การประเมินความสูญเสียในหม้อแปลงตาม IEC 60076

I. บทนิยามของความสูญเสียใน IEC 6007

IEC 60076-1 (ข้อกำหนดทั่วไป) และ IEC 60076-7 (แนวทางการโหลด) ระบุถึงสองประเภทหลักของความสูญเสีย:

ความสูญเสียเมื่อไม่มีโหลด (P0)

คำนิยาม: ความสูญเสียที่วัดได้เมื่อดวงจรหลักถูกจ่ายไฟด้วยแรงดันเรตติ้งและวงจรรองเปิดวงจร (โดยมีความสูญเสียหลักจากแกน)

เงื่อนไขการทดสอบ

• วัดที่ความถี่และแรงดันเรตติ้ง (โดยทั่วไปเป็นความถี่กำลังไซนัส)

• ปรับให้ถึงอุณหภูมิอ้างอิง (75°C สำหรับหม้อแปลงแช่น้ำมัน, 115°C สำหรับหม้อแปลงแห้ง)

ความสูญเสียเมื่อมีโหลด (Pk)

คำนิยาม: ความสูญเสียที่วัดได้เมื่อวงจรรองป้อนวงจรและกระแสเรตติ้งไหลผ่านวงจรหลัก (โดยมีความสูญเสียหลักจากทองแดง)

เงื่อนไขการทดสอบ:

• วัดที่กระแสและความถี่เรตติ้ง

• ปรับให้ถึงอุณหภูมิอ้างอิง (75°C สำหรับหม้อแปลงแช่น้ำมัน; แตกต่างกันตามคลาสฉนวนสำหรับหม้อแปลงแห้ง)

II. การทดสอบและการคำนวณความสูญเสีย

การทดสอบความสูญเสียเมื่อไม่มีโหลด (IEC 60076-1 ข้อ 10)

วิธีการ

• การวัดโดยตรงใช้เครื่องวิเคราะห์พลังงาน (ต้องหักค่าความสูญเสียของเครื่องมือ)

• แรงดันทดสอบ: แรงดันเรตติ้ง ±5% โดยใช้ค่าต่ำสุด

สูตรการปรับอุณหภูมิ:

Bref: ความหนาแน่นฟลักซ์ที่อุณหภูมิอ้างอิง; B test: ความหนาแน่นฟลักซ์ที่วัดได้

2. การทดสอบความสูญเสียเมื่อมีโหลด (IEC 60076-1 ข้อ 11)

วิธีการ:

• วัดระหว่างการทดสอบอิมพิแดนซ์ป้อนวงจร

• กระแสทดสอบ: กระแสเรตติ้ง; ความคลาดเคลื่อนของความถี่ ≤ ±5%

สูตรการปรับอุณหภูมิ (สำหรับวงจรทองแดง)

Tref: อุณหภูมิอ้างอิง (75°C); T test: อุณหภูมิของวงจรขณะทดสอบ

พารามิเตอร์สำคัญและค่าความคลาดเคลื่อน

ค่าความคลาดเคลื่อนของความสูญเสีย (IEC 60076-1 ข้อ 4.2):

• ความสูญเสียเมื่อไม่มีโหลด: อนุญาต +15% (ค่าที่วัดได้ต้องไม่เกินค่าที่รับประกัน)

• ความสูญเสียเมื่อมีโหลด: อนุญาต +15% (ค่าที่วัดได้ต้องไม่เกินค่าที่รับประกัน)
  ความสูญเสียจากการกระจาย:

ความสูญเสียที่เกิดจากฟลักซ์รั่วในส่วนประกอบโครงสร้าง ประเมินโดยการแยกส่วนประกอบความถี่สูงหรือการถ่ายภาพความร้อน

ระดับประสิทธิภาพพลังงานและการเพิ่มประสิทธิภาพความสูญเสีย

ตาม IEC 60076-14 (แนวทางการประหยัดพลังงานสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า):

ความสูญเสียรวม (P total):

β: อัตราส่วนโหลด (โหลดจริง / โหลดเรตติ้ง)

ระดับประสิทธิภาพ (เช่น IE4, IE5) ต้องลดความสูญเสียรวมลง 10%~30% ทำได้โดย:

• เหล็กซิลิกอนที่มีความทะลุได้สูง (ลดความสูญเสียเมื่อไม่มีโหลด)

• การออกแบบวงจรที่เหมาะสม (ลดความสูญเสียจากกระแสน้ำวน)

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้จริง

กรณี: หม้อแปลงแช่น้ำมัน 35kV (IEC 60076-7)

พารามิเตอร์เรตติ้ง:

• กำลัง: 10 MVA

• ความสูญเสียเมื่อไม่มีโหลดที่รับประกัน: 5 kW

• ความสูญเสียเมื่อมีโหลดที่รับประกัน: 50 kW (ที่ 75°C)

ข้อมูลการทดสอบ:

ความสูญเสียเมื่อไม่มีโหลด: 5.2 kW (อยู่ภายในค่าความคลาดเคลื่อน +15% → จำกัด 5.75 kW)

ความสูญเสียเมื่อมีโหลด (ทดสอบที่ 30°C):

สรุป: ความสูญเสียเมื่อมีโหลดเกินค่าความคลาดเคลื่อน? ตรวจสอบกับ 50 × 1.15 = 57.5 kW

VI. ปัญหาและข้อควรพิจารณาทั่วไป

อุณหภูมิแวดล้อม:

การทดสอบต้องดำเนินการที่ -25°C ถึง +40°C; ต้องทำการปรับค่าหากอยู่นอกช่วงนี้

ความสูญเสียฮาร์โมนิก:

ประเมินความสูญเสียฮาร์โมนิกเพิ่มเติมภายใต้โหลดที่ไม่เป็นไซนัสตาม IEC 60076-18

การทดสอบดิจิทัล:

ใช้เซ็นเซอร์ที่สอบเทียบตาม IEC 61869 เพื่อความแม่นยำ