หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer) เป็นอุปกรณ์ที่มีความสำคัญในการรับ-ส่งพลังงานไฟฟ้า ทั้งในระดับครัวเรือน สถานที่ทำงาน และโรงงานที่มีการใช้เครื่องจักรอุตสาหกรรมแพร่หลาย รูปทรงของหม้อแปลงไฟฟ้าอาจดูจะคล้ายกัน แต่ว่าแนวคิดในการทำงานของมันนั้นอยู่ในระดับที่สูงกว่าการแค่ปรับระดับแรงดันไฟฟ้าเท่านั้น มาทำความรู้จักกับหม้อแปลงไฟฟ้าและทำความเข้าใจในฐานะของมันเป็นส่วนสำคัญของระบบไฟฟ้า.
1. โครงสร้างหม้อแปลงไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้ามีส่วนประกอบหลัก 3 ส่วน ได้แก่ แกนเหล็ก, ขดลวดตัวนำ และฉนวนฉนวนมีไว้เพื่อป้องกันการสัมผัสระหว่างขดลวดและแกนเหล็ก ทั้งนี้เพื่อความปลอดภัยและการทำงานที่มีประสิทธิภาพ.
2. หลักการทำงาน: หม้อแปลงไฟฟ้าทำงานโดยอาศัยหลักการของการโน้มนำแรงดัน (electromagnetic induction). กระแสไฟฟ้าที่เข้าผ่านในวงจรปฐมภูมิจะสร้างขึ้นเขตแม่เหล็ก, ซึ่งจะถูกถ่ายทอดไปยังวงจรทุติยภูมิผ่านแกนเหล็ก ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้าในวงจรทุติยภูมิ.
3. ประเภทหม้อแปลงไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้ามีหลายประเภทตามความต้องการในการใช้งาน, บางอันมีไว้เพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้า (Step-up Transformers) ในขณะที่บางอันมีไว้เพื่อลดแรงดันไฟฟ้า (Step-down Transformers).
4. ความสำคัญของหม้อแปลงไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นส่วนสำคัญในการรับ-ส่งพลังงานไฟฟ้า เพื่อให้การใช้พลังงานไฟฟ้าทั่วไป รวมถึงการใช้งานในโรงงานผลิตและอุตสาหกรรมที่มีความเสี่ยงสูง.
5. การบำรุงรักษา หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่จำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย.
ด้วยเหตุนี้ หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่สำคัญอย่างยิ่งในระบบไฟฟ้า ทั้งการใช้งานในครัวเรือน, สถานที่ทำงาน, โรงงานผลิต และภายในอุตสาหกรรมที่มีความเสี่ยงสูง.
หลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้าทำงานโดยใช้การถ่ายทอดพลังงานไฟฟ้าจากวงจรหนึ่ง (ขดลวดปฐมภูมิ) ที่กระแสไฟฟ้าเข้ามาสร้างฟลักซ์แม่เหล็กและความแรงแม่เหล็กในแกนเหล็ก(Core) กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดคือกระแสสลับ ทำให้ขั้วแม่เหล็กที่เกิดขึ้นสลับไปมาด้วยความเร็วที่เท่ากับความถี่ไฟฟ้า(Frequency) ฟิลด์แม่เหล็กที่เกิดขึ้นแล้วตัดขวางขดลวดที่ขดบนแกนเหล็ก ทำให้เกิดการโน้มนำแรงดัน(Induce EMF) ไปยังวงจรอื่นๆ (ขดลวดทุติยภูมิ) ถ่ายทอดแรงดันและกระแสไฟฟ้าออกมา ด้วยความถี่ไฟฟ้าที่เท่ากับความถี่ไฟฟ้าที่เข้ามา(ซึ่งการใช้งานปกติคือ 50-60 เฮิรตซ) การทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าจะไม่มีส่วนที่เคลื่อนไหวอย่างที่มอเตอร์ ดังนั้นจึงมีความสูญเสียพลังงานระหว่างการทำงานน้อยกว่ามอเตอร์
ประเภทของหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้าสามารถจำแนกได้ตามลักษณะ หรือประเภทตามลักษณะต่างๆ ได้แก่
1.แบ่งตามลักษณะของแกนเหล็ก แบบแกนเหล็กแบบ Core Type แกนเหล็กจะเป็นแผ่นเหล็กแบบลามิเนชั่น แบบแกนเหล็กแบบ Shell Type แกนเหล็กจะเป็นแบบลามิเนชั่นและมีรูปร่างคล้ายเป็นทรงกลม
