Transformator-Lastverlusttest und Temperaturkorrektur: Ein vollständiger technischer Leitfaden

Der Lastverlusttest -, auch Kurzschlusstest - genannt, misst den Wicklungskupferverlust und den Streuverlust eines Leistungstransformators. Im Gegensatz zum Leerlauftest ist der Lastverlust stark temperaturabhängig. Um die Ergebnisse mit Typenschildwerten oder Standards zu vergleichen, müssen Sie den gemessenen Verlust auf eine Referenztemperatur korrigieren.

In dieser Anleitung wird erläutert, wie der Test durchgeführt wird, welche Parameter eingegeben werden müssen und wie die Temperaturkorrektur funktioniert.

Was ist der Lastverlusttest?

Bei einem Lastverlusttest wird eine Wicklung kurzgeschlossen und an die andere Wicklung wird eine reduzierte Spannung angelegt, bis der Nennstrom fließt. Die unter dieser Bedingung gemessene Leistung entspricht dem Lastverlust -, hauptsächlich dem I²R-Verlust in den Wicklungen plus Streuverlusten in Strukturteilen.

Schlüsselparameter:

Gemessener Lastverlust (P)- Wirkleistung bei gemessenem Strom und gemessener Temperatur

Kurzschlussimpedanzspannung (Zk)- die Spannung, die zum Antrieb des Nennstroms erforderlich ist

Leistungsfaktor (cos φ)- typischerweise höher als im Leerlauftest-

Verkabelungsmethoden

Genau wie der No-Load-Test unterstützt der Load-Test Folgendes:

Drei-Wattmeter-Methode- für drei-Phasen-Vier--Leitersysteme

Zwei-Wattmeter-Methode- für Drei--Phasen-Drei---Leitersysteme (am häufigsten)

Einzel-Wattmeter-Methode- für einphasige-Transformatoren

Für den Belastungstest muss die nicht-geprüfte Wicklung mit schweren, nieder-Widerstands-Kupferschienen kurz-geschlossen werden. Der Kurzschluss-Verbindungswiderstand und der Kontaktwiderstand müssen im Vergleich zum Transformatorwicklungswiderstand vernachlässigbar sein.

Test-Setup-Parameter

Geben Sie beim Einrichten eines Lasttests auf dem MOEORW-WBT43 die folgenden Parameter ein:

Parameter	Bedeutung
Verkabelungsmethode	Drei-Watt / zwei-Watt / einzelnes-Watt
PT-Verhältnis / CT-Verhältnis	Externe Transformatorverhältnisse (1, wenn keine)
Nennspannung	Hoch-Nennspannung
Prüfstrom	Der Strom, bei dem Daten gesperrt werden sollen
Nennstrom bei niedriger-Spannung	Zur Datenkorrektur
Nennkapazität	Nennleistung des Transformators
Nennspannung	Hoch-Nennspannung
Hoher -Spannungswicklungswiderstand	Durchschnittlicher Leitungswiderstand der HV-Wicklung
Niederspannungswicklungswiderstand	Durchschnittlicher Leitungswiderstand der Niederspannungswicklung
Testtemperatur	Die tatsächliche Temperatur der Wicklungen während des Tests
Referenztemperatur	Die Temperatur, auf die der Lastverlust korrigiert werden soll (normalerweise 75 Grad oder 120 Grad, je nach Standard)

Warum eine Temperaturkorrektur notwendig ist

Der Wicklungswiderstand ändert sich mit der Temperatur. Der Kupferwiderstand steigt um etwa 0,4 % pro Grad. Da der Lastverlust durch den I²R-Verlust dominiert wird, ist der gemessene Verlust bei Raumtemperatur (20–30 Grad) niedriger als der auf dem Typenschild angegebene Wert bei 75 Grad (für trockene --Ausführung) oder 120 Grad (für in Öl eingetauchte --Typen).

Normen verlangen, dass der Lastverlust bei einer Referenztemperatur gemeldet wird. Wenn Sie keine Korrektur vornehmen, wird in Ihrem Testbericht im Vergleich zum Typenschild „geringer Verlust“ angezeigt, was wie ein Fehler aussieht.

Wie das Instrument Lastverluste korrigiert

Der MOEORW-WBT43 verwendet die eingegebenen Wicklungswiderstände und Temperaturen, um zwei Berechnungen durchzuführen:

1. Temperatur-Korrigierter Lastverlust

Das Instrument unterteilt den gemessenen Verlust in:

I²R-Verlust- proportional zum Wicklungswiderstand (temperatur-abhängig)

Streuverlust- unabhängig von der Temperatur angenommen (oder je nach Norm mit einem anderen Temperaturkoeffizienten)

Anschließend korrigiert es die I²R-Komponente von der Testtemperatur auf die Referenztemperatur.

2. Korrigierte Kurzschlussimpedanz (Zk)

Die Kurzschlussimpedanz wird ebenfalls auf die Referenztemperatur korrigiert:

Zk=√[Zkt² + (Pkt / (10 × Sr))² + (Kt² − 1)]

Wo:

Zkt ist die gemessene Impedanz bei Prüftemperatur

Pkt ist der gemessene Lastverlust bei Testtemperatur

Sr ist die Nennkapazität des Transformators

Kt ist der Temperaturkorrekturfaktor

Das Ergebnis ist die Kurzschlussimpedanz bei der Referenztemperatur, auf die sich der Wert auf dem Typenschild bezieht.

Testverfahren

Schließen-schließen Sie die nicht-geprüfte Wicklung mit dicken Kupferstäben kurz.

Erden Sie den Transformatorkessel und das Instrument.

Geben Sie alle oben aufgeführten Parameter ein, einschließlich Wicklungswiderstände und Temperaturen.

Erhöhen Sie den Ausgangsstrom des Reglers schrittweise.

Wenn der durchschnittliche Strom den eingestellten Teststrom erreicht, sperrt das Instrument die Daten automatisch mit einem Summeralarm.

Notieren Sie den korrigierten Verlust und die korrigierte Impedanz.

Häufige Fallstricke

1. Der Wicklungswiderstand wird vor dem Belastungstest nicht gemessen

Für die Temperaturkorrektur benötigen Sie die Wicklungswiderstandswerte. Messen Sie zuerst den DC-Wicklungswiderstand (mit einem separaten DC-Widerstandstester) und geben Sie diese Werte dann in das Lasttest-Setup ein.

2. Falsche Testtemperatur

Die Prüftemperatur sollte die tatsächliche Wicklungstemperatur sein, nicht die Umgebungslufttemperatur. Wenn der Transformator im Prüffeld stand, lassen Sie genügend Zeit, damit sich die Wicklungstemperatur stabilisiert und an die Umgebungstemperatur anpasst.

3. Unzureichende Kurzschlussverbindungen

Wenn die Kurzschlussschienen einen erheblichen Widerstand aufweisen, fügen sie der Messung einen zusätzlichen I²R-Verlust hinzu, wodurch der gemessene Lastverlust höher erscheint, als er tatsächlich ist. Verwenden Sie dicke Kupferschienen und reinigen Sie alle Kontaktflächen.

4. Verwechslung der Nennwerte für hohe-Spannung und niedrige-Spannung

Der Belastungstest wird typischerweise auf der Hochspannungsseite durchgeführt (Einspeisung des Nennstroms durch die HV-Wicklung). Stellen Sie sicher, dass Sie die HV-Nennspannung und den HV-Nennstrom korrekt eingeben.