ตัวเปลี่ยนแท็ปในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแช่น้ำมันทำงานอย่างไร?

ในขอบเขตของการจ่ายพลังงานไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มน้ำมันมีบทบาทสำคัญในการรับประกันการส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังแบบจุ่มน้ำมันเรามักถูกถามเกี่ยวกับการทำงานที่ซับซ้อนของส่วนประกอบต่างๆ ภายในหม้อแปลงเหล่านี้ โดยเฉพาะ tap-changer ในบล็อกโพสต์นี้ เราจะเจาะลึกโลกอันน่าทึ่งของเครื่องเปลี่ยนแทปในหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังแบบจุ่มน้ำมัน สำรวจวิธีการทำงานของหม้อแปลงเหล่านี้ และเหตุใดจึงขาดไม่ได้สำหรับระบบไฟฟ้าสมัยใหม่

พื้นฐานของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังแบบแช่น้ำมัน

ก่อนที่เราจะเจาะลึกรายละเอียดของแทปเชนเจอร์ เราจะสรุปหลักการพื้นฐานของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มน้ำมันโดยย่อ หม้อแปลงเหล่านี้ประกอบด้วยขดลวดตั้งแต่สองเส้นขึ้นไป เรียกว่าขดลวด ซึ่งพันรอบแกนแม่เหล็กทั่วไป ขดลวดปฐมภูมิเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ในขณะที่ขดลวดทุติยภูมิเชื่อมต่อกับโหลด เมื่อกระแสสลับ (AC) ไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิ จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กในแกนกลาง สนามแม่เหล็กนี้จะเหนี่ยวนำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิ โดยเปลี่ยนระดับแรงดันไฟฟ้าตามอัตราส่วนรอบระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ

น้ำมันในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มน้ำมันทำหน้าที่สำคัญสองประการ ประการแรก ทำหน้าที่เป็นฉนวนป้องกันการพังทลายของไฟฟ้าระหว่างขดลวดและส่วนประกอบที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าอื่นๆ ประการที่สอง จะกระจายความร้อนที่เกิดจากการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า เพื่อให้มั่นใจว่าอุณหภูมิจะยังคงอยู่ในขีดจำกัดที่ปลอดภัย

ความต้องการ Tap-Changers

ในโลกอุดมคติ แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับหม้อแปลงไฟฟ้าจะคงที่ตลอดเวลา อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง แรงดันไฟฟ้าที่อินพุตของหม้อแปลงอาจแตกต่างกันเนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น การเปลี่ยนแปลงความต้องการโหลด ความผันผวนของระบบส่งไฟฟ้า และระยะห่างระหว่างแหล่งพลังงานและหม้อแปลงไฟฟ้า ความแปรผันของแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้อาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับเอาต์พุตของหม้อแปลง

ตัวอย่างเช่น หากแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงเกินไป ก็อาจทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าเกิดความร้อนสูงเกินไปและทำงานขัดข้องก่อนเวลาอันควรได้ ในทางกลับกัน หากแรงดันไฟฟ้าอินพุตต่ำเกินไป อุปกรณ์อาจทำงานไม่ถูกต้อง ส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลงและอาจทำงานผิดปกติได้ เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ เครื่องเปลี่ยนแทปได้รับการติดตั้งในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มน้ำมัน เพื่อปรับอัตราส่วนการหมุนระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ จึงเป็นการควบคุมแรงดันไฟเอาท์พุต

Tap-Changers ทำงานอย่างไร

Tap-changer สามารถแบ่งกว้าง ๆ ได้เป็นสองประเภท: tap-changers ขณะโหลด (OLTC) และ tap-changer นอกวงจร (OCTC)

เครื่องเปลี่ยนแทปนอกวงจร (OCTC)

tap-changer นอกวงจรเป็น tap-changer ชนิดที่ง่ายที่สุด ตามชื่อที่แนะนำ สามารถใช้งานได้เฉพาะเมื่อหม้อแปลงถูกตัดพลังงานเท่านั้น กล่าวคือ เมื่อไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด โดยทั่วไป OCTC จะใช้ในการใช้งานที่มีความแปรผันของแรงดันไฟฟ้าค่อนข้างไม่บ่อยนัก และในกรณีที่หม้อแปลงสามารถถอดออกเพื่อการบำรุงรักษาได้

หลักการพื้นฐานของ OCTC คือการเปลี่ยนจำนวนรอบในการพันขดลวดปฐมภูมิหรือทุติยภูมิโดยการเชื่อมต่อขดลวดเข้ากับก๊อกต่างๆ ต๊าปเป็นจุดเชื่อมต่อเพิ่มเติมตามความยาวของขดลวด ซึ่งช่วยให้สามารถรวมจำนวนรอบที่เปลี่ยนแปลงได้ในวงจร เมื่อเลือกก๊อกน้ำที่แตกต่างกัน คุณจะสามารถปรับอัตราส่วนการหมุนระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิได้ ซึ่งจะเป็นการเปลี่ยนแรงดันไฟเอาท์พุต

