Введение в тест
Потери без нагрузки очень сильно связаны с эксплуатационными характеристиками трансформатора. Пока работает трансформатор, эти потери возникают. По этой причине потери нагрузки не очень важны для операционной экономики. Потери на холостом ходу также используются в тесте на нагрев.
Измерения потерь и тока без нагрузки для трансформатора производятся, когда одна из обмоток (как правило, обмотка HV) остается открытой, а другая обмотка подается с номинальным напряжением и частотой.
Трансформаторный рутинный тест - измерение потери и тока без нагрузки (на фото: силовой трансформатор - BEST)
Во время этого испытания измеряются ток холостого хода (Io) и потери без нагрузки (Po).
Измеренные потери сильно зависят от формы и частоты приложенного напряжения. По этой причине волновая форма напряжения должна быть очень синусоидальной и с номинальной частотой.
Обычно измерения производятся, когда напряжение питания увеличивается с равными интервалами от 90% до 115% от номинального напряжения трансформатора (Un), и таким образом можно также найти значения при номинальном напряжении.
Потери и токи без нагрузки
Потери без нагрузки трансформатора сгруппированы по трем основным темам:
- Потери железа в ядре трансформатора,
- Диэлектрические потери на изоляционном материале и
- Потери меди из-за тока холостого хода.
Последние два из них очень малы по стоимости и могут быть проигнорированы.
Таким образом, учитываются только потери железа при определении потерь без нагрузки.
Измерительная схема и измерение
Схема подключения для измерения потерь холостого хода
В целом согласно стандартам, если разница между эффективным значением (U) и средним значением напряжения питания (U) составляет менее 3%, форма волны считается подходящей для измерений.
Если напряжение питания отличается от синусоиды, измеренные потери без нагрузки должны быть скорректированы путем расчета. В этом случае эффективное (среднеквадратичное) значение и среднее (среднее) значение напряжения различны. Если показания обоих вольтметров равны, нет необходимости в коррекции.
Во время измерений напряжение питания U 'подается на трансформатор с помощью вольтметра среднего значения. Таким образом, предусмотрена предусмотренная индукция, и в результате этого потери гистерезиса измеряются правильно. Потери вихревых токов должны быть скорректированы в соответствии с приведенным ниже уравнением.
P m = P 0 · (P 1 + k · P 2)
P m: Измеренные потери
P 0: потери при отсутствии нагрузки, когда напряжение является синусоидальным
Здесь: P 0 = P h + P E = k 1 · f + k 2 · f 2
k = (U / U ') 2
P 1: Коэффициент потерь гистерезиса при суммарном расходе (P h) = k 1 · f
P 2: Коэффициент вихревых потерь в общих потерях (P E) = k 2 · f 2
При 50 Гц и 60 Гц в холодно-ориентированной листовой стали P 1 = P 2 =% 50. Таким образом, потеря P 0 без нагрузки становится:
P o = P m / (P 1 + k · P 2), где P 1 = P 2 = 0, 5
Согласно МЭК 60076-1: P m = P 0 · (1 + d), где d = ((U '- U) / U')
При измерении потерь без нагрузки измеряется также эффективное значение тока без нагрузки трансформатора. В общем случае в трехфазных трансформаторах оценка производится в соответствии со средним значением трех фазных токов.
Перед измерениями без нагрузки трансформатор мог быть намагничен постоянным током и его компонентами (измерение сопротивления или импульсные испытания).
По этой причине ядро должно размагничиваться. Для этого в течение определенного времени оно должно быть задано значением напряжения (увеличивающимся и уменьшающимся между максимальным и минимальным значениями напряжения в течение нескольких минут) выше номинального напряжения, а затем измерения могут быть сделаны.
Токи без нагрузки не являются ни симметричными, ни одинаковой амплитудой в трехфазных трансформаторах. Фазовые углы между напряжениями и токами могут быть разными для каждой из трех фаз.
По этой причине показания ваттметра на каждой из трех фаз могут быть не равными. Иногда одним из значений ваттметра может быть 0 (ноль) или отрицательный (-).
Ресурс: Трансформаторные тесты - BEST Transformers