การทดสอบประจำสำหรับหม้อแปลงแรงดันภายนอกคืออะไร

1. บทนำ

หม้อแปลงแรงดันภายนอกเป็นอุปกรณ์สำคัญในการรับประกันความปลอดภัยของเครื่องมือไฟฟ้า การวิเคราะห์ทดสอบอย่างมีระบบและครอบคลุมเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงอันตรายและความเสียหายทรัพย์สินที่เกิดจากการทำงานไม่ถูกต้อง การวิเคราะห์ทดสอบสามารถช่วยในการกำหนดกลยุทธ์การทำงานและการระวัง เพื่อรับประกันการทำงานที่มั่นคงของอุปกรณ์ และเพิ่มผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคมให้มากที่สุด

2. แนวคิดเกี่ยวกับหม้อแปลงแรงดันภายนอก

หม้อแปลงแรงดันภายนอกโดยพื้นฐานแล้วเป็นหม้อแปลงลดแรงดันภายนอก ซึ่งมีฟังก์ชันหลักในการแยกแรงดันไฟฟ้าสูง:

• แปลงแรงดันไฟฟ้าสูงเป็นแรงดันรองในระดับ 100V หรือน้อยกว่าตามสัดส่วน เพื่อตอบสนองความต้องการของเครื่องมือวัดและระบบป้องกันวงจร

• ใช้สำหรับควบคุม/ตรวจสอบการส่งออกสายในโรงไฟฟ้าและสถานีแปลงไฟฟ้า รวมถึงการชำระค่าไฟฟ้าระหว่างระบบไฟฟ้ากับผู้ใช้ และระหว่างโรงไฟฟ้ากับสถานี
  มีคุณค่าและความเหมาะสมสูง ต้องใช้งานอย่างเหมาะสมเพื่อเพิ่มคุณค่าให้สูงสุด

2.1 วิธีทดสอบและหลักการทำงาน

วิธีการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับมักใช้ในการทดสอบหม้อแปลงแรงดันภายนอก วิธีการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับตรวจจับแทนเจนต์ของมุมการสูญเสียสื่อฉนวนของส่วนต่อไปนี้:

• สื่อฉนวนระหว่างจอไฟฟ้าสถิตหลัก (X terminal) กับขดลวดรองและขดลวดสาม

• สื่อฉนวนระหว่างขดลวดหลักกับปลายขดลวดรองและขดลวดสาม

• สื่อฉนวนระหว่างโครงสร้างรองรับฉนวนและพื้น

2.2 การวิเคราะห์ข้อบกพร่องของวิธีการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับ

วิธีการเชื่อมต่อแบบย้อนกลับมีข้อบกพร่องสามประการ:

• ข้อจำกัดในการวัด: สะท้อนแทนเจนต์ของมุมการสูญเสียสื่อฉนวนระหว่างจอไฟฟ้าสถิตหลักและขดลวดรองและขดลวดสาม โดยเนื่องจากความจุของส่วนนี้เท่ากับ 1000pF ซึ่งมากกว่าส่วนอื่นๆ (หลายสิบพิโคฟารัด) ทำให้ยากที่จะสะท้อนการเปลี่ยนแปลงของมุมการสูญเสียสื่อฉนวนของสองส่วนหลัง

• แรงดันทดสอบต่ำ: ระดับฉนวนของปลายขดลวดแรงดันสูงของหม้อแปลงแรงดันเรียงต่อกันต่ำ แรงดันทดสอบที่ออกแบบโดยผู้ผลิตคือ 2000V และโดยทั่วไปสามารถใช้แรงดัน 1600V ในการทดสอบป้องกัน (บางหน่วยใช้ 2500 - 3000V แม้ว่าจะสามารถตรวจจับน้ำเข้าและความชื้นได้ แต่แรงดันโดยรวมยังต่ำ ซึ่งส่งผลต่อความไวในการวัดของสะพาน)

• การรบกวนจากสิ่งปนเปื้อน: สิ่งปนเปื้อนบนแผงปลั๊กและกระบอกเซรามิกขนาดเล็กที่นำออกจาก X terminal จะเพิ่มความผิดพลาดในการวัด แม้ว่าวิธีการเชื่อมต่อแบบตรงสามารถใช้ลดผลกระทบ (วิธีการเชื่อมต่อแบบตรงยังวัดแทนเจนต์ของมุมการสูญเสียสื่อฉนวนระหว่างจอไฟฟ้าสถิตหลักและขดลวดรองและขดลวดสาม) แต่ความผิดพลาดในการวัดของวิธีการเชื่อมต่อแบบตรงเองยังคงสูง