2.แบ่งตามประเภทของการเชื่อมต่อขดลวด
แบบเชื่อมต่อขดลวดแบบ Star (Y)
แบบเชื่อมต่อขดลวดแบบ Delta (Δ)
แบบเชื่อมต่อขดลวดแบบ Zig-zag
3.แบ่งตามการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า
หม้อแปลงแรงดัน Step-up Transformer
หม้อแปลงแรงดัน Step-down Transformer
4.แบ่งตามลักษณะการใช้งาน
หม้อแปลงแรงดันที่ใช้งานในระบบไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้าในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
หม้อแปลงแรงดันที่ใช้งานในโรงงาน ที่จำเป็นต้องมีแรงดันไฟฟ้าหลากหลาย
การใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้าถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในการถ่ายทอดไฟฟ้าทั้งระบบไฟฟ้าทั่วไป ระบบไฟฟ้าอุตสาหกรรม หรือระบบไฟฟ้าเฉพาะกิจ เช่น ในเครื่องใช้ไฟฟ้า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและอื่นๆ ซึ่งการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าจะเป็นการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าจากระดับสูงลงมาเป็นระดับต่ำ เพื่อประหยัดพลังงานและเพื่อความปลอดภัยในการใช้งาน
การเลือกหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะสามารถช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้า และเป็นการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกซึ่งเป็นสาเหตุของโลกร้อน.
ตัวแปรที่ส่งผลต่อโวลท์เตจเรกกูเลชั่น (Voltage regulation) รวมถึง การเปลี่ยนแปลงระดับโหลด, ความต้านทานและระดับการปรับเฟรเควนซีของกระแสไฟฟ้า. เมื่อระดับโหลดเพิ่มขึ้น หรือความต้านทานของวงจรลดลง, แรงดันที่ขั้วของขดลวดทางด้านทุติยภูมิจะลดลง, ทำให้เกิดการปรับระดับแรงดัน (voltage drop). นอกจากนี้ การปรับเฟรเควนซีของกระแสไฟฟ้าเพื่อแก้ไขความเสียหายที่เกิดจากความต้านทานของวงจร, ก็สามารถช่วยปรับปรุงโวลท์เตจเรกกูเลชั่นได้.
หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูง นอกจากจะทำงานได้เป็นอย่างดีแล้ว ยังสามารถลดความสูญเสียในระบบไฟฟ้า ทำให้สามารถบรรลุเป้าหมายการประหยัดพลังงานและการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้.
ดังนั้น, เมื่อมองจากมุมมองทางปฏิบัติ, การเลือกและใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูง และมีการควบคุมแรงดันที่ดี (voltage regulation) เป็นสิ่งที่สำคัญมาก. นอกจากนี้ การบำรุงรักษาหม้อแปลงไฟฟ้าอย่างสม่ำเสมอก็เป็นส่วนสำคัญในการรักษาประสิทธิภาพของมันให้คงที่ด้วย.
การทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า
ในการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า ความสูญเสียจะเกิดขึ้นอยู่สองส่วนหลัก ๆ คือ การสูญเสียในแกนเหล็ก หรือที่เรียกว่า “ความสูญเสียด้วยการเปลี่ยนแปลงของลักษณะทางไฟฟ้า” และการสูญเสียในขดลวดตัวนำ หรือ “ความสูญเสียด้วยความร้อน”.
1.ความสูญเสียในแกนเหล็ก (Core Losses): การสูญเสียนี้จะเกิดขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงแม่เหล็กในแกนเหล็กทำให้เกิดความร้อน ซึ่งสาเหตุมาจากการเปลี่ยนแปลงกระแสในแกนเหล็ก ซึ่งแบ่งออกได้เป็นสองประเภทคือ ความสูญเสียทางเฮสทิสซิส (Hysteresis Losses) และความสูญเสียทางการเอ็ดดี้ (Eddy Current Losses).
