Kaya Bang May 50Hz-Designed Power Transformer Operasyonal sa isang 60Hz Grid Mga Pangunahing Pagbabago sa Performance Naipaliwanag

Maaaring ba ang isang Power Transformer na Idinisenyo para sa 50Hz na Makapag-operate sa 60Hz Grid?

Kung ang isang power transformer ay idinisenyo at binuo para sa 50Hz, maaari itong tumakbo sa 60Hz grid? Kung gayon, paano nagbabago ang mga pangunahing pamantayan ng performance nito?

Pagbabago ng Mga Pangunahing Pamantayan

• Short-Circuit Impedance:Para sa isang ibinigay na transformer (parehong voltage at capacity), ang short-circuit impedance ay proporsyonal sa frequency. Kaya, ang isang yunit na idinisenyo para sa 50Hz na nag-ooperate sa 60Hz ay nakakakita ng 20% pagtaas—ang mas mataas na frequency ay lumalakas ang alternating leakage field opposition sa current.

• No-Load Loss :Mula sa U = 4.44fNBmS, na may constant voltage, 50Hz→60Hz nabababa ang B_m sa 0.83x. Bagama't ang 60Hz silicon steel unit loss ay ~1.31x kaysa sa 50Hz, ang bawasan na B_m dominates, nagbubawas ng 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 proporsyon ng DC resistance loss.

• Temperature Rise:Bago man bumaba ang no-load loss, ang load loss (karaniwang mas malaki) ay tumaas, nagdudulot ng pagtaas ng kabuuang loss. Ito ay nagdudulot ng pagtaas ng average/top-oil temperatures; ang mas mataas na winding eddy loss ay din nagdudulot ng pagtaas ng average/hot-spot winding temperatures.

Quantitative Case Study

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

Conclusion

Sa kabuuan, ang isang power transformer na idinisenyo at ginawa para sa rated frequency na 50Hz ay maaaring ganap na mag-operate sa 60Hz grid sa premisa na ang primary side excitation voltage at transmission capacity ay hindi nagbabago. Dapat tandaan na sa kasong ito, ang kabuuang loss ng transformer ay tataas ng humigit-kumulang 5%, na nagdudulot ng pagtaas ng top-oil temperature rise at average winding temperature rise. Partikular, ang winding hot-spot temperature rise ay maaaring tumaas ng higit sa 5%.

Kung ang transformer ay may tiyak na margin sa terms ng winding hot-spot temperature rise at hot-spot temperature rise ng metal structural components (tulad ng clamps, riser flanges, etc.), ang operasyon na ito ay ganap na tanggap. Gayunpaman, kung ang winding hot-spot temperature rise o iyon ng metal structural components ay nasa limit ng paglalampas sa standard, kung ang long-term operation sa ganitong kondisyon ay tanggap, kailangan ng case-by-case analysis.