Apakah Transformer Daya yang Dirancang untuk 50Hz Dapat Beroperasi pada Jaringan 60Hz Perubahan Kinerja Kunci Diuraikan

Apakah Trafo Daya yang Dirancang untuk 50Hz Bisa Beroperasi pada Jaringan 60Hz?

Jika sebuah trafo daya dirancang dan dibangun untuk 50Hz, apakah ia bisa beroperasi pada jaringan 60Hz? Jika demikian, bagaimana perubahan parameter kinerja utamanya?

Perubahan Parameter Utama

• Impedansi Korsleting: Untuk sebuah trafo (dengan tegangan dan kapasitas yang sama), impedansi korsleting sebanding dengan frekuensi. Dengan demikian, unit yang dirancang untuk 50Hz yang beroperasi pada 60Hz mengalami peningkatan sebesar 20%—frekuensi yang lebih tinggi meningkatkan oposisi medan bocor terhadap arus.

• Kehilangan Beban Kosong: Dari U = 4.44fNBmS, dengan tegangan konstan, 50Hz→60Hz menurunkan B_m menjadi 0.83x. Meskipun kehilangan unit baja silikon pada 60Hz sekitar 1.31x dari 50Hz, pengurangan B_m mendominasi, mengurangi kehilangan beban kosong secara keseluruhan.

• Kehilangan Beban: Kehilangan beban mencakup kehilangan resistansi DC (tidak bergantung pada frekuensi), kehilangan eddy current∝ f²), dan kehilangan samping (≈∝ f²). Dengan demikian, 50Hz→60Hz meningkatkan kehilangan beban, dengan besarnya tergantung pada proporsi kehilangan resistansi DC.

• Peningkatan Suhu: Meskipun kehilangan beban kosong menurun, kehilangan beban (biasanya lebih besar) meningkat, sehingga total kehilangan meningkat. Hal ini meningkatkan suhu rata-rata/oli atas; kehilangan eddy winding yang lebih tinggi juga meningkatkan suhu rata-rata/suhu titik panas winding.

Studi Kasus Kuantitatif

Untuk mengkuantifikasi tren ini, perhitungan untuk trafo 63MVA/110kV yang dirancang untuk 50Hz dibandingkan di bawah ini.

Kesimpulan

Secara ringkas, trafo daya yang dirancang dan diproduksi untuk frekuensi nominal 50Hz dapat beroperasi penuh pada jaringan 60Hz dengan syarat tegangan eksitasi sisi primer dan kapasitas transmisi tetap tidak berubah. Perlu dicatat bahwa dalam kasus ini, total kehilangan trafo akan meningkat sekitar 5%, yang pada gilirannya menyebabkan peningkatan suhu oli atas dan suhu rata-rata winding. Secara khusus, peningkatan suhu titik panas winding mungkin meningkat lebih dari 5%.

Jika trafo sudah memiliki margin tertentu dalam hal peningkatan suhu titik panas winding dan peningkatan suhu titik panas komponen struktural logam (seperti cakram, flensa riser, dll.), operasi seperti ini sepenuhnya dapat diterima. Namun, jika peningkatan suhu titik panas winding atau komponen struktural logam sudah mendekati batas melebihi standar, apakah operasi jangka panjang dalam kondisi tersebut dapat diterima memerlukan analisis kasus per kasus.