Kas 50Hz-ehitusega elektritransformator saab töötada 60Hz võrgus? Olulised tootmise muutused selgitatud

Kas 50Hz-ehitatud võimsustehase transformaator saab töötada 60Hz võrgus?

Kui võimsustehase transformaator on disainitud ja ehitatud 50Hz jaoks, saab see töötada 60Hz võrgus? Kui jah, siis kuidas muutuvad selle peamised toimivuse parameetrid?

Peamiste parameetrite muutused

• Lühikese ühenduse impedants: Antud transformaatori (sama pinge ja võimsus) korral on lühikese ühenduse impedants proportsionaalne sagedusega. Seega, 50Hz-ehitatud üksus, mis töötab 60Hz'l, näeb 20% suurenemist – kõrgem sagedus tugevdab alterneeriva lekkevälja vastastikku elektriliikumisele.

• Tühihaaviline kaotus: Valemist U = 4.44fNBmS, pinge olemasolu korral, 50Hz->60Hz vähendab B_m 0.83x-ni. Kuigi 60Hz silitsiumterase üksuse kaotus on umbes 1.31x suurem kui 50Hz'l, domineerib väiksem B_m, mille tulemusena tühihaaviline kaotus väheneb.

• Laoduse kaotus: Laoduse kaotus hõlmab DC vastupanukaotust (sagedusest sõltumatut), eddy current kaotust ∝ f² ja sirgekaotust (≈∝ f²). Seega, 50Hz->60Hz suurendab laoduse kaotust, selle ulatus sõltub DC vastupanukaotuse osakaalu järgi.

• Temperatuuri tõus: Kuigi tühihaaviline kaotus väheneb, suureneb laoduse kaotus (tavaliselt suurem), mis suurendab kokku kaotusi. See tõstab keskmist/peapinna temperatuuri; kõrgem vedela kaotus tõstab ka keskmist/kuumaima punkti vedela temperatuuri.

Kvantitatiivne juhtumianalüüs

Nende trendide kvantifitseerimiseks on allpool võrreldud arvutused 50Hz-ehitatud 63MVA/110kV transformaatorile.

Järeldus

Kokkuvõttes saab võimsustehase transformaator, mis on disainitud ja valmistatud 50Hz niminaalsel sagedusel, täielikult töötada 60Hz võrgus tingimusel, et esmane pooli käigupinge ja edastusvõime jäävad muutumatuteks. Tuleb märkida, et sellisel juhul suureneb transformaatori kogukaotus umbes 5%, mis omakorda viib peapinna temperatuuri tõusu ja keskmise vedela temperatuuri tõusu tõusuga. Eriti võib vedela kuumaima punkti temperatuuri tõus tõusta rohkem kui 5%.

Kui transformaatoril on juba teatav marginaal vedela kuumaima punkti temperatuuri tõusu ja metallstruktuuride (nagu raud, pinna platid jne) kuumaima punkti temperatuuri tõusu osas, on selline toimimine täiesti vastuvõetav. Kuid kui vedela kuumaima punkti temperatuuri tõus või metallstruktuuride kuumaima punkti temperatuuri tõus on juba piirväärtuse lähedal, siis nõutav analüüs sellisel tingimusel pikendatud kasutuse kohta tuleb teostada juhu kohta.