2.ความสูญเสียในขดลวดตัวนำ (Copper Losses): การสูญเสียนี้เกิดจากความต้านทานของวัสดุที่ใช้ในการสร้างขดลวดตัวนำ ซึ่งทำให้เกิดความร้อน เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านผ่านวัสดุนี้ ปริมาณของความสูญเสียนี้จะขึ้นอยู่กับขนาดของกระแสที่ผ่านผ่านขดลวดตัวนำ และจะมีค่ามากขึ้นเมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านผ่านมากขึ้น.
เพื่อลดการสูญเสียทั้งสองประเภทนี้ ผู้ผลิตจะออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้าโดยใช้วัสดุที่มีความต้านทานต่ำ และใช้การระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การใช้ระบบระบายความร้อนด้วยน้ำมัน หรือการใช้วัสดุที่มีความสามารถในการแบ่งปันความร้อนได้ดี.
การวัดประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้า
การวัดประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้าทำผ่านการดูอัตราส่วนระหว่างกำลังที่ได้ (Power Output) และกำลังที่ใช้ (Power Input). ซึ่งสามารถคำนวณได้โดยการนำกำลังที่ได้หารด้วยกำลังที่ใช้ แล้วคูณด้วย 100 เพื่อเปลี่ยนเป็นเปอร์เซนต์. หากประสิทธิภาพเป็น 100% แสดงว่าหม้อแปลงไฟฟ้านั้นสามารถทำงานได้โดยไม่มีการสูญเสียเลย ซึ่งในความเป็นจริง การที่หม้อแปลงไฟฟ้าจะทำงานได้โดยไม่มีการสูญเสียนั้นไม่เป็นไปได้เนื่องจากจะมีการสูญเสียจากความร้อนและความต้านทานของวัสดุต่างๆ.
ปัจจัยที่มีผลต่อประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้า รวมถึง การสูญเสียของแกนเหล็กและขดลวดตัวนำ, การออกแบบและขนาดของหม้อแปลง, การจัดการความร้อน, และวัสดุที่ใช้ในการผลิต. การปรับปรุงในแต่ละด้านนี้จะส่งผลให้หม้อแปลงไฟฟ้ามีประสิทธิภาพที่สูงขึ้น.
หม้อแปลงที่มีประสิทธิภาพสูง จะมีการสูญเสียที่น้อยลง ทำให้สามารถทำงานได้แบบมีประสิทธิภาพ ทำให้ประหยัดพลังงาน และมีการสูญเสียที่น้อยทำให้เพิ่มอายุการใช้งาน และลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุง. ดังนั้น การเลือกหม้อแปลงที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อการใช้งานที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่า.
การต่อหม้อแปลงแบบต่างๆ
เมื่อต้องการต่อหม้อแปลงไฟฟ้าขนานกัน จำเป็นต้องใช้หม้อแปลงที่มีสัดส่วนการแปลงภาระจ่ายอินพัทและโวลท์ที่มีค่าเท่ากัน. การที่หม้อแปลงมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันอาจทำให้เกิดปัญหาในการทำงานร่วมกัน.
และเมื่อต่อหม้อแปลงไฟฟ้าขนานกัน จำเป็นต้องมีการปรับค่าการเชื่อมต่อของขดลวดในหม้อแปลงทั้งหมดให้เหมือนกัน สำหรับหม้อแปลงแบบสามเฟสสามารถเลือกใช้การต่อแบบด้าน (Delta) หรือต่อแบบด้านเหลี่ยม (Wye), ขึ้นอยู่กับสภาพของระบบไฟฟ้าและความต้องการของผู้ใช้.
สำหรับการบำรุงรักษา หม้อแปลงที่ถูกต่อขนานกันสามารถทำให้เกิดความยืดหยุ่นในระบบไฟฟ้าของคุณ โดยที่คุณสามารถทำการซ่อมบำรุงหม้อแปลงหนึ่ง ๆ โดยไม่ต้องทำให้ระบบไฟฟ้าของคุณหยุดทำงาน ดังนั้นการต่อหม้อแปลงขนานกันจึงเป็นเทคนิคที่นิยมใช้ในการออกแบบและดำเนินการระบบไฟฟ้าขนาดใหญ่.
