หม้อแปลงกระแสใช้กันอย่างแพร่หลายในพลังงานสมัยใหม่เป็นอุปกรณ์สำหรับเปลี่ยนพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าต่าง ๆ ให้เป็นค่าที่คล้ายคลึงกันในขณะที่ยังคงรักษาค่าพื้นฐานไว้ การทำงานของอุปกรณ์เป็นไปตามกฎการเหนี่ยวนำซึ่งเกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงแบบไซน์ หม้อแปลงแปลงค่าหลักของกระแสตามโมดูลและการส่งผ่านมุมตามสัดส่วนของข้อมูลดั้งเดิม จำเป็นต้องเลือกอุปกรณ์ตามขอบเขตการใช้งานอุปกรณ์และจำนวนผู้ใช้ที่เชื่อมต่อ
เนื้อหา
หม้อแปลงกระแสคืออะไร?
อุปกรณ์นี้ใช้ในอุตสาหกรรม เครือข่ายการสื่อสารในเมือง และวิศวกรรม ในการผลิตและในด้านอื่นๆ เพื่อจ่ายกระแสไฟด้วยพารามิเตอร์ทางกายภาพบางอย่างแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับการหมุนของขดลวดปฐมภูมิซึ่งเป็นผลมาจากการกระทำของรังสีแม่เหล็กทำให้เกิดกระแสสลับ การแผ่รังสีแบบเดียวกันจะผ่านการหมุนรอบที่เหลือ เนื่องจากแรง EMF เคลื่อนที่ และเมื่อรอบรองลัดวงจรหรือเมื่อเชื่อมต่อกับวงจรไฟฟ้า กระแสไฟสำรองจะปรากฏขึ้นในระบบ
หม้อแปลงกระแสสมัยใหม่ช่วยให้คุณสามารถแปลงพลังงานด้วยพารามิเตอร์ดังกล่าวซึ่งการใช้งานจะไม่ทำให้เกิดอันตรายต่ออุปกรณ์ที่ทำงานอยู่ นอกจากนี้ ยังทำให้สามารถวัดโหลดที่เพิ่มขึ้นด้วยความปลอดภัยสูงสุดสำหรับอุปกรณ์และบุคลากร เนื่องจากการหมุนของแถวหลักและแถวรองจะแยกออกจากกันอย่างน่าเชื่อถือ
วัตถุประสงค์ของหม้อแปลงไฟฟ้า
การระบุสาเหตุที่ต้องใช้หม้อแปลงกระแสนั้นค่อนข้างง่าย: ขอบเขตรวมถึงอุตสาหกรรมทั้งหมดที่มีการแปลงปริมาณพลังงาน อุปกรณ์เหล่านี้เป็นหนึ่งในอุปกรณ์เสริมที่ใช้ร่วมกับเครื่องมือวัดและรีเลย์เมื่อสร้างวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ในกรณีเหล่านี้ หม้อแปลงแปลงพลังงานเพื่อความสะดวกในการถอดรหัสพารามิเตอร์หรืออุปกรณ์เชื่อมต่อที่มีลักษณะแตกต่างกันเป็นวงจรเดียว
พวกเขายังแยกแยะฟังก์ชั่นการวัดของหม้อแปลง: พวกมันทำหน้าที่เริ่มต้นวงจรไฟฟ้าด้วยแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นซึ่งจำเป็นต้องเชื่อมต่อเครื่องมือวัด แต่ไม่สามารถทำได้โดยตรง งานหลักของหม้อแปลงดังกล่าวคือการถ่ายโอนข้อมูลที่ได้รับเกี่ยวกับพารามิเตอร์ปัจจุบันไปยังเครื่องมือสำหรับการวัดซึ่งเชื่อมต่อกับขดลวดประเภททุติยภูมิอุปกรณ์ยังทำให้สามารถควบคุมกระแสในวงจรได้: เมื่อใช้รีเลย์และเข้าถึงพารามิเตอร์กระแสสูงสุด การป้องกันจะทำงานเพื่อปิดอุปกรณ์เพื่อหลีกเลี่ยงความเหนื่อยหน่ายและเป็นอันตรายต่อบุคลากร
