Kaya Bang Makapag-Operate ang Isang 50Hz-Designed na Power Transformer sa 60Hz Grid? Ipinakikilala ang mga Pangunahing Pagbabago sa Performance

Maaari ba ang Isang 50Hz-Designed na Power Transformer na Pumasok sa 60Hz Grid?

Kung ang isang power transformer ay idinisenyo at itinayo para sa 50Hz, maaari itong tumakbo sa isang 60Hz grid? Kung gayon, paano nagbabago ang kanyang mga pangunahing parametro ng pagganap?

Pagbabago ng Pangunahing Parametro

• Short-Circuit Impedance:Para sa isang ibinigay na transformer (parehong voltage at kapasidad), ang short-circuit impedance ay proporsyonal sa frequency. Kaya, ang isang 50Hz-designed na yunit na tumatakbo 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, sa constant voltage, 50Hz→60Hz bumababa ang B_m sa 0.83x. Bagaman ang 60Hz silicon steel unit loss ay ~1.31x na ito sa 50Hz, ang nabawasan na B_m dominates, bawas sa kabuuang no-load loss.

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

• Temperature Rise:Bagama't bumababa ang no-load loss, tumaas ang load loss (karaniwang mas malaki) na nagdudulot ng pagtaas ng kabuuang loss. Ito ay nagsisimulang taas ng average/top-oil temperatures; ang mas mataas na winding eddy loss din ay nagpapataas ng average/hot-spot winding temperatures.

Quantitative Case Study

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

Conclusion

Sa kabuuan, ang isang power transformer na idinisenyo at gawa para sa rated frequency na 50Hz ay maaaring ganap na tumakbo sa isang 60Hz grid sa pamamagitan ng premise na ang primary side excitation voltage at transmission capacity ay hindi nagbabago. Dapat tandaan na sa kasong ito, ang kabuuang loss ng transformer ay magiging taas ng humigit-kumulang 5%, na nagsisimulang taas ng top-oil temperature rise at average winding temperature rise. Partikular, ang winding hot-spot temperature rise maaaring tumaas ng higit sa 5%.

Kung ang transformer ay may tiyak na margin sa termino ng winding hot-spot temperature rise at ang hot-spot temperature rise ng metal structural components (tulad ng clamps, riser flanges, etc.), ang operasyong ito ay ganap na tanggap. Gayunpaman, kung ang winding hot-spot temperature rise o iyon ng metal structural components ay nasa limit ng pagsalang standard, kung ang mahabang-term na operasyon sa kondisyong ito ay tanggap, kinakailangan ang case-by-case analysis.