หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer)"หม้อแปลงไฟฟ้า"หมายถึง เครื่องกลไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่ประกอบด้วยขดลวดตั้งแต่ 2 ขดขึ้นไป ใช้แปลงแรงดัน โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อถ่ายทอดกำลังไฟฟ้าด้วยความถี่เท่าเดิมจากระบบไฟฟ้าที่มีแรงดันหรือกระแสสลับหนึ่งๆ ไปยังระบบไฟฟ้าอีกระบบหนึ่งซึ่งโดยทั่วไปจะมีแรงดันหรือกระแสต่างกัน โดยใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า Show 1. คุณสมบัติพื้นฐานของหม้อแปลง กรณีของหม้อแปลง
1 เฟส 2 ขดลวด - กระแส ถ้าให้กระแสของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิเท่ากับ I1 [A] และ I2 [A] แล้ว จะได้สมการที่ 2 ดังต่อไปนี้ - อัตราส่วนจำนวนรอบ ถ้าให้อัตราส่วนจำนวนรอบเท่ากับ α แล้ว จะได้สมการที่ 3 ดังต่อไปนี้ - พิกัดขนาด กําหนดจากพิกัดแรงดันทุติยภูมิ [V] และพิกัดกระแสทุติยภูมิ [A] ดังสมการที่ 4 หมายเหตุ (a) รูปอย่างง่ายของหม้อแปลงขณะที่มีโหลด (b) ผังวงจร (c) รูปเวกเตอร์ปฐมภูมิ (d) รูปเวกเตอร์ทุติยภูมิ รูปแสดงหลักการทำงานของหม้อแปลงกับแรงดันขณะที่มีโหลด และรูปเวกเตอร์ของกระแส 1.1 วงจรสมมูล(1) วงจรสมมูลอย่างง่าย รูปแสดงวงจรสมมูลอย่างง่าย (แปลงวงจรด้านทุติยภูมิเป็นด้านปฐมภูมิ) (2) อัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า อัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า ε [%] แสดงได้ดังสมการที่ 5 ต่อไปนี้ เมื่อคำนวณหาอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าจากวงจรสมมูลอย่างง่ายในรูปแสดงวงจรสมมูลอย่างง่าย (แปลงวงจรด้านทุติยภูมิเป็นด้านปฐมภูมิ) ตามสมการที่ 6 รูปแสดงการคำนวณการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้า 1.2 การต่อวงจร 3 เฟส การต่อวงจรขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง 3 เฟส หรือการต่อวงจรขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง 1 เฟส 3 ตัวที่เทียบเท่ากัน มีข้อระวังตามที่แสดงในตารางต่อไปนี้ 1.2.1 แรงดันและกระแสของการต่อวงจร 3 เฟส ตารางแสดง ขนาดแรงดันและกระแสของการต่อวงจร 3 เฟส
1.2.2 เฟสชิฟต์ ตารางแสดงการต่อวงจร 3 เฟสกับเฟสชิฟต์
การต่อวงจร 3 เฟสกับเฟสชิฟต์ หมายเหตุ : ถ้าทั้งด้านปฐมภูมิและทุติยภูมิ หรือด้านใดด้านหนึ่งเป็นวงจรเดลต้า ฮาร์โมนิกที่ 3 ในกระแสสร้างสนามแม่เหล็กจะกลายเป็นกระแสไหลวนในขดลวด ไม่ไหลออกมาข้างนอก เส้นแรงแม่เหล็กจึงไม่ผิดเพี้ยน แรงเคลื่อนไฟฟ้าจะเป็นรูปคลื่นที่สมบูรณ์ 1.2.3 เงื่อนไขการขนานหม้อแปลง การขนานหม้อแปลงจะเป็นต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขต่อไปนี้เพื่อแบ่งกระแสไม่เกินพิกัดของหม้อแปลงแต่ละตัว 