การต่อหม้อแปลงไฟฟ้าในระบบไฟฟ้า 3 เฟสทั้งแบบ Delta และแบบ Wye หรือ Star
การต่อแบบ Delta ในหม้อแปลง 3 เฟส
– แรงเคลื่อนที่แต่ละขั้ว (Line voltage) คือ 1.732 เท่าของแรงเคลื่อนที่คร่อมขดลวด (Phase voltage)
– กระแสที่แต่ละขั้ว (Line current) เท่ากับกระแสที่คร่อมขดลวด (Phase current)
การต่อแบบ Wye หรือ Star ในหม้อแปลง 3 เฟส
– แรงเคลื่อนที่แต่ละขั้ว (Line voltage) เท่ากับแรงเคลื่อนที่คร่อมขดลวด (Phase voltage)
– กระแสที่แต่ละขั้ว (Line current) เท่ากับ 1.732 เท่าของกระแสที่คร่อมขดลวด (Phase current)
เพื่อความปลอดภัย การต่อหม้อแปลงในระบบไฟฟ้า 3 เฟส ควรเป็นไปตามข้อกำหนดทางเทคนิค และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ต้องเรียนรู้และทำความเข้าใจถึงสภาพแวดล้อมการใช้งาน ซึ่งสามารถมีผลต่อการเลือกการต่อแบบ Delta หรือ Wye
หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสสามารถต่อด้วยวิธีการต่างๆรายละเอียดดังต่อไปนี้
1. Delta-Delta (Δ-Δ) Connection การต่อแบบนี้สามารถทนต่อความไม่สมดุลย์ของโหลดในระดับบางครั้ง และจะยังคงทำงานได้แม้ว่าหนึ่งในสามฟาสจะหยุดทำงาน (เรียกว่าเป็นการทำงานแบบ Open-Delta หรือ V-V connection) อย่างไรก็ตาม การต่อแบบนี้ไม่มีจุดกลาง (Neutral) ที่สามารถสร้างการเชื่อมต่อกับดินได้
2. Star-Star (Y-Y) Connection การต่อแบบนี้เป็นการต่อที่มีจุดกลางซึ่งสามารถเชื่อมต่อกับดิน ทำให้สามารถใช้ในแหล่งจ่ายไฟเพื่อระบบขนาดเล็กหรือสำหรับการใช้งานระดับไฟฟ้าต่ำ แต่การต่อแบบนี้ไม่ทนต่อความไม่สมดุลย์ของโหลดและไม่สามารถทำงานแบบ Open-Delta
3. Delta-Star (Δ-Y) Connection การต่อแบบนี้ทั้งมีคุณสมบัติในการทนต่อความไม่สมดุลย์ของโหลดและยังมีจุดกลางซึ่งสามารถเชื่อมต่อกับดิน ทำให้สามารถใช้งานได้ในการแปลงแรงดันสูงเป็นแรงดันต่ำ เพื่อใช้งานในการจ่ายไฟขนาดใหญ่ ทั้งนี้ แต่ละวิธีการต่อจะมีคุณสมบัติและประโยชน์ต่างๆ ที่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมการใช้งานที่แตกต่างกัน ดังนั้น การเลือกวิธีการต่อนั้นควรพิจารณาจากตัวแปรที่เกี่ยวข้องทั้งหมด
การต่อแบบเดลต้า-วาย เป็นวิธีที่นิยมใช้กันมากที่สุด สรุปได้ว่า
1. การต่อแบบ Delta-Wye มักถูกใช้ในระบบการจ่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่ ด้วยความสามารถในการทนต่อความไม่สมดุลของโหลดและมีจุดกลางที่สามารถเชื่อมต่อกับดิน ทำให้มันเป็นแบบการต่อที่เหมาะสมสำหรับระบบแรงดันสูง
2. การต่อแบบ Wye-Delta มีลักษณะเด่นที่จะปรับลดแรงดันไฟฟ้าที่มาจากแหล่งจ่ายไฟที่มีแรงดันสูง ซึ่งเหมาะกับโหลดที่ต้องการแรงดันสูง
3. การต่อแบบ Open-Delta หรือ V-V connection จำเป็นต่อเมื่อหนึ่งในฟาสของหม้อแปลงเสียหาย การต่อแบบนี้ยังคงให้กระแสไฟฟ้าได้แม้จะมีสามารถใช้งานได้เพียง 58% จากปกติ การต่อแบบนี้มักใช้เป็นการจัดการทั้งความเสียหายของฮาร์ดแวร์และการควบคุมการจ่ายไฟฟ้าในสถานการณ์ฉุกเฉิน
