อธิบายประเภทของตัวแปลงกระแส (Current Transformer: CT): แบบบาร์ แบบไวร์ด แบบวินโดว์ และแบบแยกแกน

อธิบายประเภทของตัวแปลงกระแส (Current Transformer: CT): แบบบาร์ แบบไวร์ด แบบวินโดว์ และแบบแยกแกน

A เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (CT) เป็นหม้อแปลงเครื่องมือที่ใช้ลดกระแสหลักที่มีค่าสูงลงให้เป็นกระแสรองมาตรฐาน (โดยทั่วไปคือ 5 A หรือ 1 A) เพื่อให้มาตรวัด เครื่องรелеป้องกัน และอุปกรณ์ตรวจสอบสามารถวัดกระแสได้อย่างปลอดภัย

ประสิทธิภาพของ CT ขึ้นอยู่กับประเภทของ CT และวิธีการนำไปใช้งานเป็นอย่างมาก คู่มือนี้อธิบายประเภทของ CT ที่พบบ่อย และให้รายการตรวจสอบสำหรับการเลือก CT อย่างเป็นรูปธรรม

หลักการทำงานของหม้อแปลงกระแส (คำนิยามโดยย่อ)

CT ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ตัวนำหลักสร้างฟลักซ์แม่เหล็กในแกนของ CT ขณะที่ขดลวดรองจะผลิตกระแสที่สัมพันธ์กันตามอัตราส่วนจำนวนรอบ ทำให้สามารถวัดและป้องกันได้ในระดับที่ปลอดภัย

CT ถูกออกแบบมาให้ทำงานภายใต้สภาวะที่วงจรรองปิดผ่านโหลดที่กำหนดไว้ (เช่น มาตรวัด/รีเลย์ รวมทั้งสายเคเบิล) ความปลอดภัยของวงจรรองของ CT มีความสำคัญยิ่ง และควรรวมอยู่ในขั้นตอนการตรวจรับมอบงาน

1) หม้อแปลงกระแสแบบแท่ง (Bar-Type Current Transformer)

A cT แบบแท่ง ใช้แท่งแข็งเป็นตัวนำหลัก (มักเป็นส่วนหนึ่งของชุดประกอบ CT) โดยตัวนำหลักมีจำนวนรอบเท่ากับหนึ่งรอบ

การใช้งานทั่วไป: อุปกรณ์สวิตช์เกียร์และระบบบัสบาร์ที่ต้องการความสามารถในการส่งกระแสหลักอย่างแข็งแรง

ข้อดี: โครงสร้างเชิงกลที่แข็งแรง เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีกระแสสูง

ข้อคิด: การผสานรวมทางกายภาพกับระบบบัสบาร์และข้อจำกัดด้านพื้นที่

2) หม้อแปลงกระแสแบบมีขดลวด

A ทรานส์ฟอร์เมอร์กระแสแบบพันลวด มีขดลวดเบื้องต้นที่มีจำนวนรอบหลายรอบ คล้ายกับหม้อแปลงทั่วไป ซึ่งช่วยให้มีความแม่นยำสูงขึ้นเมื่อวัดกระแสเบื้องต้นในระดับต่ำ

การใช้งานทั่วไป: การวัดกระแสต่ำ การวัดค่าเฉพาะทาง หรือการป้องกันที่ต้องการขดลวดเบื้องต้นแบบหลายรอบ

ข้อดี: สามารถกำหนดอัตราส่วนที่ต้องการได้โดยไม่จำเป็นต้องอาศัยขดลวดเบื้องต้นแบบหนึ่งรอบ

ข้อคิด: ความซับซ้อนของการต่อขดลวดเบื้องต้นและขีดจำกัดด้านความร้อน

3) หม้อแปลงกระแสแบบหน้าต่าง (แบบแหวน)

A วินโดว์ซีที (เรียกอีกอย่างว่า CT แบบแหวน) ไม่มีตัวนำเบื้องต้นในตัว ตัวนำเบื้องต้นคือสายเคเบิลหรือบัสบาร์ที่ผ่านเข้าไปในช่องวงแหวน ซึ่งเทียบเท่ากับขดลวดเบื้องต้นหนึ่งรอบ

การใช้งานทั่วไป: การติดตั้งแบบใช้สายเคเบิล การติดตั้งมิเตอร์แบบปรับปรุงเพิ่มเติม (retrofit) และการรวมเข้ากับแผงควบคุม

ข้อดี: การติดตั้งที่ยืดหยุ่นได้ เมื่อมีพื้นที่เพียงพอให้ตัวนำผ่านเข้าไปได้

ข้อคิด: ขนาดของช่องเปิด แนวทางการเดินสายเคเบิล และการจัดตำแหน่งตัวนำให้อยู่ตรงศูนย์อย่างเหมาะสม

หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแบบแยกแกน (Split-Core Current Transformer)