หลักการทำงาน
การทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าวเป็นไปตามกฎการเหนี่ยวนำ โดยที่แรงดันไฟฟ้าเข้าสู่ทางเลี้ยวหลักและกระแสจะเอาชนะความต้านทานของขดลวดที่สร้างขึ้น ซึ่งทำให้เกิดการก่อตัวของฟลักซ์แม่เหล็กที่ส่งไปยังวงจรแม่เหล็ก การไหลไปในทิศทางตั้งฉากที่สัมพันธ์กับกระแส ซึ่งช่วยลดการสูญเสีย และเมื่อมันตัดผ่านการหมุนของขดลวดทุติยภูมิ แรง EMF จะเปิดใช้งาน เป็นผลมาจากอิทธิพลของมัน กระแสปรากฏในระบบซึ่งแข็งแกร่งกว่าความต้านทานของคอยล์ในขณะที่แรงดันที่เอาต์พุตของรอบรองลดลง
การออกแบบที่ง่ายที่สุดของหม้อแปลงไฟฟ้าจึงประกอบด้วยแกนของโลหะและขดลวดคู่หนึ่งที่ไม่ได้เชื่อมต่อกันและทำเป็นลวดที่มีฉนวน ในบางกรณี ภาระจะไปที่รอบหลักเท่านั้น ไม่ใช่รอบรอง: นี่คือโหมดปกติที่เรียกว่า ในทางกลับกัน หากอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานเชื่อมต่อกับขดลวดทุติยภูมิ กระแสจะไหลผ่านการหมุนซึ่งจะสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้า พารามิเตอร์ EMF ถูกกำหนดโดยจำนวนรอบ อัตราส่วนของแรงเคลื่อนไฟฟ้าสำหรับการหมุนรอบปฐมภูมิและทุติยภูมิเรียกว่าอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงซึ่งคำนวณจากอัตราส่วนของจำนวน คุณสามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าสำหรับผู้ใช้พลังงานขั้นสุดท้ายได้โดยการเปลี่ยนจำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิหรือทุติยภูมิ
การจำแนกประเภทของหม้อแปลงกระแส
อุปกรณ์ดังกล่าวมีหลายประเภท ซึ่งแบ่งตามเกณฑ์หลายประการ ได้แก่ วัตถุประสงค์ วิธีการติดตั้ง จำนวนขั้นตอนการแปลง และปัจจัยอื่นๆ ก่อนเลือกหม้อแปลงกระแสคุณต้องพิจารณาพารามิเตอร์เหล่านี้:
- การนัดหมาย. ตามเกณฑ์นี้ แบบจำลองการวัด ระดับกลาง และการป้องกันมีความโดดเด่น ดังนั้นอุปกรณ์ประเภทกลางจึงถูกใช้เมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์สำหรับการคำนวณในระบบป้องกันรีเลย์และวงจรอื่น ๆ แยกความแตกต่างของหม้อแปลงสำหรับห้องปฏิบัติการซึ่งให้ความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นของตัวบ่งชี้มีปัจจัยการแปลงจำนวนมาก
- วิธีการติดตั้ง มีหม้อแปลงสำหรับการติดตั้งภายนอกและภายใน: ไม่เพียงแต่ดูแตกต่างกัน แต่ยังมีตัวบ่งชี้ความต้านทานต่ออิทธิพลภายนอกที่แตกต่างกัน (เช่น อุปกรณ์สำหรับใช้ภายนอกอาคารได้รับการปกป้องจากการตกตะกอนและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ) หม้อแปลงไฟฟ้าเหนือศีรษะและแบบพกพาก็มีความโดดเด่นเช่นกัน หลังมีมวลและขนาดค่อนข้างเล็ก
