Transformatör Yükte Kayıp (Pk) Optimizasyonu: CTC İletkenler ve Kaçak Kayıplar

I²R omik kayıplar, sargı içi fuko akımı kayıpları (Pwe), gövde ve kazan kaçak kayıpları (Pws), CTC iletkenler ve 75°C/120°C sıcaklık düzeltme formülleri.

1. IEC 60076-1 uyarınca yük kaybının bileşenleri

Anma akımındaki toplam yük kaybı (Pk), DC omik direnç kayıpları ile kaçak kayıplardan oluşur:

Pk = Pdc + Pstray = I2 Rdc + Pwe + Pws

Kayıp bileşenlerinin ayrımı:

  • Pdc: Bakır veya alüminyum iletkenlerdeki doğru akım I2 R direnç kaybı.
  • Pwe: Enine kaçak manyetik alanların yol açtığı, sargı iletkenlerinin içindeki girdap akımı kayıpları.
  • Pws: Yapısal bileşenlerdeki (sıkıştırma kirişleri, gergi çubukları, nüve çerçeveleri ve tank duvarları) kaçak kayıplar.

2. Sargı girdap akımı kayıplarının matematiksel ifadesi

Kaçak akı yoğunluğu By'ye dik yöndeki kalınlığı h olan bir iletken için:

Pwe ≈ (m · ω2 · By2 · h2) / (24 · ρ) [W]

Pwe, h2 ile orantılı olduğundan, tek parça katı iletkenlerin ayrı ayrı yalıtılmış emaye tellere bölünmüş Sürekli Transpoze İletkenlerle (CTC) değiştirilmesi sargı girdap akımı kayıplarını 80%'ye kadar azaltır.

3. IEC 60076-1 uyarınca referans sıcaklık düzeltmesi

Deney sıcaklığı Ttest'te ölçülen kayıplar, referans sıcaklık Tref'e dönüştürülür (sıvı yalıtkanlı transformatörlerde 75°C, kuru tip Class F/H için 120°C / 145°C):

Pk(Tref) = Pdc(Ttest) · (235 + Tref) / (235 + Ttest) + Pstray(Ttest) · (235 + Ttest) / (235 + Tref) [for Copper]

4. Uygulamaya yönelik mühendislik ilkeleri

  • Büyük güç transformatörlerinde (>10 MVA), tank iç çevresine yerleştirilen manyetik bakır veya alüminyum ekranlama plakaları kaçak akı yoğunlaşmalarını bastırır.

*Referans: IEC 60076-1:2011; IEEE Std C57.12.00-2021.*