แผนภาพเวกเตอร์ของหม้อแปลง: เครื่องมือที่จำเป็นสำหรับการวิเคราะห์ข้อผิดพลาด
อุปกรณ์ที่เรียกว่าหม้อแปลงเป็นอุปกรณ์ที่ถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าจากวงจรหนึ่งไปยังวงจรหนึ่งโดยใช้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า หม้อแปลงถูกใช้อย่างแพร่หลายในระบบไฟฟ้าเพื่อเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้าแยกวงจรและปรับสมดุลโหลด หม้อแปลงสามารถแบ่งออกเป็นประเภทต่าง ๆ ตามโครงสร้างการขดลวดและการจัดกลุ่มเวกเตอร์.
แผนภาพเวกเตอร์ของหม้อแปลงคือการนำเสนอกราฟิกของความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแสไฟฟ้าของหม้อแปลงทางด้านปฐมภูมิและทุติยภูมิ เป็นเครื่องมือสำคัญในการทำความเข้าใจประสิทธิภาพและพฤติกรรมของหม้อแปลงภายใต้สภาพการทำงานและสถานการณ์ที่เกิดข้อผิดพลาดต่าง ๆ
ในบทความนี้ เราจะอธิบายว่าแผนภาพเวกเตอร์ของหม้อแปลงคืออะไร วิธีการวาด และวิธีการใช้งานสำหรับการวิเคราะห์ข้อผิดพลาด นอกจากนี้เราจะยังหารือเกี่ยวกับประเภทการเชื่อมต่อหม้อแปลงและการจัดกลุ่มเวกเตอร์และผลกระทบต่อการป้องกันและประสานงานระบบไฟฟ้า
แผนภาพเวกเตอร์คืออะไร?
แผนภาพเวกเตอร์คือแผนภาพที่สามารถแสดงเวกเตอร์ได้มากกว่าหนึ่งเวกเตอร์ เวกเตอร์คือปริมาณที่มีทั้งขนาดและความชี้ทาง ในวิศวกรรมไฟฟ้า ปริมาณสลับ เช่น แรงดันและกระแสไฟฟ้า มักจะถูกแทนที่ด้วยเวกเตอร์ เพราะมันเปลี่ยนแปลงทั้งขนาดและความชี้ทางตามเวลา
บนแผนภาพเวกเตอร์ ปริมาณสลับถูกแทนที่ด้วยลูกศร ความยาวของลูกศรแสดงค่า RMS ของปริมาณสลับ ตำแหน่งมุมแสดงมุมเฟสของปริมาณเทียบกับแกนอ้างอิงหรือปริมาณอื่น ๆ ปลายลูกศรแสดงทิศทางที่ปริมาณนั้นกำลังทำงาน
เมื่อปริมาณไฟฟ้าทำงานจากแหล่งกำเนิดไปยังโหลด เวกเตอร์ที่แทนที่ปริมาณนั้นจะถือว่าเป็นบวก เมื่อมันทำงานจากโหลดกลับไปยังแหล่งกำเนิด จะถือว่าเป็นลบ
แผนภาพเวกเตอร์ของหม้อแปลงคืออะไร?
แผนภาพเวกเตอร์ของหม้อแปลงคือแผนภาพเวกเตอร์ที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันและกระแสไฟฟ้าของหม้อแปลงทางด้านปฐมภูมิและทุติยภูมิ ยังแสดงการเปลี่ยนแปลงเฟสและขั้วของขดลวดหม้อแปลง
แผนภาพเวกเตอร์ของหม้อแปลงสามารถวาดได้สำหรับหม้อแปลงประเภทใดก็ตาม เช่น หม้อแปลงเฟสเดียวหรือสามเฟส การเชื่อมต่อแบบดาวหรือแบบสามเหลี่ยม หรือการจัดกลุ่มเวกเตอร์และโครงสร้างขดลวดที่แตกต่างกัน
แผนภาพเวกเตอร์ของหม้อแปลงสามารถช่วยเรา:
กำหนดพารามิเตอร์วงจรเทียบเท่าของหม้อแปลง เช่นอิมพีแดนซ์,ความต้านทาน,รีแอคแทนซ์และพลังงานสูญเสีย
วิเคราะห์ประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของหม้อแปลงภายใต้สภาพโหลดต่าง ๆ เช่น ไม่มีโหลด โหลดเต็ม โหลดเกิน หรือวงจรลัดวงจร
ระบุและวินิจฉัยข้อผิดพลาดในหม้อแปลงหรือวงจรที่เกี่ยวข้อง เช่นวงจรเปิดวงจรลัดวงจร วงจรต่อลงดิน หรือวงจรลัดภายในขดลวด
เลือกและประสานอุปกรณ์ป้องกันสำหรับหม้อแปลง เช่น ฟิวส์สวิตช์วงจรรีเลย์ หรือแผนการป้องกันแบบผลต่าง
ตรวจสอบการเชื่อมต่อและขั้วของหม้อแปลงระหว่างการติดตั้งหรือการทดสอบ
วิธีการวาดแผนภาพเวกเตอร์ของหม้อแปลง?
