อะไรคือคุณสมบัติทางเทคนิคและการประยุกต์ใช้ของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบเฟสเดียว
1 คุณลักษณะทางเทคนิคของหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว
จากประสบการณ์การทำงานของระบบจำหน่ายไฟฟ้าต่างประเทศ ทราบว่าหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวถูกใช้งานอย่างกว้างขวาง เมื่อเทียบกับหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส พวกเขามีข้อดีที่เฉพาะเจาะจง ซึ่งแสดงเป็นดังนี้:
1.1 โครงสร้างเรียบง่าย
คุณสมบัตินี้ทำให้เมื่อใช้วัสดุเดียวกัน สำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวที่มีความจุเท่ากัน ความสูญเสียในสถานะไม่มีโหลดจะน้อยกว่าหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส ในระดับหนึ่ง สามารถตอบสนองความต้องการในการประหยัดพลังงานและลดการใช้พลังงานได้มากขึ้น ยกตัวอย่างเช่น หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีความจุ 100 kVA และ 50 kVA ตาราง 1 แสดงการเปรียบเทียบต่าง ๆ
คำนวณตามเวลาทำงานประจำปี 8,000 ชั่วโมง หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว D10 ขนาด 100 kVA มีความสูญเสียในสถานะไม่มีโหลดน้อยกว่า S9 สามเฟสที่มีความจุเท่ากัน 1,280 kWh ขณะที่ขนาด 50 kVA ประหยัด 880 kWh โดยเฉลี่ย หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวลดความสูญเสียในสถานะไม่มีโหลดลงกว่า 50% เมื่อเทียบกับประเภทสามเฟส
1.2 ขนาดเล็กและติดตั้งง่าย
คุณสมบัตินี้ทำให้สายไฟแรงดันต่ำสามารถเข้าถึงจุดโหลดได้ใกล้ขึ้น ลดรัศมีของการจ่ายไฟ และลดความสูญเสียในระบบจำหน่ายไฟฟ้า ความสูญเสียในระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันต่ำเคยเป็นส่วนใหญ่ของความสูญเสียในระบบจำหน่ายไฟฟ้าทั้งหมด ก่อนการปรับปรุง ความสูญเสียในสายไฟแรงดันต่ำบนเสาไฟในเมืองอยู่ที่ 7% - 12% (บางพื้นที่อาจเกิน 30%) หลังจากการปรับปรุงระบบจำหน่ายไฟฟ้าในชนบท กำหนดเป้าหมายความสูญเสียแบบรวมที่ 12% ซึ่งเมืองกำลังเข้าใกล้เป้าหมายนี้
สาเหตุหลักที่ทำให้ความสูญเสียในระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันต่ำสูง: 1) หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสที่ใช้สำหรับการจ่ายไฟให้กับบ้านเรือน/ธุรกิจทำให้แหล่งกำเนิดไฟฟ้าอยู่ห่างจากโหลด ทำให้รัศมีของการจ่ายไฟเพิ่มขึ้นและทำให้ความสูญเสียในสายไฟเพิ่มขึ้น กระแสไฟฟ้าที่ไม่สมดุลยังเพิ่มความสูญเสียในหม้อแปลง 2) รัศมีที่ใหญ่ทำให้การขโมยไฟฟ้าเป็นไปได้มากขึ้น ทำให้การจัดการยาก หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียววางแหล่งกำเนิดไฟฟ้าใกล้กับผู้ใช้ ลดระยะทางของการจ่ายไฟ ความสูญเสียในสายไฟ และความเสี่ยงของการขโมยไฟฟ้า
โมเดลการจ่ายไฟ "ความจุเล็ก จุดกระจายมาก รัศมีสั้น" ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันต่ำ สามารถลดความสูญเสียได้โดยมีประสิทธิภาพ หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวเป็นส่วนสำคัญในการดำเนินการตามแนวทางนี้
1.3 การประหยัดค่าใช้จ่ายโครงการอย่างค่อนข้าง
