Test en circuit ouvert des transformateurs

Configuration d'un transformateur de test sans charge

Afin de garantir une efficacité plus élevée et un minimum de pertes de puissance, les transformateurs sont testés avant la production en série afin d'évaluer si ils sont adaptés pour leurs applications prévues (test de type) et encore après la fabrication afin de confirmer leurs qualité, fiabilité et conformité avec les exigences réglementaires et normatives applicables (test d’acceptante).

Tout d'abord, le test des pertes sans charge mesure les pertes métalliques dans un transformateur de puissance lors du fonctionnement dans des conditions réalistes sans aucune charge connectée. L'analyseur de puissance est connecté au primaire et à la haute tension du transformateur, tandis que le secondaire reste ouvert. C'est pourquoi le test de pertes sans charge est également référencé au test en circuit ouvert. Une mesure précise des pertes métalliques du transformateur est une partie fondamentale de chaque test de type et acceptation.

Pertes métalliques vs. pertes cuivre : Test du transformateur en court-circuit

Après le test sans charge, un test en court-circuit respecte une approche inverse afin d'obtenir une mesure des pertes cuivre du transformateur. Le primaire du transformateur de puissance est connecté à l'analyseur de puissance, tandis que le secondaire (toutes phases) est court-circuité.

En savoir plus à propos de la procédure de test du transformateur en court-circuit.

Mesure du courant sans charge, de la puissance corrigée et des pertes métalliques dans les tests de transformateur de puissance

Les pertes sans charge sont approximativement constante et se produisent si un transformateur de puissance est alimenté. Afin de quantifier ces pertes, un test multivoies capture ce qui suit dans une simple configuration de mesure, pour chaque phase et le système entier :

• Puissance : Une mesure de pertes et de puissance active détermine les pertes métalliques du transformateur.
• Courant : Une mesure de courant de magnétisation caractérise le courant nécessaire afin de construire et maintenir le flux magnétique dans le noyau.
• Tension : Les conditions de test sont vérifiées dans un fonctionnement à tension nominale.
• Fréquence : La fréquence au point de fonctionnement du test est mesurée afin de permettre la détermination de la puissance corrigée, prenant en compte les influences de l'environnement de test.

Raisons d'une mesure de pertes métalliques

Les pertes de noyau séparée mesurées au cours d'un test en circuit ouvert peuvent principalement être attribuées aux pertes d'hystérésis et aux pertes de courant de Foucault :

• Les pertes d'hystérésis sont causées par la friction magnétique générant de la chaleur lorsque le courant alternatif inverse la direction, magnétisant et démagnétisant répétitivement le noyau. Un noyau en acier inférieur avec un hystérésis accrue peut augmenter les pertes de puissance. Un acier électrique haute performance indique une résistivité électrique supérieure, une perméabilité magnétique plus élevée et des pertes de noyau plus faibles. La conception principale et la fréquence de l'alimentation en courant alternatif peuvent également affecter les pertes d'hystérésis.
• Les pertes de courant de Foucault sont causées par des courants circulant induis dans les strates du noyau générant de la chaleur. Les strates épaisses augmentent les pertes de courant de Foucault, alors que les strates étroites réduisent les pertes de puissance. L'isolement entre les strates devraient être adaptées, et les parties d'isolement endommagées doivent être éliminées pour une performance optimale. Un trajet du flux optimisé améliore également l'efficacité magnétique et permet de minimiser les pertes métalliques.

Défis dans le test du transformateur sans charge

La technologie du transformateur est en évolution constante et les réglementations correspondantes sont mises à jour régulièrement. Lors du test des transformateurs en circuit ouvert, les fabricants et les laboratoires de test sont confrontés à une série de défis :

• Acquisition de tous les paramètres électriques requis pour un test avancé : La puissance, le courant, la tension et la fréquence devraient idéalement être capturés par un instrument haut de gamme précis et multivoies dans une seule configuration de mesure.
• La conformité avec les normes de la Commission électrotechnique internationale (par exemple, IEC 60076) : La série de normes internationales pour les transformateurs de puissance spécifie des méthodes de mesure, des règles et des tolérances auxquelles le test de transformateur doit adhérer.
• Précision de la mesure du facteur de puissance faible (précision d'amplitude et précision de phase) : Un faible courant et un faible facteur de puissance au cours d'un test sans charge amplifient l'influence des tolérances d’erreur et par conséquent nécessitent une précision d'instrument élevée.
• Mesure de puissance corrigée : Les valeurs de mesure normalisées et comparables doivent compter pour les influences de l'environnement de test, ainsi que les déviations des conditions d'alimentation nominale.
• Export des données compatibles et documentation du test conforme à l'audit : Les paramètres mesurés doivent être stockés, traités et exportés à des formats traçables compatibles avec des applications tierces et des rapports.

Notre solution de mesure de puissance pour le test sans charge du transformateur

L'analyseur de puissance de précision LMG671, avec ses voies de courant type S, délivre un test précis et efficace sur la séquence de test du transformateur. Au cours des tests en circuit ouvert (sans charge), lorsque le facteur de puissance est faible, il maintien la précision de mesure. Au cours des tests en court-circuit, où les courants sont élevés, il maintien la précision à puissance élevée – le tout sans avoir besoin d'échanger une capacité pour une autre.

Le LMG671 combine les fonctionnalités obligatoires et les capacités d'analyse d'un mesureur de puissance de précision, un oscilloscope, un multimètre numérique et un enregistreur de données – le tout dans un seul instrument. Il s'agit d'un analyseur de puissance multifonctionnel qui fournit une mesure multivoies flexible et délivre des données conformes aux normes.

• Connectivité complète : Jusqu'à sept emplacements pouvant être équipés avec des voies de mesure de puissance et / ou des interfaces de signaux de processus (PSI) afin de mesurer la puissance de toutes les phases
• Signaux de capteur supplémentaires : Une intégration PSI pour la collecte des signaux analogiques et / ou numériques pertinents au point de fonctionnement, tels que les conditions ambiantes et conditions de l'unité sous test incluant la température, l'humidité et la vibration
• Mesure précise du facteur de puissance faible : Ajustement de la synchronisation interne au niveau de la nanoseconde entre les entrées de mesure de tension et de courant sur toutes les voies pour des mesures de puissance sans ambiguïtés et très précises même à des facteurs de puissance très faibles inférieurs à ≤ 0,001
• Tolérances de la mesure de puissance : Couverture complète de la gamme du facteur de puissance de PF = 0 à 1, évitant les termes d'erreurs complexes ou les composantes d'erreurs masquées qui peuvent sinon augmenter avec des conditions de facteur de puissance faible
• Menu de mesure orienté application personnalisable : Aperçus complets avec des menus de mesure personnalisés qui consolident toutes les qualités de mesure disponibles numériquement ou visuellement
• Calcul intégré étoile / Delta : Conversion précise de tension Delta / étoile, fournissant des puissances de phase individuelles correctes via l'option logicielle L6-OPT-SDC.
• Normalisation : Résultats de test précis, fiables et comparables en conformité avec la norme IEC 60076