Pwede ba ang 50Hz-Designed Power Transformer na Operasyon sa 60Hz Grid? Pinagkuwentuhan ang Key Performance Changes

Mahimo ba ang isang Transformer sa Paggamit ng Power na Idinisenyo para sa 50Hz na Makapag-operate sa Grid na 60Hz?

Kung ang isang transformer sa paggamit ng power ay idinisenyo at gawa para sa 50Hz, mahimo ba itong tumakbo sa grid na 60Hz? Kung gayon, paano nagbabago ang kanyang mga pangunahing parametro ng performance?

Pagbabago ng Pangunahing Parameter

• Impedance sa Short-Circuit:Para sa ibinigay na transformer (parehong voltage at capacity), ang impedance sa short-circuit ay proporsyonal sa frequency. Samakatuwid, ang isang yunit na idinisenyo para sa 50Hz na nagsasagawa sa 60Hz ay nakakakita ng 20% na pagtaas—ang mas mataas na frequency ay lumalakas ang alternating leakage field opposition sa current.

• No-Load Loss:Mula sa U = 4.44fNBmS, na may constant voltage, ang 50Hz→60Hz ay baba ang B_m hanggang 0.83x. Bagama't ang 60Hz silicon steel unit loss ay ~1.31x sa 50Hz, ang nabawasan na B_m ang sumusunod, bawasan ang kabuuang no-load loss.

• Load Loss:Ang load loss kasama ang DC resistance loss (frequency-independent), eddy current loss∝ f²), at stray loss (≈∝ f²). Samakatuwid, ang 50Hz→60Hz ay nagdudulot ng pagtaas ng load loss, depende sa proportion ng DC resistance loss.

• Temperature Rise:Bahagi ng no-load loss ay bumababa, ang load loss (karaniwang mas malaki) ay tumaas, nagdudulot ng pagtaas ng kabuuang loss. Ito ay nagpapatataas ng average/top-oil temperatures; ang mas mataas na winding eddy loss din ay nagpapatataas ng average/hot-spot winding temperatures.

Quantitative Case Study

Upang kwentahin ang mga trend na ito, ang mga kalkulasyon para sa 50Hz-designed 63MVA/110kV transformer ay kinukumpara sa ibaba.

Conclusion

Sa buod, ang isang power transformer na idinisenyo at gawa para sa rated frequency na 50Hz ay maaaring ganap na mag-operate sa grid na 60Hz sa premyisa na ang primary side excitation voltage at transmission capacity ay hindi nagbabago. Dapat tandaan na sa kasong ito, ang kabuuang loss ng transformer ay tataas ng humigit-kumulang 5%, na siyang nagdudulot ng pagtaas ng top-oil temperature rise at average winding temperature rise. Lalo na, ang winding hot-spot temperature rise ay maaaring tumaas ng higit sa 5%.

Kung ang transformer ay may tiyak na allowance sa winding hot-spot temperature rise at hot-spot temperature rise ng metal structural components (tulad ng clamps, riser flanges, etc.), ang operasyon na ito ay lubos na tanggap. Gayunpaman, kung ang winding hot-spot temperature rise o ang hot-spot temperature rise ng metal structural components ay malapit na sa limit ng pagsalba sa standard, kung ang matagal na operasyon sa kondisyong ito ay tanggap, kailangan ng case-by-case analysis.