เมื่อใช้ไฟฟ้าจำเป็นต้องเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าจากระดับหนึ่งไปอีกระดับหนึ่ง หม้อแปลงชนิดแห้ง (aka air-cooled) ทำหน้าที่นี้ได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพจนใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการติดตั้งภายในอาคารในอาคารสาธารณะและที่อยู่อาศัย ซึ่งอุปกรณ์ประเภทอื่นๆ เหล่านี้ถือว่ามีความเสี่ยงเกินไป
ประเภทของหม้อแปลง: ของเหลวและของแห้ง
โดยทั่วไป อุปกรณ์ดังกล่าวมีสองประเภท: ฉนวนของเหลวและระบายความร้อน (ชนิดของเหลว) และส่วนผสมอากาศหรือก๊าซอากาศเย็น (แบบแห้ง)
สำหรับหม้อแปลงประเภทแรก สารทำความเย็นอาจเป็นน้ำมันแร่ธรรมดา นอกจากนี้ยังใช้สารอื่นๆ เช่น สารหน่วงไฟไฮโดรคาร์บอนและของเหลวซิลิโคน หม้อแปลงดังกล่าวมีแกนและขดลวดจุ่มอยู่ในถังของเหลวซึ่งทำหน้าที่เป็นทั้งฉนวนและสารหล่อเย็น
พลังดรายที่พบบ่อยที่สุดหม้อแปลงไฟฟ้ามีขดลวดที่เต็มไปด้วยอีพอกซีเรซินซึ่งทำหน้าที่เป็นฉนวน ช่วยปกป้องตัวนำจากฝุ่นละอองและการกัดกร่อนของบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแม่พิมพ์หล่อแบบม้วนใช้เฉพาะกับขนาดคงที่เท่านั้น จึงมีพื้นที่สำหรับการเปลี่ยนแปลงในการออกแบบอุปกรณ์ดังกล่าวน้อยลง ในช่วงที่ใช้กันทั่วไปในแหล่งจ่ายไฟของวิสาหกิจอุตสาหกรรมขนาดเล็ก เช่นเดียวกับอาคารสาธารณะและที่อยู่อาศัย หม้อแปลงชนิดแห้งจะทำซ้ำช่วงความจุของของเหลวที่เทียบเท่ากันอย่างสมบูรณ์
พารามิเตอร์หลัก
ช่วงเวลาที่สำคัญที่สุดในการทำงานของอุปกรณ์ที่เป็นปัญหาคือการตรวจสอบอุณหภูมิของขดลวด เพื่อช่วยในการเลือกหรือซื้ออุปกรณ์แบบแห้งสำหรับแหล่งจ่ายไฟของวัตถุต่างๆ เราจะพิจารณาพารามิเตอร์การทำงานพื้นฐานหลายประการ:
- กำลัง, kVA
- พิกัดแรงดันหลักและรอง
- การกระจายความร้อนของระบบฉนวนคือผลรวมของอุณหภูมิแวดล้อมสูงสุด + อุณหภูมิเฉลี่ยที่เพิ่มขึ้นในขดลวด + ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิเฉลี่ยที่เพิ่มขึ้นในขดลวดกับอุณหภูมิสูงสุดในขดลวด
- แกนและขดลวด - ความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับแกนกลางหรือการสะสมของการหลุดลอก (ตัวนำทองแดงหรืออลูมิเนียม) เป็นเรื่องที่น่ากังวลเป็นพิเศษ