- ประเภทคดเคี้ยว หม้อแปลงมีทั้งแบบหมุนเดี่ยวและหลายรอบ, คอยล์, ร็อด, บัสบาร์ ทั้งขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิอาจแตกต่างกัน และความแตกต่างยังเกี่ยวข้องกับฉนวน (แบบแห้ง พอร์ซเลน เบคาไลต์ น้ำมัน สารประกอบ ฯลฯ)
- ระดับของขั้นตอนการเปลี่ยนแปลง อุปกรณ์สามารถเป็นหนึ่งและสองขั้นตอน (เรียงซ้อน) ขีด จำกัด แรงดันไฟฟ้า 1,000 V อาจน้อยที่สุดหรือสูงสุดในทางตรงกันข้าม
- ออกแบบ. ตามเกณฑ์นี้หม้อแปลงกระแสสองประเภทมีความโดดเด่น - น้ำมันและแบบแห้งในกรณีแรก การหมุนของขดลวดและวงจรแม่เหล็กจะอยู่ในภาชนะที่บรรจุของเหลวมันพิเศษ: มันทำหน้าที่เป็นฉนวนและช่วยให้คุณควบคุมอุณหภูมิการทำงานของตัวกลางได้ ในกรณีที่สอง การระบายความร้อนเกิดขึ้นโดยอากาศ ระบบดังกล่าวใช้ในอาคารอุตสาหกรรมและที่อยู่อาศัย เนื่องจากไม่สามารถติดตั้งหม้อแปลงน้ำมันภายในเนื่องจากอันตรายจากไฟไหม้ที่เพิ่มขึ้น
- ประเภทแรงดันไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้าสามารถเป็นแบบ step-down และ step-up ได้: ในกรณีแรก แรงดันไฟที่จุดเลี้ยวหลักจะลดลง และในขั้นที่สองจะเพิ่มขึ้น
- ตัวเลือกการจำแนกประเภทอื่นคือการเลือกหม้อแปลงกระแสด้วยกำลัง พารามิเตอร์นี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของอุปกรณ์ จำนวนผู้ใช้ที่เชื่อมต่อ คุณสมบัติของอุปกรณ์
พารามิเตอร์และลักษณะเฉพาะ
เมื่อเลือกอุปกรณ์ดังกล่าว จำเป็นต้องคำนึงถึงพารามิเตอร์ทางเทคนิคหลักที่ส่งผลต่อช่วงการใช้งานและต้นทุนด้วย คุณสมบัติหลัก:
- โหลดพิกัดหรือกำลังไฟฟ้า: การเลือกตามเกณฑ์นี้สามารถทำได้โดยใช้ตารางเปรียบเทียบคุณลักษณะของหม้อแปลงไฟฟ้า ค่าพารามิเตอร์จะกำหนดคุณลักษณะปัจจุบันอื่น ๆ เนื่องจากมีการปรับให้เป็นมาตรฐานอย่างเคร่งครัดและใช้เพื่อกำหนดการทำงานปกติของอุปกรณ์ในระดับความแม่นยำที่เลือก
- จัดอันดับปัจจุบัน ตัวบ่งชี้นี้กำหนดช่วงเวลาที่อุปกรณ์สามารถทำงานได้โดยไม่ทำให้ร้อนเกินไปจนถึงอุณหภูมิวิกฤต ในอุปกรณ์หม้อแปลงไฟฟ้าตามกฎแล้วจะมีการสำรองที่เป็นของแข็งในแง่ของระดับความร้อนโดยมีการโอเวอร์โหลดสูงถึง 18-20% การทำงานเกิดขึ้นในโหมดปกติ
- แรงดันไฟฟ้า.ตัวบ่งชี้มีความสำคัญต่อคุณภาพของฉนวนที่คดเคี้ยว ทำให้การทำงานของอุปกรณ์เป็นไปอย่างราบรื่น
- ข้อผิดพลาด. ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจากอิทธิพลของฟลักซ์แม่เหล็ก อัตราความผิดพลาดคือความแตกต่างระหว่างข้อมูลที่แน่นอนของกระแสหลักและกระแสรอง การเพิ่มขึ้นของฟลักซ์แม่เหล็กในแกนหม้อแปลงมีส่วนทำให้เกิดข้อผิดพลาดเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน
- อัตราส่วนการแปลงซึ่งเป็นอัตราส่วนของกระแสในการเลี้ยวหลักและรอง มูลค่าที่แท้จริงของสัมประสิทธิ์แตกต่างจากค่าเล็กน้อยในจำนวนเท่ากับระดับการสูญเสียระหว่างการแปลงพลังงาน
- การจำกัดหลายหลาก ซึ่งแสดงสัมพันธ์กับกระแสหลักในรูปแบบจริงกับค่าเล็กน้อย
- หลายหลากของกระแสที่เกิดขึ้นในการหมุนของขดลวดชนิดทุติยภูมิ
ข้อมูลสำคัญของหม้อแปลงกระแสจะถูกกำหนดโดยวงจรสมมูล: ช่วยให้คุณศึกษาลักษณะของอุปกรณ์ในโหมดต่างๆ ตั้งแต่รอบเดินเบาไปจนถึงโหลดเต็ม
ตัวบ่งชี้หลักระบุไว้ที่ตัวเครื่องในรูปแบบของเครื่องหมายพิเศษ นอกจากนี้ยังอาจมีข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการยกและติดตั้งอุปกรณ์ ข้อมูลคำเตือนเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นในเทิร์นรอง (มากกว่า 350 โวลต์) ข้อมูลเกี่ยวกับการมีแผ่นกราวด์ การทำเครื่องหมายของตัวแปลงพลังงานถูกนำไปใช้ในรูปแบบของสติกเกอร์หรือด้วยสี
ความผิดปกติที่อาจเกิดขึ้น
เช่นเดียวกับอุปกรณ์อื่นๆ หม้อแปลงจะพังเป็นครั้งคราว และพวกเขาต้องการบริการที่มีคุณภาพพร้อมการวินิจฉัย ก่อนตรวจสอบอุปกรณ์ คุณจำเป็นต้องรู้ว่าการพังคืออะไร มีสัญญาณอะไรบ้างที่ตรงกับพวกเขา:
- เสียงรบกวนที่ไม่สม่ำเสมอภายในเคสเสียงแตกปรากฏการณ์นี้มักจะบ่งบอกถึงการแตกขององค์ประกอบกราวด์ การทับซ้อนกันบนเคสจากการหมุนที่คดเคี้ยว หรือการกดของแผ่นที่ใช้สำหรับวงจรแม่เหล็กอ่อนลง
- ความร้อนของเคสมากเกินไป เพิ่มความแรงของกระแสไฟในด้านการบริโภค ปัญหาอาจเกิดจากการลัดวงจรที่คดเคี้ยวเนื่องจากการสึกหรอหรือความเสียหายทางกลกับชั้นฉนวน การโอเวอร์โหลดบ่อยครั้งอันเป็นผลมาจากไฟฟ้าลัดวงจร
- รอยแตกในฉนวน รางระบายน้ำ จะปรากฏขึ้นเมื่อไม่มีการระบุข้อบกพร่องในการผลิตก่อนเริ่มดำเนินการ การหลอมของวัตถุแปลกปลอม และการทับซ้อนกันระหว่างอินพุตของเฟสของค่าต่างๆ
- การปล่อยน้ำมันในระหว่างที่เมมเบรนของโครงสร้างไอเสียถูกทำลาย ปัญหาอธิบายได้จากการลัดวงจรของอินเทอร์เฟซเนื่องจากการสึกหรอของฉนวน ระดับน้ำมันที่ลดลง แรงดันไฟตก หรือลักษณะที่ปรากฏของกระแสเกินภายใต้สภาวะของการลัดวงจรแบบทะลุผ่าน
- น้ำมันรั่วจากปะเก็นหรือก๊อกหม้อแปลง สาเหตุหลักมาจากการเชื่อมโหนดคุณภาพต่ำ การปิดผนึกไม่ดี การทำลายปะเก็นหรือปลั๊กวาล์วที่ไม่หุ้ม
