Förlustbedömning i transformatorer enligt IEC 60076
I. Definitioner av förluster enligt IEC 6007
IEC 60076-1 (Allmänna krav) och IEC 60076-7 (Belastningsriktlinjer) anger två huvudtyper av förluster:
Tomgångsförlust (P0)
Definition: Förluster mätas när primär vindning är ansluten till nomspegel och sekundär vindning är öppen (dominerade av kärnförluster).
Provningstillstånd
Mäts vid nomfrekvens och -spänning (vanligtvis sinusformad strömfrekvens).
Korrigerat till referenstemperatur (75°C för oljebärande transformatorer, 115°C för torra).
Belastningsförlust (Pk)
Definition: Förluster mätas när sekundär vindning är kortslagen och nominell ström flyter genom primär vindning (dominerade av kopparförluster).
Provningstillstånd:
Mäts vid nominell ström och frekvens.
Korrigerat till referenstemperatur (75°C för oljebärande; varierar för torra beroende på isoleringsklass).
II. Provning och beräkning av förluster
Tomgångsförlustprovning (IEC 60076-1 Avsnitt 10)
Metod
Direkt mätning med hjälp av en effektmätare (instrumentförluster måste subtraheras).
Provningsspänning: nominell spänning ±5%, med lägsta värde används.
Temperaturkorrigeringsformel:
Bref: Fluxdensitet vid referenstemperatur; B test: Mätt fluxdensitet.
2. Belastningsförlustprovning (IEC 60076-1 Avsnitt 11)
Metod:
Mäts under provning av kortslutningsimpedans.
Provningström: nominell ström; frekvensavvikelse ≤ ±5%.
Temperaturkorrigeringsformel (för kopparvindningar)
Tref: Referenstemperatur (75°C); T test: Vindningstemperatur under provning.
Nyckelparametrar och toleranser
Förlusttoleranser (IEC 60076-1 Avsnitt 4.2):
Tomgångsförlust: +15% tillåtna (mätt värde får inte överstiga garanterat värde).
Belastningsförlust: +15% tillåtna (mätt värde får inte överstiga garanterat värde).
Stray-förluster:
Förluster orsakade av läckageflöde i konstruktionselement, utvärderas via separering av högfrekventa komponenter eller termografi.
Energieffektivitetsklasser och förlustoptimering
Enligt IEC 60076-14 (Riktlinjer för energieffektivitet för strömförädlingstransformatorer):
Totala förluster (P total):
β: Belastningsförhållande (verklig belastning / nominell belastning).
Effektivitetsklasser (t.ex., IE4, IE5) kräver att totala förluster minskas med 10%~30%, uppnås genom:
Högpermeabel siliciumstål (minskar tomgångsförluster).
Optimerad vindningsdesign (minimerar virvelförluster).
Praktiskt tillämpningsexempel
Fall: 35kV oljebärande transformator (IEC 60076-7)
Nominella parametrar:
Kapacitet: 10 MVA
Garanterad tomgångsförlust: 5 kW
Garanterad belastningsförlust: 50 kW (vid 75°C).
Provningsdata:
Tomgångsförlust: 5.2 kW (inom +15% tolerans → 5.75 kW gräns).
Belastningsförlust (provad vid 30°C):
Slutsats: Överstiger belastningsförlust tolerans? Verifiera mot 50 × 1.15 = 57.5 kW.
VI. Vanliga problem och överväganden
Omgivande temperatur:
Provningen måste utföras mellan -25°C till +40°C; korrigering krävs utanför detta intervall.
Harmoniska förluster:
Utvärdera ytterligare harmoniska förluster under icke-sinusformade belastningar enligt IEC 60076-18.
Digital provning:
Använd IEC 61869-kalibrerade sensorer för noggrannhet.