หม้อแปลงไฟฟ้ามีโครงสร้างหลายประเภท โดยพิจารณาจากวิธีการแยกขดลวดเป็นหลัก ในหมู่พวกเขาเป็นที่รู้จัก: การทำให้มีสุญญากาศ, การห่อหุ้มและขดลวดหล่อ ลองพิจารณาแต่ละอย่างแยกกัน
ฉนวนเคลือบสูญญากาศ (VPI)
เทคโนโลยีนี้สร้างการเคลือบแล็คเกอร์บนตัวนำโดยการสลับแรงดันและวัฏจักรสุญญากาศ กระบวนการ VPI ใช้โพลีเอสเตอร์เรซิน ช่วยให้ตัวนำเคลือบแล็กเกอร์ได้ดีกว่าการจุ่มแบบธรรมดา ขดลวดที่เคลือบไว้จะถูกนำไปใส่ในเตาอบที่มีการอบ มีความทนทานต่อการปล่อยโคโรนามากขึ้น หม้อแปลงดังกล่าวมีลักษณะอย่างไร? รูปภาพของเขาถูกโพสต์ด้านล่าง
ห่อหุ้มสูญญากาศ (VPE)
วิธีนี้มักจะได้ผลดีกว่ากระบวนการ VPI มีการเพิ่มการจุ่มหลายครั้งในระหว่างกระบวนการผลิตเพื่อห่อหุ้มขดลวด หลังจากนั้นการเคลือบจะอบในเตาอบ หม้อแปลงเหล่านี้ให้การปกป้องในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวและชื้นได้ดีกว่า VPI หม้อแปลงดังกล่าวมีลักษณะอย่างไร? รูปภาพของเขาถูกนำเสนอด้านล่าง
ห่อหุ้ม (ปิดผนึก)
หม้อแปลงไฟฟ้าห่อหุ้มเป็นอุปกรณ์ทั่วไปที่มีขดลวดเคลือบด้วยสารประกอบซิลิกอนหรืออีพอกซีเรซินและปิดสนิทในเคสหนา กระบวนการผลิตเติมขดลวดด้วยอีพอกซีเรซินที่มีความเป็นฉนวนสูงและมีความหนาแน่นสูง ช่วยปกป้องหม้อแปลงไฟฟ้าจากทุกสภาพแวดล้อม
ขดลวดหล่อ (ในอีพ็อกซี่อัดแน่นขึ้นรูป)
อุปกรณ์เหล่านี้ประกอบด้วยขดลวดที่ห่อหุ้มด้วยอีพ็อกซี่ระหว่างกระบวนการขึ้นรูป พวกเขาเต็มไปด้วยเรซินภายใต้การกระทำของสูญญากาศ
ฉนวนแต่ละวิธีมีความเหมาะสมเป็นพิเศษสำหรับสภาพแวดล้อมที่เฉพาะเจาะจง สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าควรใช้อุปกรณ์ประเภทใดที่เหมาะสมที่สุด ตัวอย่างเช่น หม้อแปลงเรซินหล่อแบบแห้งมีราคาสูงกว่าผลิตภัณฑ์ VPE หรือ VPI ประมาณ 50% ดังนั้น การเลือกประเภทอุปกรณ์เฉพาะอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อต้นทุนโดยรวมของโครงการ
คำแนะนำในการเลือก
เมื่อต้องการเพิ่มความต้านทานต่อการปล่อยโคโรนา (เช่น การคายประจุไฟฟ้าที่เกิดจากความแรงของสนามที่เกินความเป็นฉนวนของฉนวน) เมื่อไม่ต้องการความแข็งแรงเชิงกลที่เพิ่มขึ้นของขดลวด ควรใช้หม้อแปลงชนิด VPI.
