Lastverlusttest eines Transformators bei FAT: Messung, Temperaturkorrektur und Angebotsvergleich

Zisheng Electric überprüft garantierte Transformatorverluste im Rahmen der Designfreigabe, da eine Verlustzahl nicht nur eine Effizienzzahl ist. Dies wirkt sich auf Betriebskosten, Temperaturanstieg, Kühlauswahl, Angebotsbewertung und die bei der Werksabnahmeprüfung erforderlichen Nachweise aus. Eine ordnungsgemäß geplante Lastverlustprüfung des Transformators ermöglicht dem Käufer einen vertretbaren Vergleich zwischen dem garantierten Zeitplan und der fertigen Einheit. Ein schlecht kontrollierter Test kann zu einer Zahl führen, die präzise aussieht, aber Temperatur-, Hahnpositions- oder Messfehler verbirgt.

Öltransformator bereit für elektrische Leistungsprüfungen vor der Projektauslieferung.

Warum der Transformator-Lastverlusttest für einen Käufer wichtig ist

Der Lastverlusttest bestimmt die von einem Transformator aufgenommene Leistung, wenn unter Kurzschlusstestbedingungen Nennstrom durch die Wicklungen fließt. Das Messergebnis enthält den Wicklungswiderstandsanteil und zusätzliche Streuverluste, die durch Streufluss in Leitern, Strukturteilen, Tankwänden, Klemmen und anderen metallischen Bauteilen verursacht werden. Es handelt sich also um eine Kontrolle, die über die Kupfermenge hinausgeht. Es spiegelt auch die Wicklungsgeometrie, die Leitervertauschung, die Verbindungsqualität und die Kontrolle des Streuflusses während der Konstruktion wider.

Für einen EPC-Auftragnehmer beeinflusst das Ergebnis drei Entscheidungen. Der erste Faktor sind die Energiekosten über die gesamte Lebensdauer. Der Lastverlust steigt ungefähr mit dem Quadrat des Stroms, sodass ein Gerät, das über längere Zeiträume unter hoher Belastung betrieben wird, erhebliche Kosteneinbußen verursachen kann. Der zweite Punkt ist die thermische Leistung. Der für den Temperaturanstiegstest verwendete Verlust muss mit der vereinbarten Verlustleistung übereinstimmen. Der dritte Punkt ist die Vertragserfüllung. Sind in der Ausschreibung garantierte Verluste enthalten, muss der Prüfbericht es dem Eigentümer ermöglichen, den korrigierten Messwert mit der Garantie auf gleicher Grundlage zu vergleichen.

Ein häufiger Beschaffungsfehler besteht darin, den gemessenen Wert eines Herstellers bei der Testtemperatur mit dem garantierten Wert eines anderen Herstellers bei einer Referenztemperatur zu vergleichen. Das sind keine gleichwertigen Zahlen. Bei der Überprüfung müssen die Referenztemperatur, die Hauptanzapfung, die Nennfrequenz, das Wicklungsmaterial und die anwendbare Toleranz bestätigt werden, bevor das Ergebnis beurteilt wird.

Was die Testschaltung tatsächlich misst

Während des Tests wird eine Wicklung kurzgeschlossen und an die andere Wicklung wird ausreichend Spannung angelegt, um den angegebenen Strom fließen zu lassen. Die angelegte Spannung beträgt nur einen Bruchteil der Nennspannung, aber der Strom liegt auf oder nahe dem vertraglichen Testwert. Leistungsanalysatoren messen Spannung, Strom und Eingangsleistung. Die Eingangsleistung stellt nach Berücksichtigung von Instrumenten- und Anschlussüberlegungen den Verlust unter Testbedingungen dar.