สำหรับการจ่ายไฟด้วยหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว สายไฟแรงดันสูงใช้การติดตั้งสองสาย และสายไฟแรงดันต่ำใช้สองหรือสามสาย ในทางตรงกันข้าม หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสต้องการการติดตั้งสามสายสำหรับแรงดันสูงและสี่สายสำหรับแรงดันต่ำ ดังนั้น การติดตั้งแบบเฟสเดียวจะช่วยประหยัดสายไฟและลดการใช้งานฟิวส์ป้องกันการตกกระแทก ฟิวส์ป้องกันไฟฟ้ากระชาก และอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ สถิติที่ไม่สมบูรณ์แสดงว่า: การติดตั้งแบบเฟสเดียวลดค่าใช้จ่ายของสายไฟแรงดันสูงประมาณ 10% และค่าใช้จ่ายของโครงการสายไฟแรงดันต่ำ 15%
1.4 ความน่าเชื่อถือในการจ่ายไฟที่เพิ่มขึ้น
หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวเหมาะสมกับสถานการณ์ที่มีความจุเล็กและจุดกระจายมาก ทำให้ครอบคลุมผู้ใช้ได้มากขึ้น ทางสถิติแล้ว ฐานผู้ใช้ที่ใหญ่ขึ้นจะเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์ความน่าเชื่อถือ สำหรับการจัดการ การจำกัดการจ่ายไฟผ่านวงจรหม้อแปลงเดียวจะลดพื้นที่ที่ขาดไฟและลดผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือ ทางโครงสร้าง หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสที่มีขดลวดรวมหากขดลวดใดขดลวดหนึ่งเสียหาย อาจทำให้หม้อแปลงทั้งหมดเสียหาย ทำให้เกิดภาวะไฟดับในพื้นที่
ทางเทคนิค หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส (Y/Y₀ หรือ △/Y₀) อาจเผชิญกับความผิดปกติของแรงดันในเฟสอื่น ๆ เมื่อฟิวส์ใดฟิวส์หนึ่งขาด ระบบแรงดันต่ำสามสายสี่สาย 380V/220V อาจเผชิญกับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันจากวงจรลัดวงจรที่กลาง ทำให้แสงสว่างเปลี่ยนแปลงและทำลายอุปกรณ์ หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวสามารถหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้ได้มาก ทำให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือ
2 การใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว
2.1 ขอบเขตการใช้งาน
ตามคุณลักษณะทางเทคนิคของหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว แนะนำให้ใช้งานในสถานการณ์ต่อไปนี้:
2.1.1 พื้นที่ชุมชนในเมือง
ปัจจุบัน การใช้ไฟฟ้าในพื้นที่ชุมชนเมืองส่วนใหญ่ใช้สำหรับแสงสว่างและโหลดเฟสเดียว (เช่น เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน เช่น เครื่องปรับอากาศและตู้เย็น) ตรงตามความต้องการในการ "จ่ายไฟแรงดันสูงถึงบ้าน" ตามการออกแบบบ้านและการกระจายโหลด ควรใช้โมเดลการจ่ายไฟ "หม้อแปลงเฟสเดียวต่ออาคาร" หรือ "หม้อแปลงเฟสเดียวต่อหน่วย" เพื่อลดรัศมีของการจ่ายไฟในระบบจำหน่ายไฟฟ้าแรงดันต่ำ (ควรอยู่ภายใน 100 เมตร) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและคุณภาพของการจ่ายไฟ
2.1.2 แสงสว่างและการใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กในชนบท
การใช้ไฟฟ้าสำหรับแสงสว่างและการใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กในชนบท (เช่น เครื่องจักรเกษตรขนาดเล็ก อุปกรณ์ชลประทาน) มีโหลดต่ำและมีการเปลี่ยนแปลงน้อย ทำให้เหมาะสมกับหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวขนาดเล็ก การติดตั้งหม้อแปลงเหล่านี้อย่างเหมาะสมสามารถตรงกับความต้องการของโหลด ลดค่าใช้จ่ายในการจ่ายไฟ และรับประกันการจ่ายไฟที่มั่นคง
2.1.3 ชุมชนและตลาดที่มีการขโมยไฟฟ้าอย่างรุนแรง
