ความเข้าใจเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของเรกทิไฟเออร์และหม้อแปลงไฟฟ้า

ความแตกต่างระหว่างหม้อแปลงเรกทิไฟเออร์และหม้อแปลงพลังงาน

หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์และหม้อแปลงพลังงานทั้งสองอยู่ในวงศ์หม้อแปลง แต่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิงในด้านการใช้งานและคุณลักษณะการทำงาน หม้อแปลงที่เห็นบนเสาไฟฟ้าโดยทั่วไปเป็นหม้อแปลงพลังงาน ในขณะที่หม้อแปลงที่ใช้ในการจ่ายไฟให้กับเซลล์อิเล็กโตรไลซิสหรืออุปกรณ์ชุบโลหะในโรงงานมักจะเป็นหม้อแปลงเรกทิไฟเออร์ การเข้าใจความแตกต่างของพวกเขารวมถึงการตรวจสอบสามด้าน: หลักการทำงาน ลักษณะโครงสร้าง และสภาพแวดล้อมในการทำงาน

จากมุมมองของการทำงาน หม้อแปลงพลังงานมีหน้าที่หลักในการแปลงระดับแรงดัน เช่น พวกเขาเพิ่มแรงดันขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจาก 35 kV เป็น 220 kV สำหรับการส่งผ่านระยะไกล แล้วลดลงเหลือ 10 kV สำหรับการกระจายในชุมชน หม้อแปลงเหล่านี้ทำหน้าที่เหมือนคนยกของในระบบไฟฟ้า โดยเน้นเฉพาะการแปลงแรงดัน ในทางกลับกัน หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์ถูกออกแบบมาสำหรับการแปลงไฟ AC เป็น DC โดยทั่วไปจะจับคู่กับอุปกรณ์เรกทิไฟเออร์เพื่อแปลงไฟ AC เป็นแรงดัน DC ที่กำหนด เช่น ในระบบขนส่งรถไฟใต้ดิน หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์แปลงไฟ AC จากสายส่งเป็น 1,500 V DC เพื่อขับเคลื่อนรถไฟ

การออกแบบโครงสร้างแสดงให้เห็นความแตกต่างอย่างมาก หม้อแปลงพลังงานเน้นการแปลงแรงดันแบบเส้นตรง โดยมีอัตราส่วนรอบขดลวดระหว่างขดลวดแรงดันสูงและแรงดันต่ำที่แม่นยำ แต่หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์ต้องคำนึงถึงฮาร์โมนิกที่เกิดขึ้นระหว่างการเรกทิไฟเออร์ ขดลวดรองของพวกเขาบ่อยครั้งใช้การกำหนดค่าพิเศษ เช่น สาขาหลาย ๆ สาขาหรือการเชื่อมต่อแบบดีลตา เพื่อปราบปรามลำดับฮาร์โมนิกที่เฉพาะเจาะจง ตัวอย่างเช่น รุ่น ZHSFPT จากผู้ผลิตรายหนึ่งใช้โครงสร้างสามขดลวดพร้อมการออกแบบเฟสชิฟท์เพื่อลดการปนเปื้อนฮาร์โมนิกลำดับที่ 5 และ 7 บนสายส่ง

การเลือกวัสดุแกนสะท้อนถึงความต้องการทางการทำงาน หม้อแปลงพลังงานมักใช้เหล็กซิลิคอนที่มีแนวเม็ดมาตรฐานสำหรับการสูญเสียต่ำและความมีประสิทธิภาพสูง แต่หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์ที่เผชิญกับกระแสไม่เป็นไซนัสอยู่บ่อยครั้งใช้เหล็กซิลิคอนเย็นที่มีความซึมผ่านสูง บางรุ่นกำลังสูงใช้แกนอัลลอยด์ไร้ระเบียบ ข้อมูลทดสอบแสดงให้เห็นว่า ภายใต้ความจุเดียวกัน หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์มักมีการสูญเสียเปล่าสูงกว่าหม้อแปลงพลังงาน 15%–20% เนื่องจากความเครียดจากการทำงานที่เฉพาะเจาะจง