1.3 กำลังสูญสียกับประสิทธิภาพ (1) กำลังสูญเสีย (2) ประสิทธิภาพ η (ตามสมการที่ 7) สมการที่ 8 เงื่อนไขที่ทำให้ประสิทธิภาพมีค่าสูงสุด คือ กำลังสูญเสียเมื่อไม่มีโหลด = กำลังสูญเสียจากโหลด (3) ประสิทธิภาพตลอดวัน ηd 2. หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้งานโดยทั่วไป มีอยู่ 2 ประเภท คือ- หม้อแปลงเครื่องมือวัด 2.1 หม้อแปลงเครื่องมือวัด ( Instrument Transformers ) การปฏิบัติงานของระบบไฟฟ้าทั้งแรงสูงและต่ำ จำเป็นต่อการทราบปริมาณทางไฟฟ้า เช่น แรงดัน กระแส กำลังไฟฟ้า และตัวประกอบทางกำลังไฟฟ้า แต่ถ้าหากแรงดันเหล่านั้นยังคงมีปริมาณสูงอยู่ก็ยากในการทำการวัด จึงต้องจำเป็นลดระดับลงมาเพื่อประโยชน์ในการวัดและการป้องกัน ซึ่งอุปกรณ์ที่ใช้ลดระดับแรงดันและกระแสให้ต่ำลงเรียกว่า
หม้อแปลงเครื่องมือวัด (Instrument Transformers ) (1) หม้อแปลงกระแส ( Current Transfromer ) หม้อแปลงกระแสเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่แปลงกระแสค่าสูง ให้ลดต่ำลง เพื่อให้ประสิทธิภาพในการวัดและ การป้องกันของระบบเป็นไปได้ดีขึ้น ซึ่งหน้าที่ของหม้อแปลงกระแสคือ - แปลงขนาดกระแสของระบบไฟฟ้าค่าสูงเป็นค่าต่ำเพื่อประโยชน์ในการวัดและการป้องกัน - แยกวงจร Secondary ออกจากวงจร Primary เพื่อให้เกิดความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงาน - ทำให้สามารถใช้พิกัดกระแสตามมาตรฐานทางด้าน Secondary (1A,5A) ได้ นอกจากนี้ หม้อแปลงกระแสสามารถแบ่งออกตามการใช้งานเป็น 2 กลุ่ม คือ (1.1) หม้อแปลงกระแสสำหรับการวัด (Measurement CT ) (1.2) หม้อแปลงกระแสสำหรับการป้องกัน (Protection CT ) หม้อแปลงกระแสยังสามารถแบ่งตามลักษณะโครงสร้างเป็น 2 กลุ่ม คือ A. แบบ Bar Primary คือทางด้าน Primary เป็นตัวนำของระบบไฟฟ้า และทาง Secondary มีขดลวดพันรอบแกนเหล็ก ลักษณะหม้อแปลงกระแส โครงสร้างหม้อแปลงกระแส B. แบบ Wound Primary คือทั้ง Primary และ Secondary เป็นแบบขดลวด ในทางปฏิบัติหม้อแปลงกระแส สามารถแบ่งตามลักษณะโครงสร้างได้เป็น 3 แบบ คือ - แบบ Hair-Pin Type - แบบ Eye-Bolt Type - แบบ Top-Core Type Cr : http://www.emmesscontrol.in/outdoor-oil-cooled.html รูปแสดงหม้อแปลงกระแสแบ่งตามลักษณะโครางสร้าง โครงสร้างและการต่อใช้งานของหม้อแปลงกระแส แบบต่างๆ รูปแสดงการต่อแอมป์มิเตอร์ รูปแสดงการต่อหม้อแปลงกระแสใช้งาน รูปแสดงหม้อแปลงกระแสสามเฟส (2) หม้อแปลงแรงดัน ( Voltage Transformer ) หม้อแปลงแรงดัน ( VT ) มีหน้าที่แปลงค่าแรงดันไฟฟ้าค่าสูง ๆ ให้เป็นแรงดันไฟฟ้าค่าต่ำๆ ให้เหมาะสมกับการต่อใช้งานกับมิเตอร์เพื่อการวัด รีเลย์ หรืออุปกรณ์อื่นๆ หม้อแปลงแรงดันทำงาน ในสภาวะคล้ายไม่มีโหลด ขดลวด Primary เป็นแบบพันหลายชั้น ด้วยขดลวดอาบน้ำยาอย่างดี ปลายขดลวดต่อเข้ากับซิลด์ โลหะ และทำฉนวนเป็นชั้นๆ ลดหลั่นลงไป เพื่อให้การกระจายของแรงดันสม่ำเสมอ ขดลวด Primary ต่อตรงกับแรงดันไฟฟ้าใช้งาน ส่วนทาง Secondary มีขดลวดสำหรับการวัด และขดลวดสำหรับการ Fault ลงดิน โดยจะต้องมีการแยกกันระหว่าง ส่วนที่เป็นแรงดันสูงกับ ส่วนที่เป็นแรงดันต่ำเพื่อความปลอดภัย โดยการใช้งานโหลด ( Burden ) ของหม้อแปลงแรงดันจะต้องมีค่าไม่เกินที่กำหนดไว้ หม้อแปลงแรงดันสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ 1. Electromagnetic VT. 2. Coupling Capacitor VT. Source : www.thai.alibaba.com 0.66- 75kv ในร่มหรือกลางแจ้ง 6.6 kv รูปแสดงหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า รูปแสดงลักษณะการต่อหม้อแปลงแรงดันใช้งาน 2.2 หม้อแปลงจำหน่าย (Distribution Transformer) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เปลี่ยนระดับแรงดันให้สูงขึ้นหรือต่ำลงตามต้องการ ภายในประกอบด้วยขดลวด 2 ชุดคือ ขดลวดปฐมภูมิ (Primary winding) และ ขดลวดทุติยภูมิ (Secondary winding) สำหรับหม้อแปลงกำลัง (Power Transformer) ขนาดใหญ่บางตัวอาจมีขดลวดที่สามเพิ่มขึ้นคือขด Tertiary winding ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าขด Primary และ Secondary และแรงดันที่แปลงออกมาจะมีค่าต่ำกว่าขด Secondary นอกจากนั้น หม้อแปลงจะต่ออยู่ที่ปลายทั้งสองด้านของระบบสายส่งและใช้งานอยู่ตลอดเวลา ซึ่งอาจจะได้รับผลกระทบจากแรงดันเกินทรานเซี้ยน (transient over voltage) จากการเกิดฟ้าผ่าเหนี่ยวนำเข้าสายส่ง ส่งผลต่อฉนวนของหม้อแปลง อันอาจจะทำให้เกิดการเบรคดาวน์และทำลายสภาพการเป็นฉนวนได้ หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังขนาดใหญ่ๆ บางตัวสามารถแบ่งการใช้งานออกเป็น 3 ระดับ เช่น หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังตัวหนึ่งมีพิกัด 18000/24000/32000 kVA ซึ่งการออกแบบพิกัดความสามารถในการใช้งานของหม้อแปลงจะขึ้นอยู่กับวิธีการระบายความร้อนออกจากหม้อแปลงในขณะนั้นๆ โดย 1. ระบายความร้อน โดย อากาศที่หมุนวนตามธรรมชาติ (Natural
circulation of air , OA) ใช้งานสูงสุดที่ระดับพิกัด 18,000 kVA ดังนั้น ชนิดของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังที่แบ่งออกตามคุณสมบัติการฉนวนและวิธีการระบายความร้อน สามารถเขียนเป็นสัญญลักษณ์ได้ดังนี้
Source : http://www.thaimaxwell.co.th/images/link/tme/3b.jpg รูปแสดงหม้อแปลงจำหน่าย หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer)0 Reviews |