โดยทั่วไป OCTC จะประกอบด้วยสวิตช์เลือกการแตะ ซึ่งดำเนินการด้วยตนเองเพื่อเชื่อมต่อขดลวดเข้ากับก๊อกที่ต้องการ สวิตช์ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมต่อที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ ป้องกันการเกิดประกายไฟและไฟฟ้าขัดข้อง เมื่อเลือกก๊อกน้ำแล้ว จะสามารถจ่ายไฟให้กับหม้อแปลงได้อีกครั้ง และแรงดันไฟเอาท์พุตจะถูกปรับตามนั้น

On-Load Tap-Changers (OLTC)

tap-changer ขณะโหลดมีความซับซ้อนและซับซ้อนกว่า OCTC ได้รับการออกแบบมาเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าในขณะที่หม้อแปลงกำลังทำงานโดยไม่จำเป็นต้องถอดโหลด โดยทั่วไปแล้ว OLTC จะใช้ในระบบส่งและจำหน่ายไฟฟ้าแรงสูง ซึ่งจำเป็นต้องมีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาคุณภาพของแหล่งจ่ายไฟ

การดำเนินงานของ OLTC เกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอนและส่วนประกอบ หัวใจสำคัญของ OLTC คือตัวเลือกการแตะ ซึ่งคล้ายกับตัวเลือกการแตะใน OCTC แต่ได้รับการออกแบบมาให้ทนทานต่อความเครียดทางไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับการสลับภายใต้โหลด ตัวเลือกก๊อกน้ำเชื่อมต่อกับสวิตช์เปลี่ยนทิศทาง ซึ่งมีหน้าที่ในการสร้างและตัดการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างก๊อกในระหว่างกระบวนการเปลี่ยน

เมื่อจำเป็นต้องปรับแรงดันไฟฟ้า ระบบควบคุม OLTC จะส่งสัญญาณไปยังตัวเลือกก๊อกน้ำเพื่อเลือกก๊อกน้ำที่เหมาะสม จากนั้นสวิตช์เปลี่ยนเส้นทางจะเริ่มกระบวนการเปลี่ยน เพื่อป้องกันการเกิดประกายไฟและลดความเครียดทางไฟฟ้าบนหน้าสัมผัส สวิตช์เปลี่ยนทิศทางจะใช้ตัวต้านทานและเครื่องปฏิกรณ์ร่วมกันเพื่อจำกัดการไหลของกระแสระหว่างการทำงานของสวิตช์

โดยทั่วไปกระบวนการสวิตชิ่งใน OLTC จะเกี่ยวข้องกับลำดับขั้นตอน รวมถึงการถ่ายโอนกระแสโหลดจากต๊าปเก่าไปยังต๊าปใหม่ผ่านตัวต้านทานและเครื่องปฏิกรณ์ ตามด้วยการถอดต๊าปเก่าและการเชื่อมต่อของต๊าปใหม่ เมื่อกระบวนการสวิตชิ่งเสร็จสิ้น แรงดันไฟเอาท์พุตของหม้อแปลงจะถูกปรับให้อยู่ในระดับที่ต้องการ

ประเภทของ On-Load Tap-Changers

เครื่องเปลี่ยนแทปออนโหลดมีหลายประเภท แต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง ประเภทที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่:

• OLTC ประเภทเครื่องปฏิกรณ์: เครื่องเปลี่ยนแทปเหล่านี้ใช้เครื่องปฏิกรณ์เพื่อจำกัดกระแสในระหว่างกระบวนการเปลี่ยน OLTC ประเภทเครื่องปฏิกรณ์มีชื่อเสียงในด้านความน่าเชื่อถือสูงและต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตาม มีแนวโน้มที่จะมีขนาดใหญ่และหนักกว่า OLTC ประเภทอื่นๆ ซึ่งทำให้ติดตั้งและบำรุงรักษาได้ยากขึ้น
• OLTC ประเภทตัวต้านทาน: OLTC ประเภทตัวต้านทานใช้ตัวต้านทานเพื่อจำกัดกระแสในระหว่างกระบวนการสวิตชิ่ง มีขนาดกะทัดรัดและเบากว่า OLTC ประเภทเครื่องปฏิกรณ์ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในพื้นที่จำกัด OLTC ประเภทตัวต้านทานยังให้เวลาการสลับที่เร็วขึ้นและการสูญเสียพลังงานน้อยลง แต่อาจมีราคาแพงกว่าและต้องการการบำรุงรักษาบ่อยกว่า
• OLTC แบบรวม: ตามชื่อที่แนะนำ OLTC ชนิดรวมจะรวมคุณลักษณะของ OLTC ประเภทเครื่องปฏิกรณ์และประเภทตัวต้านทานเข้าด้วยกัน พวกเขาใช้ทั้งเครื่องปฏิกรณ์และตัวต้านทานเพื่อจำกัดกระแสในระหว่างกระบวนการสวิตชิ่ง โดยให้ความสมดุลของความน่าเชื่อถือสูง ขนาดกะทัดรัด และเวลาในการสวิตชิ่งที่รวดเร็ว

