1 เหตุใดแกนหม้อแปลงจึงต้องต่อพื้นดิน?
ในระหว่างการดำเนินงานปกติของหม้อแปลงไฟฟ้า แกนจะต้องมีการต่อพื้นดินอย่างน่าเชื่อถือเพียงหนึ่งจุด หากไม่มีการต่อพื้นดิน จะเกิดแรงดันลอยระหว่างแกนกับพื้นดิน ซึ่งอาจทำให้เกิดการปล่อยประจุแตกตัวเป็นระยะๆ การต่อพื้นดินที่จุดเดียวจะช่วยกำจัดความเป็นไปได้ของการเกิดศักย์ลอยในแกน อย่างไรก็ตาม เมื่อมีจุดต่อพื้นดินสองจุดหรือมากกว่านั้น ความต่างศักย์ที่ไม่สมดุลระหว่างส่วนต่างๆ ของแกนจะทำให้เกิดกระแสไหลวนระหว่างจุดต่อพื้นดิน ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดจากการร้อนจากภาวะการต่อพื้นดินหลายจุด ข้อผิดพลาดในการต่อพื้นดินของแกนอาจทำให้เกิดการร้อนเกินในบริเวณท้องถิ่น ในกรณีร้ายแรง อุณหภูมิของแกนจะสูงขึ้นอย่างมาก จนทำให้เกิดการเตือนก๊าซเบา และอาจทำให้ระบบป้องกันก๊าซหนักทำงานและตัดวงจร บริเวณแกนที่ละลายจะทำให้เกิดการลัดวงจรระหว่างแผ่นเหล็ก ทำให้การสูญเสียพลังงานในแกนเพิ่มขึ้น และส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพและการทำงานของหม้อแปลงอย่างรุนแรง บางครั้งจำเป็นต้องเปลี่ยนแผ่นเหล็กซิลิคอนของแกน ดังนั้น แกนหม้อแปลงจะต้องมีจุดต่อพื้นดินเพียงหนึ่งจุดเท่านั้น—ไม่มากไปกว่านี้และไม่น้อยไปกว่านี้
2 เหตุใดจึงใช้แผ่นเหล็กซิลิคอนสำหรับแกนหม้อแปลง?
แกนหม้อแปลงทั่วไปทำจากแผ่นเหล็กซิลิคอน เหล็กซิลิคอนคือเหล็กที่มีซิลิคอน (เรียกอีกอย่างว่า ทราย) ผสมอยู่ในอัตรา 0.8-4.8% มีการใช้เหล็กซิลิคอนเนื่องจากมีคุณสมบัติแม่เหล็กที่ดีเยี่ยม และสามารถสร้างความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กสูงในขดลวดเมื่อมีกระแสไฟฟ้า ทำให้ขนาดของหม้อแปลงเล็กลง หม้อแปลงจะทำงานภายใต้สภาวะกระแสสลับเสมอ ซึ่งนอกจากการสูญเสียพลังงานในความต้านทานของขดลวดแล้ว ยังเกิดการสูญเสียพลังงานในแกนภายใต้สนามแม่เหล็กสลับด้วย การสูญเสียพลังงานในแกนเรียกว่า "การสูญเสียเหล็ก" ซึ่งประกอบด้วย "การสูญเสียจากฮิสเทอรีซิส" และ "การสูญเสียจากกระแสไหลวน" การสูญเสียจากฮิสเทอรีซิสเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการแม่เหล็ก เนื่องจากปรากฏการณ์ฮิสเทอรีซิส โดยการสูญเสียนี้สัมพันธ์กับพื้นที่ภายในลูปฮิสเทอรีซิสของวัสดุ เหล็กซิลิคอนมีลูปฮิสเทอรีซิสแคบ จึงมีการสูญเสียจากฮิสเทอรีซิสน้อยลง และลดการเกิดความร้อนลง
หากเหล็กซิลิคอนมีข้อดีเหล่านี้ ทำไมจึงไม่ใช้เป็นก้อนแข็ง? เพราะแกนแบบแผ่นช่วยลดอีกประเภทหนึ่งของการสูญเสียเหล็ก นั่นคือ การสูญเสียจากกระแสไหลวน ในระหว่างการทำงาน กระแสสลับในขดลวดจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กสลับ ซึ่งจะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในแกน กระแสที่เหนี่ยวนำนี้จะไหลเป็นวงจรปิดในแนวตั้งฉากกับทิศทางของฟลักซ์ สร้างเป็นกระแสไหลวนที่ทำให้เกิดความร้อน เพื่อลดการสูญเสียจากกระแสไหลวน