อย่างไรก็ตาม ทั้งสามวิธีการต่อข้างต้นส่วนใหญ่จะถูกเลือกใช้ตามสภาพแวดล้อมและความต้องการของระบบการจ่ายไฟฟ้า การเลือกการต่อนั้นควรพิจารณาจากการประเมินความต้องการและประเภทของโหลดที่เชื่อมต่อในระบบ เป็นวิธีการที่นิยมใช้ในการระบายความร้อนของหม้อแปลงเพื่อรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมและป้องกันการเกิดความเสียหายจากความร้อนเกินไป ทั้งหมดนี้มีความสำคัญในการดำเนินการของระบบไฟฟ้าทั้งหมด
การบำรุงรักษาหม้อแปลง
การบำรุงรักษาหม้อแปลงไฟฟ้ามีความสำคัญมาก ทั้งในเชิงป้องกันและในเชิงการซ่อมแซม การบำรุงรักษาประจำจะช่วยลดความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นและประหยัดต้นทุนที่อาจจะต้องใช้จ่ายในการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนอุปกรณ์ทั้งหมด
การบำรุงรักษาหม้อแปลงไฟฟ้าสามารถประกอบด้วยกิจกรรมต่างๆ รวมถึง:
1.ตรวจสอบและทำความสะอาด ตรวจสอบด้านภายนอกของหม้อแปลงเพื่อค้นหาสิ่งที่อาจทำให้เกิดความเสียหาย และทำความสะอาดด้านภายนอกเพื่อป้องกันการสะสมของฝุ่นและสิ่งสกปรกอื่นๆ
2.ตรวจสอบความร้อน ตรวจสอบอุณหภูมิของหม้อแปลง เพื่อตรวจสอบว่ามันทำงานในระดับที่เหมาะสมและปลอดภัย
3.ตรวจสอบแรงดันของน้ำมัน ตรวจสอบระดับและคุณภาพของน้ำมันในหม้อแปลง ซึ่งจำเป็นในการเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานและระบายความร้อน
4.ตรวจสอบสภาพทางไฟฟ้า การวัดแรงดันและกระแสไฟฟ้าเพื่อตรวจสอบว่าหม้อแปลงทำงานได้อย่างถูกต้องและปลอดภัย
5.การทำการบำรุงรักษาอย่างประจำจะช่วยให้หม้อแปลงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและยืดอายุการใช้งานของหม้อแปลงไฟฟ้า โดยยังช่วยป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นได้
คำศัพท์หม้อแปลงที่ควรรู้
หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงคืออะไร?
หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงเป็นหม้อแปลงไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่ใช้ในการแปลงแรงดันไฟฟ้าจากระดับสูงไปสู่ระดับล่างหรือในทางกลับกัน ในระบบจำหน่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่ เช่น ระบบจ่ายไฟฟ้าให้กับบ้าน ธุรกิจ และโรงงานอุตสาหกรรม โดยทั่วไปจะใช้หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงเพื่อแปลงแรงดันส่งสูง (ซึ่งอาจเป็นหมื่นหรือแสนโวลต์) ให้อยู่ในระดับต่ำลงได้ เหมาะสมกว่าสำหรับ ใช้ในสถานที่เหล่านี้ อุปกรณ์เหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อระบบจำหน่ายไฟฟ้า เนื่องจากช่วยให้สามารถส่งพลังงานไฟฟ้าทางไกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าสำหรับการส่งและลดระดับลงที่ปลายทาง หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงช่วยลดการสูญเสียพลังงานที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการส่งที่แรงดันไฟฟ้าต่ำลงได้อย่างมาก
หม้อแปลงแรงต่ำคืออะไร?