- การเปิดรีเลย์ป้องกันแก๊ส ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อน้ำมันสลายตัว ซึ่งเกิดขึ้นจากการลัดวงจรที่คดเคี้ยว วงจรเปิด การเผาไหม้ของหน้าสัมผัสของอุปกรณ์สวิตชิ่ง หรือในกรณีที่ไฟฟ้าลัดวงจรไปยังตัวเรือนหม้อแปลง
- การปิดรีเลย์ป้องกันแก๊ส ปัญหาเกิดจากการสลายตัวของของเหลวที่เป็นน้ำมันซึ่งเป็นผลมาจากการปิดอินเตอร์เฟเชียล แรงดันไฟเกินของชิ้นส่วนภายในหรือภายนอก หรือเนื่องจากสิ่งที่เรียกว่า "ไฟจากเหล็ก"
- การป้องกันส่วนต่างสะดุด ความผิดปกตินี้จะปรากฏขึ้นเมื่อมีการพังทลายของช่องรับเข้า เมื่อมีการทับซ้อนกันระหว่างเฟส หรือในกรณีอื่นๆ
เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ให้สูงสุด จำเป็นต้องทำการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอโดยใช้เครื่องสร้างภาพความร้อน: อุปกรณ์ช่วยในการวินิจฉัยคุณภาพของหน้าสัมผัสที่ลดลงและอุณหภูมิในการทำงานที่ลดลง ในระหว่างการตรวจสอบ ผู้เชี่ยวชาญดำเนินการดังต่อไปนี้:
- การอ่านค่าแรงดันและกระแส
- ตรวจสอบโหลดโดยใช้แหล่งภายนอก
- การกำหนดพารามิเตอร์ในรูปแบบการทำงาน
- การคำนวณอัตราส่วนการแปลง การเปรียบเทียบและการวิเคราะห์ตัวบ่งชี้
การคำนวณหม้อแปลง
หลักการทำงานของอุปกรณ์นี้ถูกกำหนดโดยสูตร U1/U2=n1/n2ซึ่งมีการถอดรหัสองค์ประกอบดังนี้
- U1 และ U2 คือแรงดันไฟฟ้าของรอบปฐมภูมิและทุติยภูมิ
- n1 และ n2 - จำนวนบนขดลวดของประเภทหลักและรองตามลำดับ
ในการกำหนดพื้นที่หน้าตัดของแกนกลางจะใช้สูตรอื่น: S=1.15*√Pซึ่งกำลังวัดเป็นวัตต์ และพื้นที่มีหน่วยวัดเป็นตารางเซนติเมตร หากแกนที่ใช้ในอุปกรณ์มีรูปร่างเป็นตัวอักษร W ดัชนีส่วนจะคำนวณสำหรับแกนกลาง เมื่อพิจารณารอบการหมุนของระดับหลักจะใช้สูตร n=50*U1/S, ในขณะที่องค์ประกอบ 50 จะไม่เปลี่ยนรูปในการคำนวณเพื่อป้องกันการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าแนะนำให้ตั้งค่า 60 แทน อีกสูตรหนึ่งคือ d=0.8*√Iโดยที่ d คือหน้าตัดของเส้นลวดและฉันคือตัวบ่งชี้ความแรงปัจจุบัน ใช้สำหรับคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของสายเคเบิล
ตัวเลขที่ได้รับระหว่างการคำนวณจะถูกปรับเป็นค่าที่ปัดเศษ (เช่น กำลังไฟฟ้าโดยประมาณ 37.5 W จะถูกปัดขึ้นเป็น 40) อนุญาตให้ปัดเศษขึ้นเท่านั้นสูตรทั้งหมดนี้ใช้เพื่อเลือกหม้อแปลงที่ทำงานในเครือข่าย 220 โวลต์ เมื่อสร้างเส้นความถี่สูงจะใช้พารามิเตอร์อื่นและวิธีการคำนวณ
บทความที่คล้ายกัน:
