Jak zmierzyć straty obciążeniowe i impedancję zwarciową transformatora?

Procedura pomiaru

Konfiguracja

• Zastosuj napięcie sinusoidalne o nominalnej częstotliwości do jednego uzwojenia.
• Zwarcie drugiego uzwojenia i pozostawienie innych uzwojeń otwartych.

Aplikacja prądowa

• Zastosuj odpowiedni prąd nominalny (lub prąd odczepowy).
• Jeśli ograniczone przez sprzęt testowy, zastosuj nie mniej niż 50% prądu nominalnego (lub prądu odczepowego) i przeskaluj zmierzone straty mocy przez kwadrat stosunku prądu nominalnego do prądu testowego.

Korekcja temperatury

• Skoryguj straty mocy i impedancję zwarciową do temperatury odniesienia 75°C dla transformatorów zanurzeniowych w oleju.

Impedancja zwarciowa

• Wyrażone w procentach. Dla transformatorów z trzema uzwojeniami użyj maksymalnej pojemności jako odniesienia.
• Dla zakresów odczepów przekraczających ±5%, mierz impedancję zwarciową przy głównym odczepie i przy dwóch skrajnych odczepach.
• W transformatorach z trzema uzwojeniami, mierz w trzech różnych parach uzwojeń i oblicz odpowiednie impedancje zwarciowe i straty mocy.

Odchylenia standardowe dla impedancji zwarciowej

• Dwa niezależne uzwojenia lub pierwsza para w transformatorze wielouzwojeniowym:
  1. Główne odczepy: ±7,5% jeśli impedancja ≥10%, ±10% jeśli impedancja <10%
  2. Inne odczepy: ±10% jeśli impedancja ≥10%, ±15% jeśli impedancja <10%
• Uzwojenia autotransformatora lub druga para w transformatorze wielouzwojeniowym:
  1. Główne odczepy: ±10%
  2. Inne odczepy: ±15%
• Inne pary uzwojeń:
  1. ±15% (dodatnie odchylenie może być zwiększone za zgodą)

Metoda pomiaru

• Dla transformatorów trójfazowych należy stosować prąd znamionowy z uzwojenia wysokiego napięcia, krótkozwarcając odpowiednio uzwojenia niskiego i średniego napięcia.
• Użyj uzwojenia średniego napięcia do zasilania uzwojenia niskiego napięcia i krótkozwarcz je.

Instrumenty testowe

• Woltomierz
• Amperomierz
• Watomierz
• Analizator mocy
• System pomiarowy TMS580

Wzory obliczeniowe

 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: Mierzona strata obciążeniowa przy t°C (W)
• ∑I²Rt: Strata oporu przy t°C (W)
• PFt: Dodatkowa strata przy t°C (W)
• Pk75: Strata obciążeniowa przy 75°C (W)
• SN: Nominalna pojemność (kVA)
• uk75: Impedancja zwarciowa przy 75°C (%)

Uwagi:

• Dla produktów testowych o wysokiej impedancji, podłącz amperomierz (transformator prądowy) za woltomierzem (transformator napięciowy).
• Dla produktów testowych o niskiej impedancji, podłącz amperomierz (transformator prądowy) przed woltomierzem (transformator napięciowy), aby zminimalizować wpływ.
• W testach obciążeniowych dużych transformatorów, zapewnij dokładność w doborze transformatora i korekcie strat pomiarowych z powodu niskiego współczynnika mocy.
• Podczas obliczania impedancji, określ zarówno procent impedancji zwarciowej, jak i wartość ohmową impedancji każdej fazy. Dla połączeń delta, impedancja fazowa powinna odnosić się do równoważnego połączenia gwiazdowego, a nie do wewnętrznej impedancji fazy.

Postępując zgodnie z tymi krokami i rozważaniami, można osiągnąć dokładny pomiar strat obciążeniowych i impedancji zwarciowej w transformatorach, zapewniając niezawodne działanie i zgodność z normami.

Więcej zasobów

Wpływ impedancji na projektowanie transformatorów

Straty w transformatorze: Ostateczny przewodnik po najczęściej zadawanych pytaniach

Sprawność transformatora: Ostateczny przewodnik po najczęściej zadawanych pytaniach

CSA C802 dla minimalnych wartości sprawności dla transformatorów mocy