สภาพแวดล้อมในการทำงานแตกต่างกันอย่างมาก หม้อแปลงพลังงานทำงานภายใต้โหลดที่ค่อนข้างคงที่ ด้วยความถี่ของกริดที่คงที่ที่ 50 Hz และอุณหภูมิแวดล้อมที่อยู่ระหว่าง -25°C ถึง 40°C แต่หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์เผชิญกับสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน: โรงงานผลิตอะลูมิเนียมอาจมีการเปลี่ยนแปลงโหลดหลายสิบครั้งต่อวัน ด้วยการกระแทกของกระแสทันทีที่เกินค่ากำหนดถึง 30% ข้อมูลวัดจากโรงหล่อแสดงให้เห็นว่า อุณหภูมิจุดร้อนของขดลวดในหม้อแปลงเรกทิไฟเออร์สามารถพุ่งขึ้นจาก 70°C ถึง 105°C ระหว่างการเริ่มต้นเครื่องอิเล็กโตรไลซิส ซึ่งต้องการความมั่นคงทางความร้อนที่สูงขึ้นจากวัสดุฉนวน

การออกแบบการป้องกันแตกต่างกันตามไปด้วย หม้อแปลงพลังงานเน้นการป้องกันฟ้าผ่าและการชื้น โดยทั่วไปมีระดับการป้องกัน IP23 แต่หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์ที่ติดตั้งในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่มีก๊าซกัดกร่อน มักใช้เคสสเตนเลสและระดับการป้องกันที่สูงขึ้น เช่น IP54 บางโรงงานเคมียังติดตั้งระบบระบายอากาศด้วยแรงดันในหม้อแปลงเรกทิไฟเออร์เพื่อป้องกันการเข้าของก๊าซกรด

วงจรการบำรุงรักษาก็แตกต่างกัน หม้อแปลงพลังงานมาตรฐานได้รับการตรวจสอบแกนทุก 6 ปีตามกฎหมายของประเทศ แต่บันทึกการบำรุงรักษาจากกลุ่มเหล็กหนึ่งแสดงให้เห็นว่า หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์ในสายหล่อต่อเนื่องต้องเปลี่ยนซีลทุก 2 ปีและทดสอบการบิดเบี้ยวขดลวดทุก 3 ปี เนื่องจากการเสื่อมสภาพเร็วขึ้นจากแรงเครียดทางกลที่สูงขึ้นภายใต้สภาพการทำงานของการเรกทิไฟเออร์

โครงสร้างค่าใช้จ่ายแตกต่างกันอย่างมาก สำหรับหน่วย 1,000 kVA หม้อแปลงพลังงานมาตรฐานมีค่าประมาณ 250,000 RMB ในขณะที่หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์ที่เทียบเท่ามักมีราคาสูงกว่า 40% ขึ้นไป ซึ่งมาจากการใช้วัสดุเพิ่มเติมเนื่องจากโครงสร้างขดลวดที่ซับซ้อนและส่วนประกอบในการปราบปรามฮาร์โมนิก ข้อมูลการผลิตจากโรงงานหนึ่งแสดงให้เห็นว่า หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์ใช้ทองแดงเพิ่มขึ้น 18% และเหล็กซิลิคอนเพิ่มขึ้น 12% เมื่อเทียบกับหม้อแปลงพลังงานที่เทียบเท่า

