Thử nghiệm không tải & thử nghiệm có tải (ngắn mạch) theo IEC 60076

Việc kiểm tra máy biến áp trước khi đưa vào vận hành rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất, hiệu quả và an toàn.
IEC 60076 khuyến nghị hai thử nghiệm định kỳ cơ bản:

Thử nghiệm không tải (mạch hở)
Thử nghiệm có tải (ngắn mạch)

Các thử nghiệm này giúp ước tính:

Tổn hao sắt (iron losses)
Tổn hao đồng (copper losses)
Dòng từ hóa (magnetizing current)
Điện áp trở kháng (impedance voltage)

Bài viết này cung cấp giải thích chi tiết về mục đích, quy trình và giá trị điển hình của các thử nghiệm.

1) Thử nghiệm không tải (Open Circuit Test)

Mục đích
Thử nghiệm không tải đánh giá các thông số quan trọng sau:

Tổn hao lõi sắt trong máy biến áp
Dòng từ hóa mà máy biến áp tiêu thụ
Hệ số công suất của máy biến áp khi không tải

Thử nghiệm này thường được thực hiện ở phía điện áp thấp (LV), để hở cuộn dây điện áp cao (HV).

Quy trình (theo IEC 60076)

Cấp điện áp định mức (230 hoặc 400 V, hoặc điện áp định mức phía LV).
Để hở phía HV để ngăn dòng điện đi qua.
Sử dụng hệ thống hiển thị kỹ thuật số (DDS) hoặc máy phân tích công suất để ghi lại điện áp, dòng điện và công suất đầu vào.

Giá trị điển hình

Điện áp: Điện áp định mức LV (ví dụ: 230 hoặc 400 V).
Tần số: 50 Hz (tần số thử nghiệm chuẩn IEC).
Dòng điện: Thấp (khoảng 1-5% dòng điện định mức dựa trên điện kháng từ hóa).
Công suất: Tổn hao lõi sắt thường chiếm 0,2-0,5% công suất kVA của máy biến áp.

2) Thử nghiệm có tải (Short-Circuit Test)

Mục đích
Thử nghiệm ngắn mạch đánh giá:

Tổn hao đồng (I²R) trong cuộn dây máy biến áp
Điện áp trở kháng
% trở kháng của máy biến áp (%Z)

Đọc thêm: Rơ-le Buchholz trong Máy Biến Áp

Thử nghiệm này thường được thực hiện ở phía HV, với phía LV bị ngắn mạch bằng thanh đồng.

Quy trình (theo IEC 60076)

Sử dụng điện áp thấp hơn (5-12% điện áp định mức HV) để tạo dòng điện định mức.
Ngắn mạch cuộn LV bằng thanh dẫn chắc chắn (thanh đồng).
Sử dụng DDS để ghi lại điện áp, dòng điện và công suất đầu vào.

Giá trị điển hình

Điện áp: 5-12% điện áp định mức HV (đủ để tạo dòng điện định mức).
Dòng điện: Dòng điện định mức của cuộn dây được thử nghiệm.
Tần số: 50 Hz.
Công suất: Đại diện cho tổn hao đồng ở tải đầy đủ (FLC).

Sự khác biệt giữa thử nghiệm không tải và thử nghiệm có tải (ngắn mạch)

Không tải: Đánh giá tổn hao sắt, dòng từ hóa, hệ số công suất khi không tải.
Có tải: Đánh giá tổn hao đồng, điện áp trở kháng, %Z khi tải đầy đủ.

Khía cạnh	Thí nghiệm không tải (Mạch hở)	Thí nghiệm ngắn mạch (Có tải)
Phía được thử nghiệm	Trong thí nghiệm không tải, phía điện áp thấp (LV) được cấp nguồn định mức.	Trong thí nghiệm ngắn mạch, phía điện áp cao (HV) được cấp nguồn với điện áp giảm.
Điều kiện phía còn lại	Trong thí nghiệm này, cuộn dây điện áp cao (HV) được để hở để không có dòng điện chạy qua.	Trong thí nghiệm này, cuộn dây điện áp thấp (LV) được ngắn mạch bằng thanh đồng (hoặc) dây dẫn đặc.
Tổn hao đo được	Thí nghiệm này dùng để đo tổn hao lõi sắt & dòng điện từ hóa của máy biến áp.	Thí nghiệm này được thực hiện để đo tổn hao đồng (I²R) của cuộn dây máy biến áp.
Điện áp áp dụng	Điện áp định mức được cấp vào phía LV, thường là 230 V (hoặc) 400 V tùy theo công suất máy biến áp.	Chỉ 5–12% điện áp định mức của phía HV được cấp để tạo dòng điện tải đầy đủ trong máy biến áp.
Dòng điện	Máy biến áp chỉ tiêu thụ một dòng điện nhỏ (1–5% dòng điện tải đầy đủ) vì thí nghiệm đo đặc tính từ hóa.	Máy biến áp mang dòng điện tải đầy đủ, cho phép đo chính xác tổn hao đồng.

Đọc thêm: Máy biến áp hoạt động như thế nào?

Thử nghiệm Megger cho ngắn mạch là gì?

Ngắn mạch chỉ đơn giản là một đường dẫn trực tiếp cho dòng điện đi qua mà không có điện trở. Megger dùng để kiểm tra điện trở cách điện.
Do đó, nếu tồn tại ngắn mạch, thiết bị Megger sẽ hiển thị 0 Ω, cho thấy không có điện trở và có hiện tượng ngắn mạch.