Wie misst man den Lastverlust und die Kurzschlussimpedanz eines Transformators?

Verfahren zur Messung

Setup

Wenden Sie eine sinusförmige Spannung bei der Nennfrequenz auf eine Wicklung an.
Schließen Sie die andere Wicklung kurz und lassen Sie alle zusätzlichen Wicklungen offen.

Stromanwendung

Wenden Sie den entsprechenden Nennstrom (oder Abgriffstrom) an.
Wenn durch die Prüfgeräte begrenzt, wenden Sie mindestens 50% des Nennstroms (oder Abgriffstroms) an und skalieren Sie den gemessenen Lastverlust mit dem Quadrat des Verhältnisses des Nennstroms zum Prüfstrom.

Temperaturkorrektur

Korrigieren Sie den Lastverlust und die Kurzschlussimpedanz auf die Referenztemperatur von 75 °C für ölgefüllte Transformatoren.

Kurzschlussimpedanz

Ausgedrückt als Prozentsatz. Bei Dreifachwicklungs-Transformatoren verwenden Sie die maximale Kapazität als Referenz.
Für Abgriffbereiche, die ±5% überschreiten, messen Sie die Kurzschlussimpedanz am Hauptabgriff und an zwei extremen Abgriffen.
Bei Dreifachwicklungs-Transformatoren messen Sie in drei verschiedenen Paaren von Wicklungen und berechnen die jeweilige Kurzschlussimpedanz und den Lastverlust.

Standardabweichungen für Kurzschlussimpedanz

Zwei unabhängige Wicklungen oder erstes Paar in einem Mehrwicklungstransformator:
1. Hauptabgriff: ±7.5%, wenn die Impedanz ≥10% ist, ±10%, wenn die Impedanz <10% beträgt.
2. Andere Abgriffe: ±10%, wenn der Impedanz ≥10%, ±15%, wenn der Impedanz <10%
Autotransformator-Wicklungen oder zweites Paar in einem Mehrwicklungstransformator:
1. Hauptabgriff: ±10%
2. Andere Abgriffe: ±15%
Andere Wicklungspaare:
1. ±15% (positive Abweichung kann nach Vereinbarung erhöht werden)

Messmethode

Für dreiphasige Transformatoren, die Nennstrom von der Hochspannungswicklung anwenden, wobei die Niederspannungs- und Mittelspannungswicklungen jeweils kurzgeschlossen werden.
Verwenden Sie die Mittelspannungswicklung, um die Niederspannungswicklung zu speisen und kurzzuschließen.

Prüfgeräte

Voltmeter
Amperemeter
Wattmeter
Leistungsanalysator
TMS580-Messsystem

Berechnungsformeln

P_kt = Σ I²R_t + P_Ft

P_k75 = [P_kt + (K² – 1)Σ I²R_t] / K

u_k = √(u_r² + u_x²) (%)

u_rt = P_kt / (10 S_N) (%)

u_x = √(u_k² – u_rt²) (%)

u_k75 = √(u_r75² + u_x²) (%)

K = 310 / (235 + t)

Pkt: Gemessene Lastverluste bei t°C (W)
∑I²Rt: Widerstandsverluste bei t°C (W)
PFt: Zusatzverlust bei t°C (W)
Pk75: Lastverlust bei 75°C (W)
SN: Nennleistung (kVA)
uk75: Kurzschlussimpedanz bei 75°C (%)

Hinweise:

Für Testprodukte mit hoher Impedanz den Amperemeter (Stromwandler) nach dem Voltmeter (Spannungswandler) anschließen.
Für Testprodukte mit niedriger Impedanz den Amperemeter (Stromwandler) vor dem Voltmeter (Spannungswandler) anschließen, um den Einfluss zu minimieren.
Bei Lasttests von großen Transformatoren die Genauigkeit bei der Transformatorenauswahl und der Korrektur der Messverluste aufgrund des kleinen Leistungsfaktors sicherstellen.
Bei der Berechnung der Impedanz sowohl den Prozentsatz der Kurzschlussimpedanz als auch den Ohm-Wert der einzelnen Phasenimpedanzen bestimmen. Bei Delta-Verbindungen sollte sich die Phasenimpedanz auf die äquivalente Sternverbindung beziehen, nicht auf die interne Phasenimpedanz.

Durch die Befolgung dieser Schritte und Überlegungen kann eine genaue Messung des Lastverlusts und der Kurzschlussimpedanz in Transformatoren erreicht werden, um eine zuverlässige Leistung und die Einhaltung von Standards zu gewährleisten.

Weitere Ressourcen

Die Auswirkungen der Impedanz auf das Design von Transformatoren.

Verluste im Transformator: Der ultimative FAQ-Leitfaden

Transformatoreneffizienz: Der ultimative FAQ-Leitfaden

CSA C802 für Mindestwirkungsgrade von Leistungstransformatoren