แกนหม้อแปลงจึงใช้แผ่นเหล็กซิลิคอนที่เคลือบฉนวนนำมาซ้อนกัน ทำให้กระแสไหลวนต้องไหลผ่านเส้นทางแคบๆ ที่มีพื้นที่หน้าตัดเล็ก เพื่อเพิ่มความต้านทาน นอกจากนี้ ซิลิคอนในเหล็กยังช่วยเพิ่มความต้านทานไฟฟ้า ทำให้กระแสไหลวนลดลงอีกด้วย โดยทั่วไปแกนหม้อแปลงใช้แผ่นเหล็กซิลิคอนรีดเย็นหนา 0.35 มม. ตัดตามขนาดที่ต้องการและซ้อนกันในรูปแบบ "E-I" หรือ "C" โดยทฤษฎีแล้ว แผ่นที่บางลงและแถบที่แคบลงจะช่วยลดกระแสไหลวนได้ดีขึ้น ซึ่งจะลดการสูญเสียจากกระแสไหลวน ลดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ และประหยัดวัสดุ อย่างไรก็ตาม การผลิตแกนในทางปฏิบัติต้องพิจารณาหลายปัจจัย เช่น แผ่นที่บางเกินไปจะทำให้ต้นทุนแรงงานสูงขึ้นมาก และลดพื้นที่หน้าตัดที่มีประสิทธิภาพของแกน ดังนั้นขนาดของแผ่นเหล็กซิลิคอนสำหรับแกนหม้อแปลงจะต้องพิจารณาสมดุลหลายปัจจัยเพื่อให้ได้ออกแบบที่เหมาะสมที่สุด
3 ช่วงการป้องกันของระบบป้องกันบุชโฮลซ์ (แก๊ส) คืออะไร?
4 ความแตกต่างระหว่างการป้องกันต่างๆ ของหม้อแปลงหลักและการป้องกันบุชโฮลซ์คืออะไร?
5 การจัดการกับข้อผิดพลาดของเครื่องทำความเย็นหม้อแปลงหลักควรทำอย่างไร?
6 ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นเมื่อหม้อแปลงที่ไม่ตรงตามเงื่อนไขการใช้งานแบบขนานถูกใช้งานแบบขนาน?
เมื่อหม้อแปลงที่มีอัตราส่วนการแปลงต่างกันทำงานแบบขนาน จะเกิดกระแสวน ส่งผลต่อกำลังการผลิตของหม้อแปลง เมื่อหม้อแปลงที่มีค่าความต้านทานเปอร์เซ็นต์ต่างกันทำงานแบบขนาน โหลดจะไม่สามารถกระจายตามอัตราส่วนกำลังการผลิตของหม้อแปลง ส่งผลต่อกำลังการผลิต เมื่อหม้อแปลงที่มีกลุ่มการเชื่อมต่อต่างกันทำงานแบบขนาน จะเกิดการลัดวงจรในหม้อแปลง
7 สาเหตุของเสียงผิดปกติในหม้อแปลง?
8 เมื่อใดที่ไม่ควรปรับสวิตช์เปลี่ยนระดับแรงดันของหม้อแปลงที่สามารถเปลี่ยนระดับแรงดันขณะโหลด?
9 ค่าที่ระบุบนแผ่นชื่อหม้อแปลงหมายความว่าอย่างไร?
ค่าที่ระบุบนแผ่นชื่อหม้อแปลงเป็นค่าที่ผู้ผลิตกำหนดสำหรับการทำงานปกติของหม้อแปลง การทำงานภายใต้ค่านี้จะช่วยให้มั่นใจในการทำงานที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพในระยะยาว ค่าที่ระบุรวมถึง:
10 ทำไมอินเวอร์เตอร์แหล่งจ่ายกระแสต้องการกำลังการผลิตของหม้อแปลงที่มากกว่า?
การออกแบบหม้อแปลงโดยทั่วไปจะพิจารณาจากกำลังการผลิตที่ระบุแทนที่จะเป็นกำลังที่ระบุ เนื่องจากกระแสเกี่ยวข้องเฉพาะกับกำลังการผลิตที่ระบุ สำหรับอินเวอร์เตอร์แหล่งจ่ายแรงดัน แฟกเตอร์กำลังขาเข้าใกล้ 1 ดังนั้นกำลังการผลิตที่ระบุและกำลังที่ระบุมีค่าใกล้เคียงกัน อินเวอร์เตอร์แหล่งจ่ายกระแสต่างออกไป แฟกเตอร์กำลังของหม้อแปลงทางขาเข้าเท่ากับแฟกเตอร์กำลังของมอเตอร์เหนี่ยวนำที่โหลดสูงสุด ดังนั้นสำหรับมอเตอร์โหลดเดียวกัน กำลังการผลิตที่ระบุต้องมากกว่าหม้อแปลงที่ใช้กับอินเวอร์เตอร์แหล่งจ่ายแรงดัน
11 ปัจจัยใดที่ส่งผลต่อกำลังการผลิตของหม้อแปลง?