หม้อแปลงแรงดันต่ำ หรือบางครั้งเรียกว่าหม้อแปลงไฟฟ้าแบบ step-down เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่ลดระดับแรงดันอินพุตสูงลงไปที่ระดับแรงดันเอาต์พุตที่ต่ำกว่า มักใช้ในงานที่ต้องการลดแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงต่ำ ตัวอย่างเช่น ในการใช้งานในครัวเรือนส่วนใหญ่ หม้อแปลงไฟฟ้าแรงต่ำอาจแปลงแรงดันไฟฟ้าในครัวเรือนโดยทั่วไปที่ 120 โวลต์หรือ 240 โวลต์ (ขึ้นอยู่กับแต่ละประเทศ) ลงไปที่ระดับที่ต่ำกว่า เช่น 12 โวลต์หรือ 24 โวลต์ ซึ่งมักใช้สำหรับกริ่งประตู , เทอร์โมสแตท, ไฟแนวนอน และไฟแรงดันต่ำบางประเภท สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าในขณะที่หม้อแปลงเหล่านี้ลดแรงดัน พวกมันจะเพิ่มกระแสตามสัดส่วนเพื่อให้แน่ใจว่ากำลังไฟฟ้า (ซึ่งเป็นผลคูณของแรงดันและกระแส) ยังคงเหมือนเดิม ไม่รวมการสูญเสียเนื่องจากประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นไปตามหลักการอนุรักษ์พลังงาน
หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายคืออะไร?
หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายเป็นหม้อแปลงที่ให้การแปลงแรงดันไฟฟ้าขั้นสุดท้ายในระบบจำหน่ายพลังงานไฟฟ้า ช่วยลดแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ในสายจำหน่ายให้อยู่ในระดับที่ลูกค้าใช้ การประดิษฐ์หม้อแปลงที่มีประสิทธิภาพในทางปฏิบัติทำให้การกระจายไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไปได้ ระบบที่ใช้หม้อแปลงระบบจำหน่ายได้แสดงให้เห็นตั้งแต่ต้นปี พ.ศ. 2425 ส่วนใหญ่แล้ว หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายจะอยู่บนเสาไฟฟ้าหรือในกล่องระดับพื้นดินขนาดเล็ก แปลงไฟฟ้าแรงสูงที่ใช้ในสายจำหน่าย (โดยทั่วไปคือตั้งแต่ 11 kV ถึง 33 kV) ให้เป็นแรงดันต่ำ (โดยทั่วไปคือ 120V ถึง 240V) ที่ใช้ใน ที่อยู่อาศัย พาณิชยกรรม หรืออุตสาหกรรมเบาโดยทั่วไปแล้ว หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายจะให้บริการลูกค้าหลายราย ซึ่งแต่ละรายอาจมีความต้องการไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ได้รับการออกแบบให้มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้ เนื่องจากความล้มเหลวอาจส่งผลกระทบต่อลูกค้าจำนวนมาก อาจเป็นเฟสเดียวสำหรับที่อยู่อาศัยและบริการเชิงพาณิชย์ขนาดเล็กหรือสามเฟสสำหรับการติดตั้งขนาดใหญ่ หม้อแปลงเหล่านี้เต็มไปด้วยน้ำมันหล่อเย็นซึ่งเป็นฉนวนไฟฟ้าระหว่างส่วนประกอบภายใน ในหน่วยขนาดใหญ่ ครีบหม้อน้ำบนท่อช่วยในการระบายความร้อน มักจะมี “การแตะ” ที่ช่วยให้ยูทิลิตี้สามารถปรับอัตราส่วนการหมุนและด้วยเหตุนี้จึงใช้แรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ เพื่อรองรับสายจ่ายยาวหรือโหลดที่มีตัวประกอบกำลังสูง
หม้อแปลงไฟฟ้า1เฟสคืออะไร?
