ความสำคัญของค่าอิมพีแดนซ์ในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้ง

ความสำคัญของค่าอิมพีแดนซ์ในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้ง

บน ของหม้อแปลงแบบแห้ง ป้ายชื่อ นอกเหนือจากข้อมูลหลักๆ สเปก เช่น kVA และแรงดันไฟฟ้า คุณจะพบค่า ความต้านทานเป็นร้อยละ (%Z) แม้ดูเหมือนเป็นรายละเอียดทางเทคนิคที่ซับซ้อน แต่ความต้านทานถือเป็นพารามิเตอร์สำคัญที่มีผลกระทบอย่างมากต่อการป้องกันระบบ ประสิทธิภาพ และการออกแบบระบบไฟฟ้า

คู่มือนี้อธิบายว่าความต้านทานของหม้อแปลงคืออะไร และเหตุใดจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อระบบไฟฟ้าของคุณ

ความต้านทานของหม้อแปลงคืออะไร

ในคำพูดง่ายๆ ความต้านทานของหม้อแปลง เป็นการวัดค่าความต้านทานต่อการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านหม้อแปลง ซึ่งจะถูกกำหนดในระหว่างการทดสอบลัดวงจรที่โรงงาน และแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของแรงดันไฟฟ้าตามค่าที่กำหนดไว้ ตัวอย่างเช่น หากหม้อแปลงมีอิมพีแดนซ์ 5% (%Z = 5) หมายความว่า เมื่อเกิดภาวะลัดวงจรที่ขดรอง (secondary side) ค่าแรงดันตกภายในหม้อแปลงจะเท่ากับ 5% ของแรงดันไฟฟ้าตามค่าที่กำหนด

อิมพีแดนซ์ที่ต่ำกว่า หมายถึง ความต้านทานต่อกระแสไฟฟ้าที่น้อยลง ในขณะที่อิมพีแดนซ์ที่สูงกว่า หมายถึง ความต้านทานต่อกระแสไฟฟ้าที่มากขึ้น

เหตุใดอิมพีแดนซ์จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง

1. การคำนวณกระแสไฟฟ้าลัดวงจร

นี่คือบทบาทที่สำคัญที่สุดของอิมพีแดนซ์ ค่าอิมพีแดนซ์จะเป็นตัวกำหนดกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงสุด (short-circuit current) ที่หม้อแปลงสามารถจ่ายได้ สูตรการคำนวณนั้นเรียบง่าย ดังนี้:


กระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงสุด = (กระแสไฟฟ้าเต็มโหลด) / (%Z / 100)

ลองพิจารณาตัวอย่างต่อไปนี้:

   
• หม้อแปลงขนาด 1000 kVA ที่มี อิมพีแดนซ์ 5% สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงสุดที่ 20 ครั้ง กระแสไฟฟ้าเต็มพิกัดปกติของมัน (1 / 0.05 = 20)

   
• หม้อแปลงขนาด 1000 kVA ที่มี ความต้านทาน 2.5% สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงสุดที่ 40 ครั้ง กระแสไฟฟ้าเต็มพิกัดปกติของมัน (1 / 0.025 = 40)

การคำนวณนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเลือกขนาดอุปกรณ์ป้องกันที่ต่ออยู่ด้านออกให้เหมาะสม รวมถึงเบรกเกอร์ อุปกรณ์ฟิวส์ และสวิตช์เกียร์ หากอุปกรณ์ป้องกันไม่มีค่าความสามารถในการทนกระแสลัดวงจรที่เพียงพอ อุปกรณ์อาจเกิดความเสียหายอย่างรุนแรงในระหว่างเหตุการณ์ลัดวงจร