เพื่อความแม่นยำ หม้อแปลงแรงดันและหม้อแปลงกำลังมีหลักการทำงานที่คล้ายคลึงกัน โครงสร้างพื้นฐานประกอบด้วยสามส่วน: แกนเหล็ก ขดลวดหลัก และขดลวดรอง ฟังก์ชันหลักของหม้อแปลงกำลังคือการส่งพลังงานไฟฟ้า ดังนั้นมักมีกำลังขับเคลื่อนสูง ฟังก์ชันหลักของหม้อแปลงแรงดันคือการแปลงแรงดัน รับประกันการจ่ายไฟฟ้าให้กับเครื่องมือวัดและอุปกรณ์ป้องกันวงจร และวัดแรงดัน พลังงาน และพลังงานไฟฟ้าในวงจร ควรทราบว่าหม้อแปลงแรงดันยังสามารถวิเคราะห์และตรวจสอบความผิดปกติของสายไฟได้ ปัจจัยเหล่านี้กำหนดให้หม้อแปลงแรงดันภายนอกมีกำลังขับเคลื่อนค่อนข้างน้อย โดยทั่วไปหม้อแปลงแรงดันภายนอกทำงานในสภาพไม่มีโหลด แผนภาพวิเคราะห์หลักการทำงานของหม้อแปลงแรงดันแสดงในรูปที่ 1.

จากแผนภาพ ขดลวดแรงดันสูงของหม้อแปลงแรงดันขนานกับวงจรที่เกี่ยวข้องในวงจรหลัก แรงดันรองเป็นสัดส่วนกับแรงดันหลักและสะท้อนค่าของมัน อัตราส่วนของแรงดันกำหนดของขดลวดหลักและขดลวดรองคืออัตราส่วนการแปลงที่กำหนด หรือ K_n = U₁/U₂. นอกจากนี้ ขดลวดหลักขนานในวงจรหลัก ดังนั้นข้างรองไม่สามารถลัดวงจรได้ — การลัดวงจรจะสร้างกระแสไฟฟ้าที่แรง ทำลายหม้อแปลงและอาจทำให้สายไฟหยุดทำงานในกรณีที่รุนแรง คล้ายกัน ในระหว่างการทดสอบหม้อแปลงแรงดันภายนอก เพื่อหลีกเลี่ยงแรงดันสูงหรือต่ำเกินไป ให้ต่อขดลวดรอง แกนเหล็ก และโครงสร้างกับพื้น นี่จะรับประกันความปลอดภัยของหม้อแปลงและอุปกรณ์ภายนอกแม้จะเกิดเหตุการณ์ไม่คาดคิด

3. ประเภทของหม้อแปลงแรงดันภายนอก

• แบ่งตามหลักการทำงานของหม้อแปลงแรงดัน: หม้อแปลงแรงดันแม่เหล็กไฟฟ้าและหม้อแปลงแรงดันแบบคาปาซิทีฟ

• แบ่งตามลักษณะเฉพาะของสภาพการทำงานภายนอก: หม้อแปลงแรงดันภายนอกทั่วไปและหม้อแปลงแรงดันภายนอกพิเศษ

• แบ่งตามจำนวนเฟสของหม้อแปลงแรงดัน: แบบเฟสเดียวและแบบสามเฟส โดยทั่วไปหม้อแปลงแรงดันเฟสเดียวหมายถึงหม้อแปลงที่สามารถผลิตได้สำหรับระดับแรงดันใดๆ และสามารถแปลงตามที่ต้องการภายใต้เงื่อนไขต่างๆ เพื่อรับประกันการเปลี่ยนแปลงที่ต้องการ ในขณะที่หม้อแปลงแรงดันสามเฟสจำกัดอยู่ที่ระดับแรงดัน 10 kV หรือน้อยกว่าแม้ว่าหม้อแปลงแรงดันชนิดนี้จะมีข้อจำกัดอยู่บ้าง แต่ก็เหมาะสมสำหรับการใช้งานในสถานการณ์เฉพาะ

• แบ่งตามจำนวนขดลวดของหม้อแปลงแรงดัน: แบบสองขดลวดรวมและแบบสามขดลวดรวม

• แบ่งตามโครงสร้างฉนวน: แบบแห้ง แบบเทพลาสติก แบบเติมแก๊ส และแบบแช่น้ำมัน แน่นอนว่าในการเลือกใช้หม้อแปลงแรงดันภายนอกชนิดใด จำเป็นต้องพิจารณาสภาพแวดล้อมและลักษณะเฉพาะของหม้อแปลงแรงดันทั้งหมดอย่างละเอียด

4. การวิเคราะห์โหมดการต่อสายของหม้อแปลงแรงดันภายนอกในการทดสอบประจำ

ในการทดสอบทั้งหมดของหม้อแปลงแรงดันภายนอก โหมดการต่อสายเป็นส่วนสำคัญและจำเป็นในหม้อแปลงแรงดัน เราจำเป็นต้องวิเคราะห์เพื่อรับประกันความปลอดภัยและเสถียรภาพของการทดสอบทั้งหมด