ใช้กับขดลวดหล่อเมื่อต้องการความแข็งแรงและการป้องกันเป็นพิเศษ เช่น ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น โรงงานแปรรูปเคมี โรงงานวัสดุก่อสร้าง และการติดตั้งภายนอกอาคาร สภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวรวมถึงสารที่อาจส่งผลเสียต่อขดลวดของหม้อแปลงชนิดแห้งอื่นๆ รวมถึงเกลือ ฝุ่น ก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ความชื้น และอนุภาคโลหะ
นอกจากนี้ ขดลวดเรซินหล่อยังปรับปรุงความสามารถในการทนต่อการโอเวอร์โหลดในระยะสั้นและซ้ำๆ ซึ่งพบได้ทั่วไปในกระบวนการผลิตจำนวนมาก
วิศวกรมักจะต้องเลือกระหว่างเรซินหล่อหรือประเภท VPI/VPE สำหรับการใช้งานที่สำคัญและสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ประเภทแรกโดยทั่วไปถือว่าดีที่สุด ผู้ผลิตบางรายอย่างไรก็ตาม มีการชี้ให้เห็นว่าฉนวนเรซินหล่อจำกัดอายุการใช้งานของหม้อแปลงไฟฟ้า ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของอีพอกซีเรซินมีค่าน้อยกว่าตัวนำทองแดง การขยายตัวและการหดตัวตามวัฏจักรเมื่อขดลวดร้อนขึ้นและเย็นลงอาจทำให้เรซินแตกได้ในที่สุด นอกจากนี้ยังตั้งข้อสังเกตว่าหม้อแปลงชนิด VPI สามารถรับมือกับกระบวนการดังกล่าวได้ดีขึ้นและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น สุดท้ายแล้ว ทางเลือกสุดท้ายอยู่ที่วิศวกรไฟฟ้า
ของเหลวกับของแห้ง
หม้อแปลงไฟฟ้าแบบเติมของเหลวมักจะมีประสิทธิภาพมากกว่าแบบเติมแบบแห้ง จึงมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น นอกจากนี้ ของเหลวยังเป็นตัวกลางที่มีประสิทธิภาพมากกว่าในการทำความเย็นบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงในขดลวด นอกจากนี้ อุปกรณ์ที่บรรจุของเหลวยังมีความจุโอเวอร์โหลดที่ดีกว่า
ดังนั้น หม้อแปลงชนิดแห้งขนาด 1,000 KVA ที่โหลดครึ่งหนึ่งจะมีระดับการสูญเสียประมาณ 8 กิโลวัตต์ และที่โหลดเต็มที่ประมาณ 16 กิโลวัตต์ ในขณะเดียวกัน "พัน" เดียวกัน แต่ของเหลวมีของเสียประมาณครึ่งหนึ่ง น้ำมัน "สองพัน" ที่ครึ่งโหลดทำให้เกิดการสูญเสีย 8 กิโลวัตต์และเมื่อโหลดเต็ม - 16 กิโลวัตต์ คู่แบบแห้งมีราคา 13 และ 26.5 กิโลวัตต์ตามลำดับ ซึ่งหมายความว่าเป็นหม้อแปลงชนิดแห้งที่มีตะกั่วที่น่าสงสัยในแง่ของการสูญเสีย ในขณะเดียวกัน ราคาก็สูงกว่าของเหลว
เนื่องจากการระบายความร้อนที่รุนแรงขึ้นของขดลวด อุปกรณ์ของเหลวจึงมีขนาดที่เล็กกว่า (ความลึกและความกว้าง) กว่าอุปกรณ์แบบแห้งที่มีกำลังเท่ากัน มันอาจมีอิทธิพลต่อพื้นที่ที่ต้องการของสถานีไฟฟ้าย่อยของหม้อแปลงไฟฟ้า (โดยเฉพาะสถานีในตัว) และด้วยเหตุนี้ต้นทุนของสิ่งอำนวยความสะดวกทั้งหมด ดังนั้นหม้อแปลงชนิดแห้งทั่วไป 1,000 KVA มีความลึก 1.6 ม. และความกว้าง 2.44 ม. ในขณะเดียวกันหม้อแปลงน้ำมันชนิดเดียวกันที่ความลึกใกล้เคียงมีความกว้างประมาณ 1.5 ม. แต่ประเภทนี้อย่างไรก็ตาม มีข้อเสียอยู่หลายข้อ