การเลือกแกนเหล็กเกี่ยวข้องกับแรงดัน ในขณะที่การเลือกตัวนำเกี่ยวข้องกับกระแส ความหนาของตัวนำส่งผลโดยตรงต่อการสร้างความร้อน กล่าวอีกนัยหนึ่ง กำลังการผลิตของหม้อแปลงเกี่ยวข้องเฉพาะกับการสร้างความร้อน สำหรับหม้อแปลงที่ออกแบบมาอย่างดีและทำงานในสภาพที่มีการระบายความร้อนไม่ดี หม้อแปลง 1000kVA อาจทำงานที่ 1250kVA ด้วยการระบายความร้อนที่ดีขึ้น นอกจากนี้ กำลังการผลิตที่ระบุเกี่ยวข้องกับการเพิ่มอุณหภูมิที่ยอมรับได้ ตัวอย่างเช่น หม้อแปลง 1000kVA ที่มีการเพิ่มอุณหภูมิที่ยอมรับได้ 100K อาจมีกำลังการผลิตเกิน 1000kVA หากสามารถทำงานที่ 120K ในกรณีพิเศษ แสดงให้เห็นว่าการปรับปรุงสภาพการระบายความร้อนของหม้อแปลงสามารถเพิ่มกำลังการผลิตที่ระบุได้ ตรงกันข้าม สำหรับอินเวอร์เตอร์ที่มีกำลังการผลิตเดียวกัน ขนาดตู้หม้อแปลงสามารถลดลงได้
12 วิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพของหม้อแปลง?
13 ทำไมต้องเร่งการปรับปรุงทางเทคนิคของหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีการใช้พลังงานสูง?
หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีการใช้พลังงานสูงส่วนใหญ่หมายถึงหม้อแปลงซีรีส์ SJ, SJL, SL7, S7 ซึ่งมีการสูญเสียเหล็กและทองแดงมากกว่าหม้อแปลงซีรีส์ S9 ที่แพร่หลายในปัจจุบัน เช่น เมื่อเทียบกับ S9, S7 มีการสูญเสียเหล็กสูงกว่า 11% และการสูญเสียทองแดงสูงกว่า 28% หม้อแปลงรุ่นใหม่เช่น S10 และ S11 มีประสิทธิภาพในการใช้พลังงานมากกว่า S9 ในขณะที่หม้อแปลงอัลลอยไม่มีโครงสร้างมีการสูญเสียเหล็กเท่ากับเพียง 20% ของหม้อแปลง S7 หม้อแปลงมักมีอายุการใช้งานหลายทศวรรษ การแทนที่หม้อแปลงที่มีการใช้พลังงานสูงด้วยโมเดลที่มีประสิทธิภาพสูงไม่เพียงแต่เพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงานเท่านั้น แต่ยังช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้มากตลอดอายุการใช้งาน
14 อะไรคือกระแสวน? กระแสวนทำให้เกิดความเสียหายอย่างไร?
เมื่อมีกระแสสลับไหลผ่านตัวนำ จะสร้างสนามแม่เหล็กสลับรอบตัวนำ สนามแม่เหล็กสลับนี้จะทำให้เกิดกระแสภายในตัวนำที่เป็นของแข็ง เนื่องจากกระแสที่เกิดขึ้นนี้มีวงจรป้อนกลับภายในตัวนำคล้ายกับกระแสน้ำวน จึงเรียกว่ากระแสวน กระแสวนไม่เพียงแค่สิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้า ลดประสิทธิภาพของอุปกรณ์เท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดความร้อนในอุปกรณ์ไฟฟ้า (เช่น แกนหม้อแปลง) ซึ่งอาจส่งผลต่อการทำงานปกติของอุปกรณ์เมื่อเกิดขึ้นอย่างรุนแรง
15 ทำไมการป้องกันแบบฉับพลันของหม้อแปลงต้องหลีกเลี่ยงกระแสไฟฟ้าลัดวงจรแรงดันต่ำ?