สถานการณ์การใช้งานมีความแตกต่างอย่างชัดเจน หม้อแปลงพลังงานพบได้ทั่วไปในสถานีแปลงไฟฟ้า ย่านที่อยู่อาศัย และคอมเพล็กซ์พาณิชย์ ทำหน้าที่ในการกระจายพลังงานพื้นฐาน แต่หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์ให้บริการอุตสาหกรรมเฉพาะเจาะจง: สถานีย่อยแรงดันสำหรับระบบขนส่งราง ห้องอิเล็กโตรไลซิสในโรงงานคลอรีน-โซดา และระบบอินเวอร์เตอร์ในสถานีพลังงานแสงอาทิตย์ ตัวอย่างเช่น ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์แห่งหนึ่งได้ติดตั้งหม้อแปลงเรกทิไฟเออร์ 24 ตัวเพื่อแปลงไฟ DC จากแผงโซลาร์เซลล์เป็น AC ที่เข้ากันได้กับระบบสายส่ง

พารามิเตอร์ทางเทคนิคก็แตกต่างกัน หม้อแปลงพลังงานมักมีความต้านทานสั้นวงจร 4%–8% ที่เหมาะสมสำหรับความมั่นคงของระบบ แต่หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์ต้องการการคำนวณความต้านทานอย่างแม่นยำ เอกสารออกแบบสำหรับรุ่นหนึ่งระบุว่า 8.5% เพื่อจำกัดกระแสไฟฟ้าที่ผิดพลาดและรับประกันการทำงานอย่างปลอดภัยของเรกทิไฟเออร์ ส่วนการเพิ่มอุณหภูมิ หม้อแปลงพลังงานจำกัดอุณหภูมิของน้ำมันบนสุดที่ 95°C ในขณะที่หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์อนุญาตให้มีการเพิ่มขึ้นชั่วคราวถึง 105°C ตามที่ระบุไว้ในข้อมูลทางเทคนิค

มาตรฐานประสิทธิภาพพลังงานแตกต่างกัน หม้อแปลงพลังงานต้องปฏิบัติตามเกรดประสิทธิภาพ GB 20052 ซึ่งมีข้อจำกัดอย่างเข้มงวดสำหรับการสูญเสียเปล่าและการสูญเสียโหลดสำหรับเกรด I ประสิทธิภาพ แต่หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์ยังไม่ได้รับการครอบคลุมโดยมาตรฐานประสิทธิภาพภาคบังคับของชาติ แม้ว่าผู้ผลิตชั้นนำจะปฏิบัติตาม IEEE C57.18.10 ข้อมูลทดสอบเปรียบเทียบแสดงให้เห็นว่า หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์ขั้นสูงมีประสิทธิภาพรวมสูงกว่ารุ่นทั่วไป 12% ประหยัดค่าไฟฟ้าเป็นหมื่นหยวนต่อปี

การเลือกขึ้นอยู่กับการใช้งานอย่างมาก สำหรับห้องกระจายไฟฟ้าในที่อยู่อาศัย หม้อแปลงพลังงานแบบ SCB13 ที่แห้งพอเพียง สำหรับสายชุบโลหะ จำเป็นต้องใช้หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์ที่มีรีแอคเตอร์บาลานซ์ เช่น ซีรีส์ ZHS บทเรียนที่ควรระวังมาจากโรงงานรถยนต์ที่ใช้หม้อแปลงพลังงานมาตรฐานสำหรับการชุบฟิล์มอิเล็กโตรโฟเรติก ทำให้แกนอิ่มตัวเนื่องจากความเบี่ยงเบนของ DC และทำให้ขดลวดไหม้ภายใน 3 เดือน

แนวโน้มอนาคตแตกต่างกัน หม้อแปลงพลังงานกำลังก้าวไปสู่ความฉลาด ด้วยรุ่นใหม่ ๆ ที่รวมการตรวจสอบออนไลน์ แต่หม้อแปลงเรกทิไฟเออร์ยังคงมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในการปราบปรามฮาร์โมนิก รุ่นล่าสุดของแบรนด์หนึ่งใช้การควบคุมแรงดันแบบไดนามิกเพื่อลดการบิดเบี้ยวฮาร์โมนิกด้านอินพุตจาก 28% ลงเหลือต่ำกว่า 5% การพัฒนาเทคโนโลยีเหล่านี้สอดคล้องกับความต้องการในการใช้งานของตนเองอย่างใกล้ชิด