Đánh giá tổn thất trong máy biến áp dựa trên IEC 60076
I. Định nghĩa về Hao hụt trong IEC 6007
IEC 60076-1 (Yêu cầu chung) và IEC 60076-7 (Hướng dẫn tải) quy định hai loại hao hụt cốt lõi:
Hao hụt không tải (P0)
Định nghĩa: Hao hụt được đo khi cuộn dây sơ cấp được cấp điện ở điện áp định mức và cuộn dây thứ cấp được mở mạch (chủ yếu là hao hụt lõi).
Điều kiện thử nghiệm
Đo ở tần số và điện áp định mức (thường là tần số điện xoay chiều hình sin).
Hiệu chỉnh đến nhiệt độ tham chiếu (75°C cho biến áp ngâm dầu, 115°C cho biến áp khô).
Hao hụt tải (Pk)
Định nghĩa: Hao hụt được đo khi cuộn dây thứ cấp được ngắn mạch và dòng điện định mức chảy qua cuộn dây sơ cấp (chủ yếu là hao hụt đồng).
Điều kiện thử nghiệm:
Đo ở dòng điện và tần số định mức.
Hiệu chỉnh đến nhiệt độ tham chiếu (75°C cho biến áp ngâm dầu; thay đổi theo lớp cách điện cho biến áp khô).
II. Thử nghiệm và Tính toán Hao hụt
Thử nghiệm Hao hụt không tải (Mục 10 của IEC 60076-1)
Phương pháp
Đo trực tiếp bằng máy phân tích công suất (cần trừ đi hao hụt của thiết bị).
Điện áp thử nghiệm: điện áp định mức ±5%, sử dụng giá trị thấp nhất.
Công thức Hiệu chỉnh Nhiệt độ:
Bref: Mật độ từ thông tại nhiệt độ tham chiếu; B test: Mật độ từ thông được đo.
2. Thử nghiệm Hao hụt tải (Mục 11 của IEC 60076-1)
Phương pháp:
Đo trong quá trình thử nghiệm trở kháng ngắn mạch.
Dòng điện thử nghiệm: dòng điện định mức; sai lệch tần số ≤ ±5%.
Công thức Hiệu chỉnh Nhiệt độ (cho cuộn dây đồng)
Tref: Nhiệt độ tham chiếu (75°C); T test: Nhiệt độ cuộn dây trong quá trình thử nghiệm.
Các Thông số và Độ dung sai Chính
Độ dung sai Hao hụt (Mục 4.2 của IEC 60076-1):
Hao hụt không tải: +15% được phép (giá trị đo không được vượt quá giá trị đảm bảo).
Hao hụt tải: +15% được phép (giá trị đo không được vượt quá giá trị đảm bảo).
Hao hụt rò rỉ:
Hao hụt do từ thông rò rỉ trong các thành phần cấu trúc, được đánh giá thông qua việc tách rời thành phần tần số cao hoặc chụp ảnh nhiệt.
Các Lớp Hiệu suất Năng lượng và Tối ưu hóa Hao hụt
Theo IEC 60076-14 (Hướng dẫn Hiệu suất Năng lượng cho Biến áp Điện lực):
Tổng hao hụt (P total):
β: Tỷ lệ tải (tải thực tế / tải định mức).
Các lớp hiệu suất (ví dụ: IE4, IE5) yêu cầu tổng hao hụt giảm 10%~30%, đạt được thông qua:
Thép silic có tính thẩm thấu cao (giảm hao hụt không tải).
Thiết kế cuộn dây tối ưu (giảm thiểu hao hụt dòng điện cảm ứng).
Ví dụ Áp dụng Thực tế
Trường hợp: Biến áp Ngâm Dầu 35kV (IEC 60076-7)
Các tham số định mức:
Công suất: 10 MVA
Hao hụt không tải đảm bảo: 5 kW
Hao hụt tải đảm bảo: 50 kW (tại 75°C).
Dữ liệu thử nghiệm:
Hao hụt không tải: 5.2 kW (trong giới hạn dung sai +15% → giới hạn 5.75 kW).
Hao hụt tải (được thử nghiệm tại 30°C):
Kết luận: Hao hụt tải vượt quá giới hạn dung sai? Kiểm tra so với 50 × 1.15 = 57.5 kW.
VI. Các Vấn đề Thường gặp và Xem xét
Nhiệt độ Môi trường:
Các thử nghiệm phải được thực hiện trong khoảng -25°C đến +40°C; cần hiệu chỉnh bên ngoài phạm vi này.
Hao hụt Harmonic:
Đánh giá thêm hao hụt harmonic dưới tải không hình sin theo IEC 60076-18.
Thử nghiệm Số hóa:
Sử dụng cảm biến được hiệu chuẩn theo IEC 61869 để đảm bảo độ chính xác.
