พื้นฐานของหม้อแปลงแรงดัน (VT): หม้อแปลงแรงดันแบบเหนี่ยวนำ การใช้งาน และข้อกำหนดสำคัญ

พื้นฐานของหม้อแปลงแรงดัน (VT): หม้อแปลงแรงดันแบบเหนี่ยวนำ การใช้งาน และข้อกำหนดสำคัญ

A หม้อแปลงแรงดัน (VT) เป็นหม้อแปลงสำหรับเครื่องมือวัด ซึ่งทำหน้าที่ลดแรงดันระดับปานกลางลงเป็นแรงดันต่ำที่ได้มาตรฐาน เพื่อใช้ในการวัดค่า รีเลย์ป้องกัน และระบบตรวจสอบต่าง ๆ หม้อแปลง VT ช่วยให้การวัดแรงดันเป็นไปอย่างปลอดภัย และให้สัญญาณสำหรับฟังก์ชันต่าง ๆ เช่น การป้องกันแรงดันต่ำเกิน/สูงเกิน ระบบป้องกันเชิงทิศทาง และการจับเวลาให้สอดคล้องกัน (synchronizing)

คู่มือนี้เน้นหม้อแปลง VT แบบเหนี่ยวนำ ซึ่งนิยมใช้ในอุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงดันปานกลาง (MV switchgear) และระบบจ่ายไฟฟ้า

หน้าที่ของหม้อแปลง VT (คำนิยามอย่างง่าย)

หม้อแปลง VT แปลงแรงดันหลักที่สูง (เช่น ระดับ 11 kV ถึง 40.5 kV) ให้เป็นแรงดันรองที่ต่ำ (โดยทั่วไปคือ 100 V, 110 V หรือ 120 V ขึ้นอยู่กับมาตรฐานที่ใช้) ด้วยอัตราส่วนที่ทราบและมีความแม่นยำ

เช่นเดียวกับเครื่องแปลงกระแส (CTs) เครื่องแปลงแรงดัน (VTs) ก็มีการระบุค่าความแม่นยำและภาระ (burden) ไว้เช่นกัน และต้องปฏิบัติตามวิธีการติดตั้งฟิวส์และการเดินสายอย่างถูกต้องเพื่อให้การใช้งานปลอดภัย

หลักการทำงานของเครื่องแปลงแรงดันแบบเหนี่ยวนำ

เครื่องแปลงแรงดันแบบเหนี่ยวนำทำงานเหมือนหม้อแปลงทั่วไป: แรงดันไฟฟ้าข้างปฐมภูมิสร้างสนามแม่เหล็กในแกนเหล็ก ซึ่งทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าข้างทุติยภูมิที่สัมพันธ์โดยตรงกับแรงดันข้างปฐมภูมิ อัตราส่วนจำนวนรอบของขดลวด (turns ratio) จะกำหนดอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้า

VTs ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ส่งสัญญาณสำหรับการวัดที่มีเสถียรภาพภายในช่วงแรงดันและภาระ (burden) ที่คาดการณ์ไว้

การใช้งาน VTs ทั่วไปในระบบแรงดันปานกลาง (MV)

• การวัดค่า การวัดแรงดันไฟฟ้าสำหรับการคำนวณกำลังไฟฟ้าและพลังงาน
• รีเลย์ป้องกัน: การตรวจจับแรงดันต่ำเกิน/สูงเกิน องค์ประกอบทิศทาง (directional elements) และการตรวจสอบการซิงโครไนซ์ (synchronizing checks)
• การตรวจสอบคุณภาพพลังงาน (Power quality monitoring): การติดตามแนวโน้มของแรงดันไฟฟ้าและการบันทึกเหตุผิดปกติของแรงดัน
• การล็อกอินเทอร์ล็อก (Interlocking) และการควบคุมดูแล (supervision): การตรวจสอบการมีอยู่ของแรงดันไฟฟ้าในบางระบบ

ข้อกำหนดหลักของเครื่องแปลงแรงดัน (VT) ที่คุณต้องระบุให้ชัดเจน

• แรงดันไฟฟ้าขั้นปฐมภูมิที่กำหนด: ระดับระบบ (เช่น 12 kV, 24 kV, 36 kV, 40.5 kV)
• แรงดันไฟฟ้าขั้นทุติยภูมิที่กำหนด: เอาต์พุตมาตรฐานสำหรับมิเตอร์/รีเลย์
• ระดับความแม่นยำ: ความต้องการสำหรับการวัดค่าเทียบกับการป้องกัน
• โหลด (VA): โหลดรวมที่เกิดขึ้นบนขดลวดขั้นทุติยภูมิของเครื่องแปลงแรงดัน (VT) รวมถึงสายเคเบิล
• ระดับฉนวน: ค่าความทนทานต่อแรงดันและค่าความทนทานต่อแรงดันกระชาก เพื่อให้สอดคล้องกับข้อกำหนดของเครือข่าย
• ประเภทการติดตั้ง: ภายในอาคาร กับ ภายนอกอาคาร และข้อจำกัดของอินเทอร์เฟซสวิตช์เกียร์

การป้องกันและฟิวส์สำหรับ VT

วงจรหลักของ VT มักใช้ฟิวส์หรืออุปกรณ์ป้องกัน ขึ้นอยู่กับการออกแบบและมาตรฐานที่กำหนด เป้าหมายคือการปกป้อง VT และวงจรด้านปลายน้ำ รวมทั้งจำกัดพลังงานจากข้อบกพร่อง โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเลือกฟิวส์สอดคล้องกับการออกแบบ VT และคำแนะนำของผู้ผลิตสวิตช์เกียร์

ในด้านรอง (secondary side) ต้องจัดให้มีการป้องกันและแยกวงจรอย่างเหมาะสม เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยระหว่างการบำรุงรักษา และความแม่นยำของการวัด

ลิงก์ภายใน

หมวดหมู่ผลิตภัณฑ์ VT: ทรานสฟอร์มเมอร์แรงดันไฟฟ้า .

สำหรับสวิตช์เกียร์ที่มี VT แบบบูรณาการไว้แล้ว: สวิตช์เกียร์ .

สรุป

VT เป็นแหล่งสัญญาณที่จำเป็นสำหรับการวัดและการป้องกันในระบบแรงดันกลาง (MV) หากท่านระบุอัตราส่วน ระดับความแม่นยำ โหลด (burden) ระดับฉนวน และข้อจำกัดด้านการติดตั้งอย่างชัดเจน ท่านจะได้รับข้อเสนอที่ถูกต้อง และหลีกเลี่ยงปัญหาในการเดินเครื่อง

ข้อเสนอแนะเกี่ยวกับภาพ

• Image: https://www.enweielectric.com/products/voltage-transformers
• ALT: ตัวแปลงแรงดัน (VT) สำหรับการวัดและการป้องกันในระบบแรงดันกลาง (MV)
• Image: https://www.enweielectric.com/products/current-transformers
• ALT: ชุดตัวแปลงกระแส (CT) และตัวแปลงแรงดัน (VT) สำหรับแผงสวิตช์เกียร์