หม้อแปลงไฟฟ้า1เฟสคือหม้อแปลงไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียว ซึ่งหมายความว่าหม้อแปลงอาศัยวงจรแรงดันไฟฟ้าที่ทำงานในเฟสเวลารวม โดยทั่วไปจะใช้ในแอปพลิเคชันต่างๆ ตั้งแต่หม้อแปลงขนาดเล็กในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไปจนถึงอุปกรณ์ขนาดใหญ่ในเครือข่ายการจ่ายไฟฟ้า ขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวสามารถเชื่อมต่ออย่างอิสระ ในรูปแบบดาว เดลต้า หรือซิกแซก สิ่งนี้ทำให้หม้อแปลงสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพในระบบไฟฟ้าที่หลากหลาย ต่อไปนี้เป็นประเด็นเพิ่มเติมเกี่ยวกับหม้อแปลงไฟฟ้า1เฟส:
1. หม้อแปลงไฟฟ้า1เฟสจะใช้เมื่อโหลดส่วนใหญ่เป็นโหลดแสงสว่าง มอเตอร์ขนาดเล็ก และโหลดที่อยู่อาศัย
2. การผลิตง่ายกว่าเมื่อเทียบกับหม้อแปลงไฟฟ้า3เฟส
3. หม้อแปลงไฟฟ้า1เฟสปฏิบัติตามกฎหมายเดียวกันกับหม้อแปลงอื่น ๆ ทั้งหมด: อัตราส่วนการแปลงระหว่างแรงดันไฟฟ้าปฐมภูมิและทุติยภูมิเท่ากับอัตราส่วนของรอบปฐมภูมิต่อทุติยภูมิและกระแสปฐมภูมิและทุติยภูมิจะแปรผกผันกับอัตราส่วนเหล่านี้
4. หม้อแปลงไฟฟ้า1เฟสสองประเภทหลักคือแบบสเต็ปอัพและสเต็ปดาวน์ หม้อแปลงแบบสเต็ปอัพจะเพิ่มแรงดันจากหลักไปยังรอง และหม้อแปลงสเต็ปดาวน์จะลดแรงดันลง
5. เนื่องจากการผลิตที่ง่ายกว่าและการใช้งานทั่วไปในที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์ขนาดเล็ก หม้อแปลงไฟฟ้า1เฟสจึงมีจำหน่ายอย่างกว้างขวางและราคาไม่แพงนัก
หม้อแปลงไฟฟ้า 3 เฟส คืออะไร?
หม้อแปลงไฟฟ้า 3 เฟสเป็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้ในระบบสามเฟส โดยทั่วไปใช้สำหรับระบบส่งและจำหน่ายไฟฟ้า ใช้เพื่อเพิ่ม (เพิ่ม) หรือลดระดับ (ลด) ระดับแรงดันไฟฟ้าในระบบ3เฟส ทำให้สามารถใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการส่งทางไกล ในหม้อแปลงไฟฟ้า 3 เฟส จะใช้ขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิสามชุด แต่ละชุดพันรอบขาข้างหนึ่งของแกนแม่เหล็ก สิ่งเหล่านี้สามารถเชื่อมต่อได้ในการกำหนดค่าต่างๆ: delta-delta, delta-wye, wye-delta หรือ wye-wye ขึ้นอยู่กับความต้องการของระบบ ต่อไปนี้เป็นประเด็นเพิ่มเติมเกี่ยวกับหม้อแปลงไฟฟ้า 3 เฟส: 1. หม้อแปลงไฟฟ้า 3 เฟสประหยัดกว่าสำหรับการจ่ายโหลดขนาดใหญ่และการกระจายพลังงานขนาดใหญ่ แม้จะมีขนาด แต่ก็มีประสิทธิภาพมากกว่าและมีความหนาแน่นของพลังงานมากกว่าหม้อแปลงเฟสเดียว
2. มักใช้ในสถานีผลิตไฟฟ้าและสถานีไฟฟ้าย่อย
3. หม้อแปลงเหล่านี้ประกอบด้วยขดลวดสามชุด แต่ละชุดพันรอบขาข้างหนึ่งของแกนเหล็ก วิธีเชื่อมต่อขดลวดจะแตกต่างกันไปและอาจเป็นเดลต้าหรือไวย์ก็ได้
4. สามารถทำเป็นยูนิตเดียวหรือเป็นหม้อแปลงสามตัวที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกัน
5. หม้อแปลงไฟฟ้า 3 เฟสมีความจำเป็นในระบบไฟฟ้าสำหรับการขนส่งและการจ่ายพลังงานผ่านเครือข่าย พวกเขามีบทบาทสำคัญในการสร้างความมั่นใจว่าพลังงานที่ผลิตในโรงไฟฟ้าสามารถขนส่งได้อย่างมีประสิทธิภาพไปยังผู้ใช้ปลายทาง
โปรดจำไว้ว่าการทำงานกับหม้อแปลงทุกชนิดควรดำเนินการโดยผู้เชี่ยวชาญที่มีคุณสมบัติเหมาะสม เนื่องจากหม้อแปลงต้องรับมือกับระดับแรงดันและกระแสไฟฟ้าที่สูงซึ่งอาจเป็นอันตรายได้หากใช้งานไม่ถูกต้อง