinusni strujni frekvencijski).

• Ispravljen na referentnu temperaturu (75°C za transformere potopljenih u ulje, 115°C za suhe tipove).

Gubitak pod opterećenjem (Pk)

Definicija: Gubitci mereni kada je sekundarni vik kratkostrajan i kada protiče nominalan tok kroz primarni vik (dominirani su bakrenim gubitcima).

Uslovi testiranja:

• Mereno na nominalnom toku i frekvenciji.

• Ispravljen na referentnu temperaturu (75°C za transformere potopljenih u ulje; varira za suhe tipove zavisno od klase izolacije).

II. Testiranje i izračunavanje gubitaka

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

Metod

• Direktno merenje koristeći analizator snage (gubitci instrumenta moraju biti oduzeti).

• Testni napon: nominalni napon ±5%, sa najnižom vrednošću koja se koristi.

Formula za ispravku temperature:

Bref: Gustomerna gustoća na referentnoj temperaturi; B test : Merena gustomerna gustoća.

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

Metod:

• Mereno tokom testiranja impedancije kratkog spoja.

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

Formula za ispravku temperature (za bakrene vike)

Tref: Referentna temperatura (75°C); T test : Temperatura vika tokom testiranja.

Ključni parametri i tolerancije

Tolerancije gubitaka (IEC 60076-1 Klausa 4.2):

• Gubitak bez opterećenja: dozvoljeno +15% (merena vrednost ne sme premašiti garantovanu vrednost).

• Gubitak pod opterećenjem: dozvoljeno +15% (merena vrednost ne sme premašiti garantovanu vrednost).
  Strani gubitci:

Gubitci uzrokovani izbijanjem fluksa u konstrukcionim komponentama, procenjeni putem separacije visokofrekventnih komponenata ili termalne slike.

Klase energetske efikasnosti i optimizacija gubitaka

Prema IEC 60076-14 (Smernice za energetsku efikasnost transformatora moći):

Ukupni gubitci (P total):

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

Klase efikasnosti (npr. IE4, IE5) zahtevaju da ukupni gubitci budu smanjeni za 10%~30%, dostignuto putem:

• Viskopropusni silicijski čelik (smanjuje gubitke bez opterećenja).

• Optimizovani dizajn vika (minimizuje gubitke indukovanim tokovima).

Primer praktične primene

Slučaj: 35kV transformator potopljen u ulje (IEC 60076-7)

Nominalni parametri:

• Kapacitet: 10 MVA

• Garantovani gubitak bez opterećenja: 5 kW

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

Podaci testiranja:

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

Gubitak pod opterećenjem (testiran na 30°C):

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

VI. Uobičajeni problemi i razmatranja

Ambijentalna temperatura:

Testovi moraju biti izvršeni između -25°C i +40°C; ispravke su potrebne van ovog opsega.

Harmonijski gubitci:

Procenite dodatne harmonijske gubitke pod nestrujničkim opterećenjima prema IEC 60076-18.

Digitalno testiranje:

Koristite senzore kalibrirane prema IEC 61869 za tačnost.