4.1 การต่อสายแบบเดี่ยว

เป็นโหมดการต่อสายที่ใช้หม้อแปลงแรงดันเฟสเดียววัดแรงดันของเฟสหนึ่งต่อพื้นหรือแรงดันระหว่างเฟส วิธีการต่อสายของหม้อแปลงแรงดันนี้ใช้สำหรับวงจรสามเฟสที่สมมาตร

4.2 โหมดการต่อสาย V - V

โหมดการต่อสาย V - V หมายถึงการเชื่อมต่อหม้อแปลงเฟสเดียวสองตัวเป็นโครงสร้างไม่สมบูรณ์ โหมดการต่อสายนี้สามารถใช้วัดแรงดันระหว่างเฟสได้ดีขึ้น แต่ก็มีข้อเสียคือไม่สามารถวัดแรงดันต่อพื้นได้ ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบไฟฟ้าแรงดัน 20 kV หรือน้อยกว่าที่จุดกลางไม่ต่อพื้นหรือต่อพื้นผ่านวงจรป้อนอาร์ค

4.3 การต่อสาย Y0 - Y0

โหมดการต่อสายนี้เชื่อมต่อทั้งข้างหลักและข้างรองของหม้อแปลงเฟสเดียวเป็นแบบ Y0 โหมดการต่อสายนี้มีข้อดีคือสามารถจ่ายไฟให้กับมิเตอร์และรีเลย์ที่ต้องการแรงดัน และมิเตอร์ตรวจสอบฉนวนที่ต้องการแรงดันเฟส ทั่วไปแล้วโหมดการต่อสายนี้ใช้ในระบบต่ำกว่า 35 kV

5 การวิเคราะห์ข้อควรระวังในการทดสอบประจำของหม้อแปลงแรงดันภายนอก

• ในการทดสอบ ก่อนทำการทดสอบหม้อแปลงแรงดันอย่างเป็นทางการ จำเป็นต้องทำการปรับและทดสอบขั้วและความต้านทานฉนวนของหม้อแปลงแรงดันอย่างมีระบบ เพื่อรับประกันว่าหม้อแปลงแรงดันจะไม่สูญเสียโดยไม่จำเป็นเนื่องจากปัจจัยภายนอกในการทดสอบ

• การต่อสายของหม้อแปลงแรงดันภายนอกต้องถูกต้อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งต้องสังเกตว่าขดลวดหลักและวงจรที่ทดสอบต้องต่อขนาน และขดลวดรองและขดลวดแรงดันของเครื่องมือวัดและอุปกรณ์ป้องกันวงจรที่ต่อต้องต่อขนาน ต้องสังเกตว่าความถูกต้องของขั้วต้องได้รับการรับประกันด้วย

• ในการทดสอบ โหลดข้างรองของหม้อแปลงแรงดันไม่ควรเกินกำลังขับเคลื่อนที่กำหนดในภาวะปกติ หากเกินจะทำให้มีความผิดพลาดของข้อมูลทั้งหมดของหม้อแปลงแรงดันสูง และไม่สามารถได้รับค่าปกติที่ต้องการ

• ข้างรองของหม้อแปลงแรงดันไม่ควรลัดวงจร เนื่องจากความต้านทานภายในของหม้อแปลงแรงดันค่อนข้างต่ำ ถ้าวงจรลัดวงจรจะสร้างกระแสไฟฟ้าที่แรง ทำให้เกิดความเสียหายอย่างมากต่ออุปกรณ์หม้อแปลงแรงดันทั้งหมด ในกรณีที่รุนแรงอาจคุกคามความปลอดภัยของเจ้าหน้าที่ทดสอบด้วย นอกจากนี้หากเป็นไปได้ควรมีอุปกรณ์ป้องกันและตรวจสอบบางอย่างบนข้างหลัก เพื่อรับประกันความมั่นคงของระบบทดสอบทั้งหมดและหลีกเลี่ยงสถานการณ์ที่ไม่จำเป็น

• เพื่อรับประกันการวัดที่เกี่ยวข้องและการปลอดภัยของเจ้าหน้าที่ทดสอบ ขดลวดรองต้องต่อพื้นที่จุดเดียวในการทดลอง ข้อดีของนี้คือแม้จะเกิดความเสียหายของฉนวนก็สามารถรับประกันความปลอดภัยของทรัพย์สินและบุคคลได้ดี

6 สรุป

ผ่านการวิเคราะห์ทดสอบหม้อแปลงแรงดันภายนอก ได้กำหนดวิธีทดสอบและข้อควรระวังที่ครบถ้วนและมีระบบ รับประกันการดำเนินการทดสอบทั้งหมดอย่างปกติ ปกป้องความปลอดภัยของอุปกรณ์และบุคคล และให้พื้นฐานที่เชื่อถือได้สำหรับการใช้งานหม้อแปลงแรงดันภายนอกในภาคไฟฟ้าเพื่อเพิ่มคุณค่าให้สูงสุด