ในการวาดแผนภาพเวกเตอร์ของหม้อแปลง เราจำเป็นต้องทราบข้อมูลต่อไปนี้:
แรงดันและกระแสไฟฟ้าที่กำหนดของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิของหม้อแปลง
การจัดวางและเชื่อมต่อขดลวดของหม้อแปลง เช่น แบบดาวหรือแบบสามเหลี่ยม
การจัดกลุ่มเวกเตอร์ของหม้อแปลง ซึ่งแสดงการเปลี่ยนแปลงเฟสและขั้วของขดลวด
อิมพีแดนซ์โหลดและแฟคเตอร์พาวเวอร์ของหม้อแปลง
ขั้นตอนในการวาดแผนภาพเวกเตอร์ของหม้อแปลงคือ:
เลือกแกนอ้างอิงสำหรับแผนภาพ โดยทั่วไปจะเลือกแกนแนวนอนเป็นแกนอ้างอิง
วาดเวกเตอร์แรงดันปฐมภูมิตามแกนอ้างอิงด้วยทิศทางบวกชี้ไปทางขวา ให้ชื่อว่า V1
วาดเวกเตอร์แรงดันทุติยภูมิด้วยความยาวตามค่า RMS และมุมตามการจัดกลุ่มเวกเตอร์ ให้ชื่อว่า V2
วาดเวกเตอร์กระแสปฐมภูมิด้วยความยาวตามค่า RMS และมุมตามแฟคเตอร์พาวเวอร์ ให้ชื่อว่า I1 ทิศทางของ I1 ควรตรงข้ามกับ V1 หากขดลวดปฐมภูมิกำลังจ่ายพลังงานให้ขดลวดทุติยภูมิ
วาดเวกเตอร์กระแสทุติยภูมิด้วยความยาวตามค่า RMS และมุมตามแฟคเตอร์พาวเวอร์ ให้ชื่อว่า I2 ทิศทางของ I2 ควรตรงข้ามกับ V2 หากขดลวดทุติยภูมิกำลังรับพลังงานจากขดลวดปฐมภูมิ
วาดเวกเตอร์อิมพีแดนซ์โหลดด้วยความยาวตามค่าและมุมตามแฟคเตอร์พาวเวอร์ ให้ชื่อว่า ZL ทิศทางของ ZL ควรตรงข้ามกับ I2 หากโหลดเป็นพาสซีฟ (ต้านทานหรืออิน덕ทีฟ)
วาดเวกเตอร์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องสำหรับการวิเคราะห์ เช่น อิมพีแดนซ์ ความต้านทาน รีแอคแทนซ์ พลังงานสูญเสีย ฯลฯ
ตัวอย่าง: แผนภาพเวกเตอร์ของหม้อแปลงเฟสเดียว
ขอให้พิจารณาหม้อแปลงเฟสเดียวที่มีข้อมูลดังต่อไปนี้:
แรงดันปฐมภูมิที่กำหนด: 240 โวลต์
แรงดันทุติยภูมิที่กำหนด: 120 โวลต์
กระแสปฐมภูมิที่กำหนด: 10 แอมแปร์
กระแสทุติยภูมิที่กำหนด: 20 แอมแปร์
การจัดวางขดลวด: ดาว-ดาว
การจัดกลุ่มเวกเตอร์: Yy0
อิมพีแดนซ์โหลด: 6 โอห์ม ต้านทาน
แผนภาพเวกเตอร์ของหม้อแปลงนี้แสดงดังต่อไปนี้:
แผนภาพเวกเตอร์แสดงความสัมพันธ์ระหว่างเวกเตอร์ดังต่อไปนี้:
แรงด