ตัวอย่างเช่น การป้องกันอัคคีภัยมีความสำคัญมากกว่าสำหรับหม้อแปลงเหลวเมื่อใช้สารหล่อเย็นที่ติดไฟได้ จริงอยู่ หม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้งยังสามารถติดไฟได้ อุปกรณ์ประเภทของเหลวที่ใช้ในทางที่ผิดอาจถึงขั้นระเบิดได้
ผลิตภัณฑ์ที่เต็มไปด้วยของเหลวอาจต้องใช้ถาดรองน้ำหยดเพื่อกักเก็บน้ำหล่อเย็นที่รั่วไหล
บางทีเมื่อเลือกหม้อแปลง การเปลี่ยนจากความชอบที่ชัดเจนสำหรับประเภทแห้งไปเป็นประเภทของเหลวอยู่ระหว่าง 500 kVA ถึง 2.5 MVA โดยประเภทแรกควรใช้จนถึงขีดจำกัดล่างของช่วง และประเภทที่สองเหนือกว่า
ปัจจัยสำคัญในการเลือกประเภทคือตำแหน่งการติดตั้งหม้อแปลงไฟฟ้า เช่น ภายในอาคารสำนักงานหรือภายนอกอาคาร ตลอดจนการบริการโหลดในอุตสาหกรรม
หม้อแปลงชนิดแห้งที่มีขนาดเกิน 5MVA มีจำหน่ายทั่วไป แต่มีหลายชนิดที่บรรจุของเหลว สำหรับการติดตั้งภายนอกอาคาร ประเภทนี้ก็มีโดดเด่นเช่นกัน
คำไม่กี่คำเกี่ยวกับการช่วยหายใจ
เมื่อหม้อแปลงติดตั้งพัดลมโบลเวอร์ โหลดจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้นสำหรับขดลวดหล่อฟังก์ชันนี้สามารถเพิ่มความจุโหลดต่อเนื่องได้สูงถึง 50% เหนือโหลดที่ระบุ สำหรับประเภท VPE หรือ VPI พลังที่เพิ่มขึ้นในกรณีนี้อาจสูงถึง 33%
ตัวอย่างเช่น กำลังของหม้อแปลงมาตรฐาน 3000 kVA เมื่อติดตั้งพัดลมโบลเวอร์ จะเพิ่มขึ้นเป็น 4500 kVA (โดย 50%) ในเวลาเดียวกัน ประเภท VPE หรือ VPI 2500 kVA พร้อมพัดลมจะเพิ่มเป็น 3.333 kVA (เพิ่มขึ้น 33%)
อย่างไรก็ตาม คุณต้องคำนึงอยู่เสมอว่าการมีตัวเป่าลมจะลดความน่าเชื่อถือโดยรวมของระบบ หากพัดลมทำงานล้มเหลวเมื่อต้องเป่าลมภายใต้โหลดที่สูงกว่าค่าที่กำหนด มีความเสี่ยงที่แท้จริงที่จะเกิดอุบัติเหตุร้ายแรง ซึ่งส่งผลให้คุณอาจสูญเสียหม้อแปลงไฟฟ้าทั้งหมด
แล้วตลาดรัสเซียล่ะ
เป็นที่น่าสังเกตว่าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาในรัสเซียมีแนวโน้มที่จะทำซ้ำประสบการณ์ในยุโรปอย่างต่อเนื่องซึ่งถึง 90% ของหม้อแปลงที่เพิ่งติดตั้งใหม่ทั้งหมดเป็นแบบแห้ง ตลาดตอบสนองตามนั้น วันนี้ในสหพันธรัฐรัสเซียมีข้อเสนอของอุปกรณ์ดังกล่าวจากผู้ผลิตสองกลุ่ม กลุ่มแรกประกอบด้วยแบรนด์รัสเซีย อิตาลี จีน และเกาหลี โดยพื้นฐานแล้วจะมีการเสนอแอนะล็อกที่สร้างสรรค์ของแบรนด์รัสเซียที่มีชื่อเสียง: TSZ, TSL, TSGL หม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้งมีราคาเท่าไร? ราคาของ "พัน" ทั่วไปแตกต่างกันไปตั้งแต่ 900,000 ถึง 1 ล้านรูเบิล
กลุ่มที่สองประกอบด้วยผู้ผลิตในเยอรมันและฝรั่งเศส พวกเขาเสนอเกรดของซีรีย์ DTTH, GDNN, GDHN หม้อแปลงไฟฟ้านำเข้าจะมีราคาเท่าไร? ราคาของ “พัน” เดียวกันจะอยู่ที่ 1.5 ถึง 2 ล้านรูเบิล