แอปพลิเคชันของ Tap-Changers

เครื่องเปลี่ยนแทปถูกนำมาใช้ในการใช้งานที่หลากหลายในอุตสาหกรรมพลังงาน รวมถึง:

• การผลิตไฟฟ้า: ในโรงงานผลิตไฟฟ้า แทปเชนเจอร์จะใช้เพื่อปรับแรงดันเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้ตรงกับความต้องการของโครงข่ายไฟฟ้า ช่วยให้การทำงานของระบบไฟฟ้ามีประสิทธิภาพและมีเสถียรภาพ
• ระบบส่งกำลัง: ในระบบส่งไฟฟ้าแรงสูง แทปเชนเจอร์จะถูกนำมาใช้เพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าตามแนวสายส่ง ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียพลังงานและปรับปรุงคุณภาพของการจ่ายไฟฟ้าในระยะทางไกล
• การกระจายอำนาจ: ในระบบจำหน่ายไฟฟ้า มีการใช้เครื่องเปลี่ยนแทปหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายแบบแช่น้ำมัน 10 KVและหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายแบบแช่น้ำมัน 35 KVเพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ที่ส่วนท้ายของผู้ใช้บริการ ซึ่งจะช่วยปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้าจากความเสียหายอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าและช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ของเครื่องใช้ไฟฟ้า

ความสำคัญของ Tap-Changers ในระบบไฟฟ้าสมัยใหม่

ในระบบไฟฟ้าสมัยใหม่ ความต้องการพลังงานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และความซับซ้อนของโครงข่ายไฟฟ้าก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน เครื่องเปลี่ยนแทปมีบทบาทสำคัญในการรับประกันการทำงานที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ของระบบเหล่านี้ โดยจัดให้มีการควบคุมและควบคุมแรงดันไฟฟ้า

แทปเชนเจอร์จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้า ลดการสูญเสียพลังงาน และปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของระบบไฟฟ้าด้วยการปรับแรงดันไฟเอาท์พุตของหม้อแปลง นอกจากนี้ยังช่วยรักษาคุณภาพของแหล่งจ่ายไฟ เพื่อให้มั่นใจว่าผู้บริโภคจะได้รับแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรและเชื่อถือได้ในสถานที่ของตน

นอกจากนี้ เครื่องเปลี่ยนก๊อกน้ำยังจำเป็นสำหรับการรวมแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม เข้ากับโครงข่ายไฟฟ้า แหล่งพลังงานเหล่านี้มักมีลักษณะเฉพาะด้วยเอาต์พุตที่แปรผัน ซึ่งอาจทำให้เกิดความผันผวนในแรงดันไฟฟ้าของโครงข่ายได้ Tap-changers สามารถใช้เพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้ เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานของโครงข่ายจะราบรื่นและมั่นคง

บทสรุป

โดยสรุป tap-changer เป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังแบบจุ่มน้ำมัน เป็นวิธีการที่เรียบง่ายแต่มีประสิทธิผลในการควบคุมแรงดันเอาต์พุตของหม้อแปลง เพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานของระบบไฟฟ้ากำลังมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ ไม่ว่าคุณจะอยู่ในภาคการผลิตไฟฟ้า การส่ง หรือการจำหน่าย การมีเครื่องเปลี่ยนแทปที่เชื่อถือได้ในหม้อแปลงของคุณถือเป็นสิ่งสำคัญในการรักษาคุณภาพของแหล่งจ่ายไฟและการปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้าของคุณ

ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำด้านหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังแบบจุ่มน้ำมัน เราเข้าใจถึงความสำคัญของเครื่องเปลี่ยนก๊อกน้ำคุณภาพสูงในการรับรองประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ของเรา เรามีเครื่องเปลี่ยนแทปหลากหลายประเภท รวมถึงประเภทโหลดและนอกวงจร ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของลูกค้าของเรา หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องเปลี่ยนแทปหรือหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังแบบจุ่มน้ำมัน โปรดติดต่อเราเพื่อหารือเกี่ยวกับความต้องการในการจัดซื้อของคุณ เราหวังว่าจะมีโอกาสได้ร่วมงานกับคุณและมอบโซลูชันที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการระบบไฟฟ้าของคุณ

อ้างอิง

• ระบบไฟฟ้ากำลัง: การวิเคราะห์และการควบคุม โดย Mario Paolone, Wilfred Kaplan และ Thierry Van Cutsem
• การวิเคราะห์และออกแบบระบบไฟฟ้า โดย J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma และ Thomas J. Overbye
• Transformers: หลักการ การใช้งาน และการบำรุงรักษา โดย George W. Stone, Edward A. Boulter และ Ian Culbert