변압기 테스트를 위한 로데슈바르즈 무부하 측정 솔루션

변압기 개방 회로 테스트

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변압기 개방 회로 테스트 솔루션

잘 설계된 변압기는 전력 손실을 최소화하면서 전기에너지를 효율적으로 전달합니다. 전력망 장비용 고효율 전력 변압기는 배전망 전반의 에너지 수요와 이에 따른 배출량을 줄여줍니다. 에너지 전환으로 인해 계통으로 유입되는 변동성 재생 에너지의 양이 늘어남에 따라, 증가하는 전력 수요는 추가적인 부담을 가합니다. 따라서 전력 변압기는 전체 에너지 인프라의 안정성을 유지하는 데 핵심적입니다. 승인 시험 및 인수 시험에서는 최적의 기능, 최소 전력 손실, 규제 요건 충족 여부를 확인하고 검증하기 위해 전기 관련 파라미터를 측정합니다.

일반적으로 변압기는 전압 레벨을 승압 또는 강압하면서 회로 간 전기에너지를 전달하는 수동 전기 장치입니다. 예를 들어, 대용량 부하(예: 데이터 센터)를 전력망에 연결하는 배전 변압기를 들 수 있습니다. 통전된 변압기는 연결된 부하 없이 작동할 때에도 지속적으로 전력 손실이 발생합니다.

이러한 무부하 손실은 변압기 코어의 교류 자화 프로세스(히스테리시스 손실), 코어 적층판의 순환 전류로 인해 발생하는 열(와류 손실), 그리고 표류 손실이나 유전체 손실 같은 미세한 요인으로 인해 발생합니다. 일정 수준의 무부하 손실은 불가피하지만, 효율이 최적화된 최신 변압기에서는 전력 손실이 1% 미만일 수 있습니다.

무부하 테스트 변압기 셋업

최고의 효율과 최소 전력 손실을 보장하기 위해, 변압기는 적용하려는 분야에 대한 적합성을 평가하는 양산 전 시험을 실시한 다음(형식 시험) 적용 가능한 표준 및 규제 요구사항 충족과 품질, 신뢰성을 확인하기 위한 제작 후 시험을 실시합니다(인수 시험).

첫째, 무부하 손실 시험은 부하가 연결되지 않은 실제 조건에서 가동될 때 전력 변압기 내 Iron loss를 측정합니다. 전력 분석기는 변압기의 1차측 및 고전압측에 연결하고 2차측은 개방 상태를 유지합니다. 이에 따라 무부하 손실 시험은 개방 회로 시험이라고도 합니다. 정밀한 변압기 Iron loss 측정은 모든 승인 시험 및 인수 시험의 기본적이고 필수적인 항목입니다.

철손(iron loss) 대 동손(copper loss): 변압기 단락 시험

무부하 시험 후, 단락 시험변압기 동손(Copper loss) 측정을 얻기 위해 반대의 방식을 취합니다. 전력 변압기의 1차측은 전력 분석기에 연결하고 2차측(모든 상)은 단락됩니다.

변압기 단락 테스트 절차에 대해 자세히 알아보십시오.

전력 변압기 시험에서의 무부하 전류, 보정 전력 및 철손 측정

무부하 손실은 거의 일정하며 전력 변압기에 전원이 인가될 때마다 발생합니다. 이 손실을 정량화하기 위해, 다채널 테스트를 실시하여 단일 측정 셋업에서 각 상 및 전체 시스템에 대해 다음 항목을 측정합니다.

  • 전력: 유효 전력 및 손실 측정으로 변압기의 철손(Iron loss)을 파악합니다.
  • 전류: 자화 전류 측정을 통해 코어 내 자속을 형성하고 유지하는 데 필요한 전류를 특성 분석합니다.
  • 전압: 정격 전압 동작 상태에서 시험 조건을 검증합니다.
  • 주파수: 시험 동작점에서의 주파수를 측정하여 테스트 환경의 영향을 고려한 보정 전력을 산출합니다.

철손(Iron loss) 측정의 이유

개방 회로 시험 중에 측정된 분리 코어 손실은 주로 히스테리시스 손실과 와류 손실로 인해 발생합니다.

  • 히스테리시스 손실은 교류의 방향이 반전되면서 코어를 반복적으로 자화 및 소화함에 따라 열을 생성하는 자기 마찰에 의해 발생합니다. 히스테리시스가 증가한 저품질 강철 코어는 전력 손실을 증가시킬 수 있습니다. 고성능 전기강판은 더 높은 전기 비저항, 더 높은 투자율 및 더 낮은 코어 손실을 나타냅니다. 코어 설계 및 인가되는 교류 전원의 주파수 역시 히스테리시스 손실에 영향을 줄 수 있습니다.
  • 와류 손실은 코어 적층판에 유도된 순환 전류가 열을 발생시켜 유발됩니다. 두꺼운 적층판은 와류 손실을 증가시키는 반면, 얇은 적층판은 전력 손실을 감소시킵니다. 적층판 간 절연이 적절해야 하며, 손상된 절연 부위는 최적의 성능을 위해 제거해야 합니다. 자속 경로를 최적화하는 것도 자기 효율을 높이고 철손을 줄이는 데 도움이 됩니다.

