Voiko 50Hz-suunniteltu voimansiirtojärjestelmä toimia 60Hz-verkossa? Tärkeät suorituskyky muutokset selitetty

Voiko 50Hz-suunniteltu voimansiirtojärjestelmä toimia 60Hz-verkossa?

Jos voimansiirtojärjestelmä on suunniteltu ja rakennettu 50Hz:lle, voi se toimia 60Hz-verkossa? Jos kyllä, miten sen tärkeimmät suorituskykyparametrit muuttuvat?

Tärkeiden parametrien muutokset

• Lyhyksipisteytysimpedanssi: Tietylle siirtojärjestelmälle (sama jännite ja kapasiteetti) lyhyksipisteytysimpedanssi on verrannollinen taajuuteen. Näin ollen 50Hz-suunniteltu yksikkö, joka toimii 60Hz:ssa, näkee 20% kasvun – korkeampi taajuus lisää vaihtovirtajätekentän vastustusta virtaa vastaan.

• Tyhjiökulutus: Kaavasta U = 4.44fNBmS, vakio jännitteellä, 50Hz→60Hz alentaa B_m 0.83x. Vaikka 60Hz-silikoniteräs yksikön kulutus on noin 1.31x suurempi kuin 50Hz:ssa, vähenevä B_m hallitsee, leikkaa kokonaiskulutusta.

• Latauskulutus: Latauskulutukseen sisältyy DC-vastuskulutus (taajuudesta riippumaton), myräkkökulutus∝ f²) ja sivukulutus (≈∝ f²). Näin ollen 50Hz→60Hz lisää latauskulutusta, määrä riippuen DC-vastuskulutuksen osuudesta.

• Lämpötilan nousu: Vaikka tyhjiökulutus laskee, latauskulutus (yleensä suurempi) nousee, lisääen kokonaiskulutusta. Tämä nostaa keskiarvo-/huippuöljylämpötiloja; korkeampi kytkentän myräkkökulutus nostaa myös keskiarvo-/kuuman pisteen kytkentälämpötiloja.

Kvantitatiivinen tapaustutkimus

Näiden trendien kvantifioimiseksi 50Hz-suunnitellun 63MVA/110kV siirtojärjestelmän laskelmat ovat vertailussa alla.

Yhteenveto

Yhteenvetona, voimansiirtojärjestelmä, joka on suunniteltu ja valmistettu 50Hz:n taajuudelle, voi toimia täysin 60Hz-verkossa, jos ensisijainen sivun virritysjännite ja siirtokapasiteetti pysyvät muuttumattomina. On huomattava, että tässä tapauksessa siirtojärjestelmän kokonaiskulutus nousee noin 5%, mikä puolestaan johtaa huippuöljylämpötilan nousuun ja kytkentän keskilämpötilan nousuun. Erityisesti kytkentän kuuman pisteen lämpötilan nousu voi olla yli 5%.

Jos siirtojärjestelmällä on jo tietyt marginaalit kytkentän kuuman pisteen lämpötilan nousun ja metallisten rakenteellisten komponenttien (kuten klemmit, nouseva rintama, jne.) kuuman pisteen lämpötilan nousun suhteen, tällainen toiminta on täysin hyväksyttävää. Jos kuitenkin kytkentän kuuman pisteen lämpötilan nousu tai metallisten rakenteellisten komponenttien kuuman pisteen lämpötilan nousu on jo lähellä rajaa, joka ylittää standardit, onko pitkäaikainen toiminta tällaisissa olosuhteissa hyväksyttävää, vaatii tapauskohtaista analyysiä.