Lehetséges-e egy 50Hz-es tervezésű erőmátra egy 60Hz-os hálózaton való működtetése? A kulcsfontosságú teljesítménybeli változások magyarázata

Lehetséges-e egy 50 Hz-es tervezésű erőmátra 60 Hz-es hálózaton működtetni?

Ha egy erőmátra 50 Hz-ra van tervezve és készítve, akkor lehetséges-e 60 Hz-es hálózaton futtatni? Ha igen, hogyan változnak az alapvető teljesítményszempontjai?

Alapvető Paraméterek Változása

• Rövidzárlat-iellenállás: Egy adott erőmátra (ugyanaz a feszültség és a kapacitás) esetén a rövidzárlat-iellenállás arányos a frekvenciával. Így, egy 50 Hz-re tervezett egység 60 Hz-es működésekor 20%-kal növekszik – a magasabb frekvencia erősíti a váltakozó hanyatló mező ellenállását az áram számára.

• Üzemtétlen veszteség: A U = 4.44fNBmS képletből, konstans feszültséggel, 50 Hz-ból 60 Hz-ra B_m 0.83x-re csökken. Bár a 60 Hz-es silíciumvaski egység vesztesége körülbelül 1.31x annyi, mint 50 Hz-nál, a csökkenő B_m dominál, így csökkentve az összes üzemtétlen veszteséget.

• Töltési veszteség: A töltési veszteség tartalmaz DC ellenállási veszteséget (frekvenciánként független), vízszintes áramveszteséget (∝ f²) és sivár veszteséget (≈∝ f²). Így, 50 Hz-ból 60 Hz-ra a töltési veszteség növekszik, a nagyságát a DC ellenállási veszteség aránya határozza meg.

• Hőmérséklet-emelkedés: Habár az üzemtétlen veszteség csökken, a töltési veszteség (általában nagyobb) növekszik, ami növeli az összes veszteséget. Ez emeli az átlagos/felső olajhőmérsékletet; a magasabb tekerő áramveszteség is emeli az átlagos/melegponti tekerő hőmérsékletet.

Kvantitatív Esettanulmány

Ezeknek a trendeknek a kvantifikálásához a 50 Hz-re tervezett 63 MVA/110 kV erőmátra számításai alább találhatók.

Összegzés

Összességében, egy 50 Hz-es tervezésű erőmátra teljesen működhet egy 60 Hz-es hálózaton, feltéve, hogy az elsődleges oldali indító feszültség és a továbbítási kapacitás nem változik. Jelentendő, hogy ebben az esetben az erőmátra teljes vesztesége körülbelül 5%-kal nő, ami a felső olajhőmérséklet-emelkedés és az átlagos tekerő hőmérséklet-emelkedés növekedését eredményezi. Különösen a tekerő melegponti hőmérséklet-emelkedés 5% felett is növekedhet.

Ha az erőmátra már bizonyos margót kínál a tekerő melegponti hőmérséklet-emelkedés és a fém szerkezeti elemek (pl. zárókarok, emelőlapok stb.) melegponti hőmérséklet-emelkedése szempontjából, ilyen működés teljesen elfogadható. Azonban, ha a tekerő melegponti hőmérséklet-emelkedése vagy a fém szerkezeti elemeké már közel van a szabvány túllépéséhez, az ilyen feltételek közötti hosszú távú működés elfogadhatósága esetenkénti elemzést igényel.