ส่วนใหญ่เน้นไปที่การเลือกปฏิบัติของการป้องกันโดยเรล레이 ป้องกันแบบฉับพลันบนด้านแรงดันสูงหลักๆ เพื่อป้องกันความเสียหายภายนอกหม้อแปลงที่รุนแรง เมื่อกำหนดค่า ถ้าการป้องกันไม่หลีกเลี่ยงกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงสุดบนด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลง ขอบเขตการป้องกันจะขยายออกไปยังสายส่งออกแรงดันต่ำ เนื่องจากค่ากระแสไฟฟ้าลัดวงจรไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในระยะใกล้กับทางออกแรงดันต่ำ ซึ่งจะทำให้การเลือกปฏิบัติเสียหาย ในขณะที่การป้องกันที่ไม่เลือกปฏิบัติมีความน่าเชื่อถือมากกว่า แต่สร้างความไม่สะดวกในการทำงาน ตัวอย่างเช่น หลายพื้นที่อุตสาหกรรมมีห้องจ่ายไฟ 10kV (บัส 10kV + ตัวตัดวงจรขาออก) แต่ละโรงงานมีวงจรกระจายไฟฟ้าแรงดันต่ำ (วงจรหลัก + หม้อแปลง) ถ้าตัวตัดวงจรไม่หลีกเลี่ยงกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงสุดบนด้านแรงดันต่ำของหม้อแปลง สวิตช์หลักแรงดันต่ำ (สวิตช์โหลดวงจรหลัก + ฟิวส์) และตัวตัดวงจรแรงดันสูงจะทำงานทั้งสอง ทำให้เกิดความยากลำบากในการทำงาน
16 ทำไมไม่อนุญาตให้มีจุดกลางของหม้อแปลงที่ขนานกันสองตัวต่อพื้นพร้อมกัน?
ในระบบกระแสสูง เพื่อตอบสนองความต้องการประสานความไวของระบบป้องกันโดยเรลเลย์ บางหม้อแปลงหลักจำเป็นต้องต่อพื้นในขณะที่บางตัวไม่ต่อพื้น ที่สถานีที่มีหม้อแปลงหลักสองตัว การไม่ต่อพื้นจุดกลางของทั้งสองตัวพร้อมกันส่วนใหญ่เน้นที่การประสานกันของระบบป้องกันกระแสศูนย์และแรงดันศูนย์ ในสถานีไฟฟ้าที่มีหม้อแปลงขนานกันหลายตัว โดยทั่วไปจะมีบางหม้อแปลงต่อพื้นและบางตัวไม่ต่อพื้น ซึ่งจำกัดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรที่พื้นให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมและลดผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงโหมดการทำงานต่อขนาดและการกระจายของกระแสศูนย์ทั่วระบบ ทำให้ระบบป้องกันกระแสศูนย์มีความไวสูงขึ้น
17 ทำไมต้องทำการทดสอบการปิดวงจรแบบกระแทกก่อนนำหม้อแปลงที่ติดตั้งใหม่หรือซ่อมแซมแล้วมาใช้งาน?
การแยกหม้อแปลงที่ไม่มีโหลดออกจากกริดจะสร้างแรงดันสูงจากการเปลี่ยนแปลงวงจร ในระบบต่อพื้นที่มีกระแสต่ำ แรงดันสูงนี้สามารถสูงถึง 3-4 เท่าของแรงดันเฟสที่กำหนด ในระบบต่อพื้นที่มีกระแสมาก แรงดันสูงนี้สามารถสูงถึง 3 เท่าของแรงดันเฟสที่กำหนด ดังนั้น เพื่อยืนยันว่าฉนวนของหม้อแปลงสามารถทนทานต่อแรงดันที่กำหนดและแรงดันสูงจากการเปลี่ยนแปลงวงจร ต้องทำการทดสอบการปิดวงจรแบบกระแทกหลายครั้งก่อนนำมาใช้งาน นอกจากนี้ การจ่ายไฟให้กับหม้อแปลงที่ไม่มีโหลดจะสร้างกระแสกระตุ้นที่สามารถสูงถึง 6-8 เท่าของกระแสที่กำหนด เนื่องจากกระแสกระตุ้นสร้างแรงแม่เหล็กที่มีน้ำหนักมาก ทดสอบการปิดวงจรแบบกระแทกยังตรวจสอบความแข็งแรงทางกลของหม้อแปลงและว่าระบบป้องกันโดยเรลเลย์อาจทำงานผิดพลาดหรือไม่