Die gleiche Testanordnung liefert normalerweise Informationen zur Kurzschlussimpedanz. Das bedeutet nicht, dass die beiden Werte als ein Punkt betrachtet werden sollten. Die Impedanz ist ein Systemdesignparameter, der Fehlerstrom, Spannungsregelung und Parallelbetrieb beeinflusst. Der Lastverlust ist ein energetischer und thermischer Parameter. Ein Gerät kann die Impedanzgarantie erfüllen, die Lastverlustgarantie jedoch nicht erfüllen, oder umgekehrt.

Bei Zisheng Electric überprüfen wir normalerweise die genehmigten Wicklungsdaten, die Anzapfungsposition, das Leitermaterial und den erwarteten Widerstand, bevor wir den Teststromkreis unter Spannung setzen. Wenn das gemessene Phasenmuster nicht mit der Entwurfsberechnung übereinstimmt, besteht die richtige Reaktion nicht darin, die Messwerte zu mitteln und fortzufahren. Anschlüsse, Instrumente und Wicklungswiderstandsdaten sollten überprüft werden, während das Gerät noch für Untersuchungen zur Verfügung steht.

Testverbindungen und Gerätebereiche sollten überprüft werden, bevor das Lastverlustergebnis aufgezeichnet wird.

Die Temperaturkorrektur kann nicht als Fußnote behandelt werden

Der Wicklungswiderstand ändert sich mit der Temperatur. Der gemessene Lastverlust muss daher vor der Korrektur auf die vertragliche Referenztemperatur konzeptionell in seine Widerstands- und Streukomponenten zerlegt werden. Bei Kupferwicklungen steigt der Widerstand mit steigender Temperatur. Die Streukomponente folgt einem anderen Temperaturverhältnis. Die Anwendung eines einfachen Multiplikators auf die insgesamt gemessene Wattzahl kann das korrigierte Ergebnis verfälschen.

Im Prüfbericht sollten die gemessene Wicklungstemperatur, die Art und Weise, wie diese Temperatur ermittelt wurde, der bei der Berechnung verwendete gemessene Widerstand und die Referenztemperatur angegeben werden. Wenn der Transformator gerade einen weiteren elektrischen Test abgeschlossen hat oder in einer wechselnden Umgebung gestanden hat, muss Zeit für eine stabile und repräsentative Widerstandsmessung eingeplant werden. Das Erraten der Wicklungstemperatur anhand der Raumtemperatur ist kein akzeptabler Ersatz für aufgezeichnete Daten.

Trennen Sie den Wicklungsverlust vom Streulastverlust

Die Widerstandskomponente

Die Widerstandskomponente wird aus dem gemessenen Wicklungswiderstand und dem gemessenen Strom abgeleitet. Die Konsistenz des Phasenwiderstands verdient Aufmerksamkeit, da ein abnormaler Unterschied auf eine schlechte Verbindung, einen falschen Anschluss, ein Problem mit dem Stufenschalterkontakt oder ein Temperaturungleichgewicht hinweisen kann. Bei der Wicklungsanordnung und der Leitungslänge sind geringfügige Unterschiede zu erwarten, die technische Erklärung sollte jedoch in den Aufzeichnungen sichtbar sein und nicht vermutet werden.

Die Streukomponente

Der Streulastverlust ist der Rest, nachdem die Widerstandskomponente vom gesamten gemessenen Lastverlust abgezogen wurde. Es wird durch den Streufluss beeinflusst, der durch Wicklungen und Metallstrukturen fließt. Höhere Streuverluste als erwartet können auf Wirbeleffekte im Leiter, unzureichende Umsetzung, Probleme mit der magnetischen Abschirmung oder ein lokales strukturelles Erwärmungsrisiko hinweisen. Es sollte nicht einfach deshalb abgelehnt werden, weil das Gesamtergebnis innerhalb einer breiten Toleranz bleibt.