การดำเนินการ "จ่ายไฟแรงดันสูงถึงบ้าน" สามารถกำจัดการขโมยไฟฟ้าที่เกิดจากสายไฟแรงดันต่ำที่ผิดกฎหมาย นอกจากนี้ยังช่วยในการประเมินความสูญเสียในสายไฟและหม้อแปลงรายสายไฟและหม้อแปลง ทำให้สามารถตรวจสอบการสูญเสียจากการใช้ไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำและเพิ่มการจัดการไฟฟ้า
2.1.4 การปรับปรุงการจ่ายไฟสำหรับผู้ใช้ภาคอุตสาหกรรมขนาดเล็ก
ส่งเสริมการเปลี่ยนผู้ใช้ภาคอุตสาหกรรมขนาดเล็กจาก "หม้อแปลงร่วม" เป็น "หม้อแปลงเฉพาะ" ด้วยการแพร่หลายของหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว ผู้ใช้ภาคอุตสาหกรรมและพาณิชย์ขนาดเล็กสามารถติดตั้งหม้อแปลงเฉพาะได้ ภายใต้นโยบายการไฟฟ้าและการกำหนดราคา การใช้หม้อแปลงเฉพาะจะแพร่หลายมากขึ้น แยกการจ่ายไฟสำหรับแสงสว่างออกจากไฟฟ้าสามเฟสสำหรับอุตสาหกรรม การแทนที่หม้อแปลงสามเฟสด้วยหม้อแปลงเฟสเดียวในกรณีที่เหมาะสม สามารถลดความสูญเสียในสายไฟแรงดันต่ำสาธารณะและหม้อแปลงร่วม ทำให้โหลดสมดุล และเพิ่มความมั่นคงของแรงดันที่ปลายผู้ใช้
2.2 ปัญหาในการใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว
ปัจจุบัน หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวส่วนใหญ่ใช้แผ่นเหล็กซิลิกอนที่ม้วนและอบ (Annealed) เป็นวัสดุแกน ผลิตโดยเทคโนโลยีการม้วนแกน ความสูญเสียในสถานะไม่มีโหลดและโหลด และเสียงการทำงานต่ำกว่าหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสแบบ S9 มาก
ด้วยการระบุกลุ่มการเชื่อมต่อ I/I₀ มีวิธีการเชื่อมต่อหลักสองวิธี:
สามขา (ด้านแรงดันต่ำ): ขดลวดเดียวที่มีจุดกลางต่อลงดิน ทำให้เกิดขดลวดสองขด ความสัมพันธ์ของแรงดัน: 10 kV/0.22 kV การเชื่อมต่อ: ดูรูปที่ 1 (a₁, a₂ = สายเฟส; x = สายกลาง)
สี่ขา (ด้านแรงดันต่ำ): ขดลวดสองขด (ไม่มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างกัน) ความสัมพันธ์ของแรงดัน (แรงดันสูงต่อแรงดันต่ำ): 10 kV/0.22 kV การเชื่อมต่อ: ดูรูปที่ 2
ในรูป a1, a2 เป็นสายเฟส และ x1, x2, x เป็นสายกลาง ในการใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว โปรดทราบว่า:
ในการจ่ายไฟ ด้านแรงดันต่ำมักใช้ระบบสามสาย ใช้ x1/x2/x เป็นสายกลาง (ต้องต่อลงดินอย่างเชื่อถือได้) สายเฟส a1, a2 ไม่ควรต่อขนานกัน ควรกระจายโหลดอย่างสม่ำเสมอเพื่อลดกระแสในสายกลางที่จุดต่อแรงดันต่ำและลดความสูญเสีย
ในการจ่ายไฟแรงดันต่ำ ใช้ระบบ TT (สวิตช์ควบคุมสายกลาง) หรือระบบ TN (ไม่ควบคุมสวิตช์สายกลาง)
เลือกขาแรงดันสูงตามกระแสไฟฟ้าสามเฟสที่ออกจากระบบจำหน่ายไฟฟ้า 10 kV กระแสไฟฟ้าที่ไม่สมดุลจะเพิ่มความสูญเสียในหม้อแปลงหลัก ทำให้เกิดแรงดันลำดับลบ และเสี่ยงต่อการปฏิบัติการป้องกันผิดพลาด วัดกระแสไฟฟ้าที่ออกจากระบบจำหน่ายไฟฟ้า 10 kV ก่อนและตั้งค่าขาตามกฎการสมดุลของกระแส
หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวเหมาะสมกับโหลดเฟสเดียว สำรวจองค์ประกอบและโครงสร้างของโหลด แยกโหลดเฟสเดียวและโหลดสามเฟส ตั้งหม้อแปลงใกล้กับโหลดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
ทำนายโหลด เลือกหม้อแปลงขนาด 20-100 kVA (ช่วงที่พบบ่อย)
ในการจ่ายไฟแรงดันต่ำ ติดตั้งสวิตช์แบ่งโซน/สวิตช์ต่อเชื่อมระหว่างเสา (หากเป็นไปได้) เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือ
