Bolehkah Penjana Kuasa yang Direka untuk 50Hz Beroperasi pada Grid 60Hz Perubahan Prestasi Utama Dijelaskan

Bolehkah Penjana Tenaga yang Direka untuk 50Hz Beroperasi pada Grid 60Hz?

Jika penjana tenaga direka dan dibina untuk 50Hz, bolehkah ia beroperasi pada grid 60Hz? Jika ya, bagaimanakah parameter prestasi utamanya berubah?

Perubahan Parameter Utama

• Rintangan Kesalahan Pendek: Untuk penjana tenaga tertentu (voltan dan kapasiti yang sama), rintangan kesalahan pendek berkadar dengan frekuensi. Oleh itu, unit yang direka untuk 50Hz dan beroperasi pada 60Hz mengalami kenaikan sebanyak 20%—frekuensi yang lebih tinggi meningkatkan penentangan medan bocor bolak-balik terhadap arus.

• Kehilangan Tanpa Beban: Dari U = 4.44fNBmS, dengan voltan yang tetap, 50Hz→60Hz menurunkan B_m kepada 0.83x. Walaupun kehilangan unit besi silikon pada 60Hz adalah ~1.31x daripada 50Hz, pengurangan B_m mendominasi, mengurangkan kehilangan tanpa beban secara keseluruhan.

• Kehilangan Beban: Kehilangan beban termasuk kehilangan rintangan DC (tidak bergantung frekuensi), kehilangan arus eddy ∝ f²), dan kehilangan sampingan (≈∝ f²). Oleh itu, 50Hz→60Hz meningkatkan kehilangan beban, dengan magnitudnya bergantung pada proporsi kehilangan rintangan DC.

• Penokokan Suhu: Walaupun kehilangan tanpa beban menurun, kehilangan beban (biasanya lebih besar) meningkat, meningkatkan jumlah kehilangan. Ini meningkatkan suhu minyak purata/atas; kehilangan arus eddy lilitan yang lebih tinggi juga meningkatkan suhu lilitan purata/tempat panas.

Kajian Kes Kuantitatif

Untuk mengkuantifikasikan trend ini, perhitungan untuk penjana tenaga 63MVA/110kV yang direka untuk 50Hz dibandingkan di bawah.

Kesimpulan

Kesimpulannya, penjana tenaga yang direka dan dibuat untuk frekuensi nominal 50Hz boleh beroperasi sepenuhnya pada grid 60Hz dengan syarat voltan pemacuan sisi primer dan kapasiti transmisi tetap tidak berubah. Perlu diperhatikan bahawa dalam kasus ini, jumlah kehilangan penjana tenaga akan meningkat sekitar 5%, yang seterusnya menyebabkan kenaikan penokokan suhu minyak atas dan suhu lilitan purata. Terutamanya, penokokan suhu tempat panas lilitan mungkin meningkat lebih dari 5%.

Jika penjana tenaga sudah mempunyai sedikit ruang bagi penokokan suhu tempat panas lilitan dan penokokan suhu tempat panas komponen struktur logam (seperti gergaji, flensa riser, dll.), operasi seperti ini sepenuhnya dapat diterima. Namun, jika penokokan suhu tempat panas lilitan atau komponen struktur logam sudah hampir mencapai had melebihi piawaian, apakah operasi jangka panjang dalam keadaan seperti ini dapat diterima memerlukan analisis kasus demi kasus.