Diese Unterscheidung ist insbesondere beim Vergleich des Prüfergebnisses mit der Bemessungsrechnung sinnvoll. Wenn der Gleichstromwiderstand weitgehend übereinstimmt, der Gesamtlastverlust jedoch hoch ist, sollte sich die Überprüfung auf Streueffekte und die Messqualität konzentrieren. Wenn der Widerstandsanteil hoch ist, werden zunächst die Leiterabmessungen, die mittlere Windungslänge, die Verbindungen und die tatsächliche Wicklungstemperatur überprüft.

Messqualität bei niedrigem Leistungsfaktor

Die zum Zirkulieren des Nennstroms erforderliche Spannung ist relativ niedrig, während die Blindleistung im Prüfstromkreis hoch sein kann. Der Leistungsfaktor kann daher niedrig sein. Unter diesen Bedingungen können kleine Phasenwinkelfehler in Messwandlern oder Wandlern zu einem spürbaren Fehler bei der gemessenen Wattleistung führen. Ein Analysator mit ausreichender Leistungsgenauigkeit für den erwarteten Leistungsfaktor ist wichtiger als eine Anzeige mit vielen Ziffern.

Messleitungen sollten einheitlich angeordnet sein und nach Möglichkeit von starken Leckfeldern ferngehalten werden. Stromwandler und Spannungswandler müssen innerhalb ihrer entsprechenden Bereiche arbeiten. Verhältniseinstellungen, Polarität und Kanalzuordnungen sollten vor dem aufgezeichneten Lauf unabhängig überprüft werden. Ein stabiles Drei-Phasen-Ergebnis ist vorzuziehen; Bei der Verwendung von einphasigen Methoden sollte der Bericht den Ablauf und die Berechnung klar beschreiben.

Die offizielle IEC-Beschreibung identifiziert IEC 60076-1 als allgemeine Norm für Leistungstransformatoren, einschließlich allgemeiner Anforderungen für die Prüfung und Spezifikation von Transformatoren. Die Projektspezifikation bleibt das Vertragsdokument, daher sollten im Testplan die entsprechende Ausgabe und etwaige käuferspezifische Anforderungen angegeben werden. Siehe die Offizielle Veröffentlichungsseite der IEC 60076-1 für den Geltungsbereich der Norm.

So vergleichen Sie FAT-Ergebnisse mit dem technischen Angebot

Das unterschriebene Datenblatt sollte auf der Testfläche liegen. Der Vergleich mit einem Wert, der aus einem früheren Angebot kopiert wurde, ist riskant, da sich das endgültige Design möglicherweise geändert hat, nachdem Spannungsverhältnis, Impedanz, Abzweigbereich oder Zubehöranforderungen eingefroren wurden. Auch die Garantiegrundlage muss klar sein: Einzellastverlust, Gesamtverluste, Kapitalisierungsformel, Kapitalisierungswährung und ggf. geltende Toleranz.

Bei der Bewertung der Energiekosten sollte das erwartete Lastprofil des Eigentümers berücksichtigt werden und nicht nur die Nennlast. Bei einem Transformator, der nur einen Bruchteil der Nennlast trägt, folgt der Lastverlustbeitrag dem Quadrat dieses Lastfaktors. Eine Anlage mit einer hohen kontinuierlichen Grundlast bewertet niedrige Lastverluste anders als ein Standby- oder saisonal belasteter Transformator. Bei der kommerziellen Bewertung sollte daher der Kaufpreis von den bewerteten Lebenszeitkosten unterschieden werden.

Der Verlustvergleich muss auch mit dem ausgewählten Spannungsniveau und der Netzlast übereinstimmen. Die technischen Kompromisse werden in unserem Leitfaden zu ausführlicher besprochen Auswahl des 13,8-kV- oder 34,5-kV-Transformators . Informationen zu den Ausstattungsoptionen finden Sie im Öltransformator-Reihe und die 132-kV-138-kV-Leistungstransformatorkonfiguration.

Konstruktionsdaten, genehmigte Zeichnungen und der garantierte Verlustplan sollten während der FAT-Überprüfung verfügbar sein.

