Per què es realitza un circuit obert a la tensió nominal?

Per què es realitza la prova de circuit obert a la tensió nominal?

La prova de circuit obert (Open Circuit Test, OCT), també coneguda com a prova sense càrrega, es realitza típicament aplicant la tensió nominal al costat de baixa tensió d'un transformador. L'objectiu principal d'aquesta prova és mesurar els paràmetres de rendiment del transformador en condicions sense càrrega, com l'amperatge d'excitació, les pèrdues sense càrrega i la relació de tensions sense càrrega. A continuació es presenten les raons per les quals es realitza la prova a la tensió nominal:

1. Reflejar les condicions reals d'operació

La tensió nominal és la tensió d'operació estàndard especificada en el disseny del transformador, assegurant que pot funcionar de manera segura i eficient en condicions normals. Realitzant la prova a la tensió nominal, s'imiteix l'estat sense càrrega del transformador en ús real, proporcionant dades de rendiment més precises.

Això ajuda a verificar si el transformador pot funcionar correctament en les condicions d'operació esperades sense comportaments anòmals deguts a sobretensió o subtensió.

2. Mesurar l'amperatge d'excitació

Durant la prova de circuit obert, el costat secundari del transformador està en circuit obert, és a dir, no hi circula cap corrent de càrrega. En aquest moment, la corrent al costat primari està gairebé totalment compost per l'amperatge d'excitació, que s'utilitza per establir el camp magnètic al nucli del transformador.

L'amperatge d'excitació, encara que relativament petit (típicament entre el 1% i el 5% de la corrent nominal), pot reflectir més precisament les característiques de magnetització del nucli quan es mesura a la tensió nominal. Si la tensió és massa alta o massa baixa, la mesura de l'amperatge d'excitació podria distorsionar-se i no representar amb precisió les propietats d'excitació del transformador.

3. Avaluar les pèrdues sense càrrega

Les pèrdues sense càrrega (també conegudes com a pèrdues de ferro) són principalment degudes a les pèrdues per histeresis i corrents turbulents al nucli, que estan estretament relacionades amb la densitat de flux magnètic al nucli. La densitat de flux magnètic, a la vegada, depèn de la tensió aplicada.

Realitzar la prova a la tensió nominal assegura que les pèrdues sense càrrega mesurades reflecteixin les condicions reals de pèrdues del transformador durant l'operació normal. Això és crucial per avaluar l'eficiència i el consum energètic del transformador.

4. Determinar la relació de tensions

La prova de circuit obert també es pot utilitzar per mesurar la relació de tensions entre el costat primari i secundari del transformador. Aplicant la tensió nominal al costat primari i mesurant la tensió en circuit obert al costat secundari, es pot verificar la relació de voltatges real del transformador per assegurar-se que compleix les especificacions de disseny.

Si la prova es realitza a una tensió no nominal, la mesura de la relació de tensions podria veure's afectada per desviacions de tensió, conduint a resultats inexactes.

5. Consideracions de seguretat

Realitzar la prova de circuit obert a la tensió nominal assegura que el transformador no experimenti un estrès innecessari per una tensió excessiva, evitant així possibles danys a l'equipament. Addicionalment, ja que l'amperatge d'excitació és relativament petit, el procés de prova no implica una càrrega significativa sobre l'equip de prova, assegurant condicions de prova segures.

6. Estandarització i comparabilitat

La indústria elèctrica té normes i regulacions estrictes que especifiquen diversos mètodes i condicions de prova per als transformadors. Realitzar la prova de circuit obert a la tensió nominal és una pràctica universalment acceptada, permetent una comparació i avaluació consistents de transformadors fabricats per diferents fabricants.

Resum

La prova de circuit obert es realitza a la tensió nominal per assegurar que els resultats de la prova reflecteixin amb precisió el rendiment del transformador en condicions reals d'operació, incloent paràmetres clau com l'amperatge d'excitació, les pèrdues sense càrrega i la relació de tensions. A més, aquest enfocament assegura la seguretat de la prova i proporciona resultats estandaritzats per comparar i avaluar diferents transformadors.