A cT แบบคอร์แยกได้ สามารถเปิดออกและหนีบรอบตัวนำที่มีอยู่แล้ว ทำให้ติดตั้งได้โดยไม่จำเป็นต้องตัดการเชื่อมต่อสายเคเบิล

การใช้งานทั่วไป: การตรวจสอบการใช้พลังงานแบบปรับปรุงเพิ่มเติม (retrofit energy monitoring) การวัดค่าชั่วคราว (temporary metering) และการอัปเกรดที่เกิดจากความจำเป็นในการบำรุงรักษา

ข้อดี: เวลาหยุดทำงานน้อยที่สุดระหว่างการติดตั้ง

ข้อคิด: คุณภาพของการปิดผนึกเชิงกล แรงบิดขณะติดตั้ง และผลกระทบของช่องว่างอากาศต่อความแม่นยำ

หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าสำหรับการวัด (Measuring CT) เทียบกับหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าสำหรับการป้องกัน (Protection CT) (ไม่ใช่ประเภททางกายภาพ แต่เป็นการเลือกที่สำคัญ)

นอกเหนือจากการสร้างทางกายภาพแล้ว หม้อแปลงกระแสไฟฟ้ายังถูกกำหนดตามการใช้งาน:

• หม้อแปลงวัดกระแส (Measuring CT): ออกแบบให้มีความแม่นยำสูงในช่วงโหลดปกติ
• CT สำหรับการป้องกัน: ออกแบบมาเพื่อหลีกเลี่ยงการอิ่มตัวก่อนเวลาในระหว่างกระแสลัดวงจร ทำให้รีเลย์สามารถตรวจจับกระแสลัดวงจรได้อย่างถูกต้อง

ข้อผิดพลาดในการระบุข้อกำหนดจำนวนมากเกิดขึ้นเมื่อนำหม้อแปลงวัดกระแสไปใช้แทนหม้อแปลงป้องกัน ซึ่งควรใช้หม้อแปลงป้องกันเท่านั้น

รายการตรวจสอบการเลือก: วิธีเลือกชนิดหม้อแปลงกระแสที่เหมาะสม

• ช่วงกระแสหลัก: แบบต่อเนื่องและสูงสุดที่คาดว่าจะเกิดขึ้น
• ค่ากระแสขั้นทุติยภูมิที่กำหนด: รองรับกระแสออก 1A หรือ 5A ตามความเข้ากันได้กับรีเลย์/มิเตอร์
• ระดับความแม่นยำ: ระดับความแม่นยำสำหรับการวัด (metering class) เทียบกับระดับความแม่นยำสำหรับการป้องกัน (protection class) ขึ้นอยู่กับการใช้งาน
• เบอร์เดน (Burden): กำลังรวม (VA) ของอุปกรณ์และสายเคเบิลทั้งหมด ต้องมั่นใจว่าหม้อแปลงกระแสได้รับการระบุค่าให้รองรับกำลังรวมนี้
• ข้อจำกัดในการติดตั้ง: การติดตั้งเพิ่มเติมเทียบกับการสร้างใหม่; การจัดวางเดินสายเคเบิล; ขนาดของหน้าต่าง
• ระดับความผิดปกติของระบบ: ส่งผลต่อข้อกำหนดเรื่องการอิ่มตัวของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าสำหรับระบบป้องกัน

ลิงก์ภายในสำหรับการนำทางผลิตภัณฑ์

สำรวจหมวดหมู่หม้อแปลงวัดของบริษัท Enwei Electric ได้ที่นี่: หม้อแปลงกระแสไฟฟ้า .

สำหรับแผงจ่ายไฟแรงปานกลาง (MV) ที่รวมหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าไว้: สวิตช์เกียร์ .

สรุป

“ชนิด” ของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าจริงๆ แล้วขึ้นอยู่กับความต้องการในการติดตั้งและประสิทธิภาพ โดยหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแบบแท่ง (Bar CT) และแบบหน้าต่าง (Window CT) เหมาะสำหรับใช้ร่วมกับอุปกรณ์สวิตช์เกียร์และระบบสายเคเบิล ส่วนหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแบบพัน (Wound CT) เหมาะสำหรับกรณีที่ต้องการหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าหลักแบบหลายรอบ (multi-turn primary) และหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแบบแยกแกน (Split-core CT) ช่วยให้สามารถดำเนินโครงการติดตั้งเพิ่มเติมได้อย่างสะดวก ควรเริ่มจากการพิจารณาการใช้งาน (วัดค่าเทียบกับป้องกัน) จากนั้นจึงเลือกโครงสร้างที่สอดคล้องกับข้อจำกัดในการติดตั้งและความต้องการด้านความแม่นยำ

ข้อเสนอแนะเกี่ยวกับภาพ

• Image: https://www.enweielectric.com/products/current-transformers
• ALT: "ชนิดของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าสำหรับการวัดค่าและการป้องกัน"
• Image: https://www.enweielectric.com/products/voltage-transformers
• ALT: "หม้อแปลงวัดที่ใช้ในการวัดค่าและการป้องกันแรงปานกลาง"