2. การควบคุมแรงดันไฟฟ้า

ความต้านทานมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าขาออกของหม้อแปลงว่าจะลดลงหรือหย่อนลงมากน้อยเพียงใดเมื่อมีการเพิ่มภาระ หม้อแปลงที่มี ความต้านทานสูงกว่า จะประสบกับ การตกของแรงดันไฟฟ้ามากกว่า ภายใต้ภาระ เมื่อเทียบกับหม้อแปลงที่มีความต้านทานต่ำกว่า แม้ว่าการตกของแรงดันไฟฟ้าบางส่วนจะถือเป็นเรื่องปกติ แต่การตกของแรงดันไฟฟ้ามากเกินไปอาจก่อให้เกิดปัญหาแก่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ไวต่อแรงดัน

3. การต่อหม้อแปลงแบบขนาน

เพื่อเพิ่มกำลังการผลิตหรือเพื่อความสำ dựัก (redundancy) บางครั้งจะมีการต่อหม้อแปลงสองตัวขึ้นไปแบบขนานกัน ในการทำงานอย่างถูกต้อง หม้อแปลงจะต้องแบ่งรับภาระตามสัดส่วนของค่า kVA ที่ระบุไว้ ข้อกำหนดสำคัญประการหนึ่งสำหรับการต่อแบบขนานที่ประสบความสำเร็จคือ หม้อแปลงจะต้องมีค่าอิมพีแดนซ์ที่ใกล้เคียงกันมาก

หากค่าอิมพีแดนซ์ไม่ตรงกัน หม้อแปลงที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำกว่าจะรับภาระมากเกินสัดส่วน ส่งผลให้เกิดความร้อนสูงเกินไปและอาจเกิดโอเวอร์โหลด ในขณะที่หม้อแปลงที่มีอิมพีแดนซ์สูงกว่าจะยังคงทำงานต่ำกว่าภาระที่กำหนด กฎทั่วไปคือ ค่าอิมพีแดนซ์ควรจะอยู่ในช่วง ±7.5%ของกันและกัน เพื่อให้การต่อแบบขนานประสบความสำเร็จ

ค่าอิมพีแดนซ์มาตรฐาน

อิมพีแดนซ์ไม่ใช่ค่าที่กำหนดขึ้นมาโดยพลการ แต่เป็นค่าที่วิศวกรออกแบบเลือกอย่างระมัดระวัง เพื่อให้สมดุลระหว่างการจำกัดกระแสลัดวงจร การควบคุมแรงดันไฟฟ้า และต้นทุนการผลิต แม้ว่าจะสามารถออกแบบอิมพีแดนซ์พิเศษได้ แต่ส่วนใหญ่ https://www.enweielectric.com/products/transformers/dry-type-transformers>หม้อแปลงแบบแห้ง จะถูกสร้างด้วยค่าอิมพีแดนซ์มาตรฐาน มักอยู่ในช่วง 4% ถึง 8%

บทสรุป: พารามิเตอร์การออกแบบที่สำคัญ

ค่าอิมพีแดนซ์ของหม้อแปลงนั้นมีความหมายมากกว่าเพียงตัวเลขบนป้ายชื่อ มันเป็นลักษณะเฉพาะในการออกแบบขั้นพื้นฐานที่กำหนดว่าหม้อแปลงจะทำงานอย่างไรภายในระบบไฟฟ้าของคุณ ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการประสานงานระบบป้องกัน การรักษาระดับแรงดันให้มีเสถียรภาพ และการต่อหม้อแปลงแบบขนานได้อย่างปลอดภัย

เมื่อมีการเปลี่ยนหม้อแปลงเดิมหรือออกแบบระบบใหม่ การตรวจสอบให้แน่ใจว่าค่าอิมพีแดนซ์เหมาะสมกับการใช้งานนั้นเป็นขั้นตอนที่จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับระบบไฟฟ้าที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้

หากคุณมีคำถามเกี่ยวกับค่าอิมพีแดนซ์ที่เหมาะสมสำหรับโครงการของคุณ https://www.enweielectric.com/contact-us">ติดต่อทีมวิศวกรที่ Enwei Electric เราสามารถช่วยคุณเลือกหม้อแปลงที่มีข้อมูลจำเพาะตรงตามต้องการ เพื่อให้มั่นใจได้ว่าระบบจะทำงานร่วมกันได้อย่างสมบูรณ์