FAT-Witness-Checkliste für Lastverlust und Impedanz

Wenn ein Ergebnis höher ist als erwartet

Ein hohes Ergebnis sollte eine strukturierte Überprüfung auslösen. Beginnen Sie mit dem Teststrom, der Stufenposition, dem Wicklungswiderstand, der Temperatur und der Gerätekonfiguration. Stellen Sie sicher, dass die temporären Kurzschlussverbindungen dicht sind und dass die gemessenen Phasenwerte physikalisch konsistent sind. Wenn das Ergebnis nach wiederholbaren Messungen weiterhin hoch bleibt, vergleichen Sie Widerstandsverlust und Streuverlust separat mit den Designwerten.

Eine Wiederholung des Tests, ohne etwas zu ändern oder zu dokumentieren, führt nicht zu besseren Beweisen. Die Wiederholung sollte einen angegebenen Grund haben: korrigierter Gerätebereich, stabilisierte Wicklungstemperatur, reparierte Verbindung oder verifizierte Analyseeinrichtung. Sowohl die Original- als auch die Wiederholungsdaten sollten im FAT-Datensatz nachvollziehbar bleiben, wenn sie Teil der Untersuchung sind.

Auch ein unerwartet niedriger Wert verdient Aufmerksamkeit. Dies kann auf einen Strom unterhalb des vorgesehenen Werts, eine falsche Skalierung, fehlende Phasenkanäle oder einen Berechnungsfehler zurückzuführen sein. Die Annahme sollte auf einer glaubwürdigen Messung basieren und nicht nur darauf, ob die Zahl die Garantie unterschreitet.

Verlustleistung, thermisches Design und Betriebstemperatur müssen als eine technische Kette betrachtet werden.

Dokumente, die das Werk verlassen sollten

Das endgültige Paket sollte das genehmigte Testverfahren, eine Instrumentenliste und Kalibrierungsreferenzen, Rohmessblätter, Widerstandsaufzeichnungen, Temperaturdaten, Korrekturberechnungen, endgültige Lastverlust- und Impedanzergebnisse, einen Garantievergleich und gegebenenfalls eine unterschriebene Zeugenseite enthalten. Wenn eine Abweichung untersucht wurde, sollte die Lösung einbezogen und nicht in der informellen Korrespondenz belassen werden.

Der Lastverlustbericht unterstützt auch die spätere thermische und betriebliche Überprüfung. Der Zusammenhang zwischen Verlusten und Wärmeabfuhr wird in unserem behandelt FAT-Leitfaden für den Temperaturanstieg des Transformators . Indem beide Berichte auf demselben Design und derselben Referenzbasis gehalten werden, wird ein häufiges Übergabeproblem vermieden: Ein Dokument verwendet garantierte Verluste, während ein anderes stillschweigend gemessene Verluste verwendet.

Technische Unterstützung für die Überprüfung der Transformatorverluste

Ein zuverlässiger Lastverlusttest eines Transformators beginnt mit einem eingefrorenen technischen Zeitplan und endet mit nachvollziehbaren Berechnungen, nicht mit einer einzigen Wattzahl. Zisheng Electric kann ölgefüllte Verteilungstransformatoren und Leistungstransformatoren mit Entwurfsprüfung, Fertigungsaufzeichnungen und FAT-Dokumentation unterstützen, die auf die Projektspezifikation abgestimmt sind.

Senden Sie das Transformatordatenblatt, den garantierten Verlustplan, das Spannungsverhältnis, den Anzapfbereich, die Impedanzanforderung, das Lastprofil und die FAT-Spezifikation. Zisheng Electric kann eine technische Anpassung basierend auf der Projektkapazität, dem Spannungsniveau, den Umgebungsbedingungen und den technischen Spezifikationen bereitstellen. Unser Engineering-Team prüft die Anforderungen und gibt innerhalb von 24 Stunden eine erste Antwort auf Projektanfragen.