변압기 무부하 테스트의 과제

변압기 기술은 끊임 없이 발전하고 있으며 관련 규정도 정기적으로 개정되고 있습니다. 제조사와 시험기관이 변압기 무부하(개방 회로) 시험을 수행할 때 직면하는 과제는 다음과 같습니다.

  • 고난도 시험에 필요한 모든 전기적 파라미터 측정: 단일 측정 세팅에서 하나의 정밀한 다채널 고성능 계측기로 전력, 전류, 전압, 주파수를 측정해야 합니다.
  • 국제전기기술위원회 규격 준수 (IEC 60076 등): 전력 변압기 국제 규격 시리즈는 변압기 시험에서 반드시 따라야 하는 측정 방법과 규정, 허용 오차를 규정하고 있습니다.
  • 저역률 측정의 정확도(진폭 및 위상 정확도): 무부하 시험 중 발생하는 저전류와 저역률은 오차 허용 범위의 영향을 증폭시키므로 높은 계측기 정확도가 요구됩니다.
  • 보정 전력 측정: 표준화되고 비교 가능한 측정값을 확보하기 위해 시험 환경의 영향과 정격 전원 조건과의 편차를 반영해야 합니다.
  • 호환 가능한 데이터 내보내기 및 감사 규정 준수 시험 문서화: 측정된 파라미터는 타사 애플리케이션 및 보고서 생성과 호환되며 추적 가능한 형식으로 저장, 처리되고 내보내기가 가능해야 합니다.

변압기 테스트를 위한 로데슈바르즈 전력 측정 솔루션

LMG671 정밀 전력 분석기는 S 타입 전류 채널을 탑재하여 전체 변압기 시험 시퀀스 전반에서 정확하고 효율적인 시험을 수행합니다. 역률이 낮은 개방 회로(무부하) 시험 시에도 측정 정확도를 유지하며, 전류가 높은 단락 시험에서도 고전력 상태에서 정확도를 유지합니다. 어느 한쪽 기능의 손실 없이 모든 성능을 발휘합니다.

LMG671은 정밀 전력계, 오실로스코프, 디지털 멀티미터, 데이터 로거의 필수 기능과 분석 성능을 단일 계측기에 통합했습니다. 유연한 다채널 측정을 지원하며 규격에 적합한 데이터를 제공하는 다기능 전력 분석기입니다.

  • 완전한 연결성: 모든 상의 전력을 측정하기 위해 최대 7개 슬롯에 전력 측정 채널 및/또는 PSI(프로세스 신호 인터페이스) 탑재 가능
  • 추가 센서 신호: 주변 환경(온도, 습도, 진동 등) 및 피시험 기기 상태와 같이 동작점과 연관된 아날로그 및/또는 디지털 신호를 수집하기 위한 PSI 통합
  • 저역률 측정 정확도: 0.001 이하의 극저역률에서도 명확하고 매우 정확한 전력 측정을 보장하기 위한 모든 채널의 전류 및 전압 측정 입력 간 나노초 단위 내부 타이밍 보정
  • 전력 측정 오차 범위: PF = 0에서 1까지 전체 역률 범위 지원, 저역률 조건에서 발생할 수 있는 복잡한 오차 또는 숨겨진 오차 요인 배제
  • 맞춤형 애플리케이션 중심 측정 메뉴: 수치적 또는 시각적으로 제공되는 모든 측정 항목을 통합 표시하는 맞춤형 측정 메뉴 기반의 종합 개요
  • 내장형 스타-델타 연산: 소프트웨어 옵션 L6-OPT-SDC를 통해 정확한 델타-스타 전압 변환 및 정밀한 각 상별 전력 제공
  • 표준화: IEC 60076 규격을 준수하면서 정밀하고 신뢰할 수 있고 비교 가능한 시험 결과

로데슈바르즈 변압기 무부하 테스트 솔루션의 이점

  • 뛰어난 정확도와 강력한 측정 성능으로 신뢰할 수 있고 재현 가능한 결과 달성
  • 기계적 결선 변경 없이 무부하(Idle)부터 전부하(Full load)까지 전력 측정
  • 동기식 다채널 측정을 지원하는 모듈형 장치 구성
  • 글로벌 애플리케이션 엔지니어링 지원으로 현지에서 전문가 지원 제공
  • 유지보수 비용 및 다운타임 최소화를 위한 12개월 교정 주기 보장
  • 최초 인도 시 교정 성적서 무상 제공

귀사에 적합한 변압기 테스트 셋업에 대해 알아보려면 로데슈바르즈 전문 담당자에게 문의하십시오.

변압기 개방 회로 테스트에 대해 자세히 알아보기

변압기 단락 테스트

단락 테스트에서는 정격 부하 조건에서 전력 변압기의 동손을 측정합니다.

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