ภาพรวมผลิตภัณฑ์
นิยามเชิงหน้าที่
หม้อแปลงแรงดันแบบจุ่มน้ำมันซีรีส์ JDJ (รวมถึงรุ่น JDJ-3, JDJ-6, JDJ-10 และ JDJ-12) เป็นอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าความแม่นยำ ออกแบบมาเพื่อการวัดแรงดันไฟฟ้า การวัดพลังงานไฟฟ้า และการป้องกันด้วยรีเลย์ ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับระดับกลาง (medium-voltage AC power systems) ที่มีแรงดันไม่เกิน 12 kV โดยใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อให้สัญญาณแรงดันทุติยภูมิที่แยกทางไฟฟ้า (galvanically isolated) อย่างสมบูรณ์ และเป็นสัดส่วนกับแรงดันปฐมภูมิ ทำให้สามารถวัดและป้องกันได้อย่างปลอดภัยที่ระดับแรงดันทุติยภูมิมาตรฐาน
ค่าพิกัดหลัก
| รายการ | ข้อมูลจำเพาะ (ตามคำสั่งซื้อ / ป้ายชื่อ) |
|---|---|
| ระดับแรงดันระบบ | JDJ-3: 3 kV; JDJ-6: 6 kV; JDJ-10: 10 kV; JDJ-12: 12 kV (สำหรับติดตั้งภายในอาคาร) |
| ความถี่กำหนด | 50 Hz (สามารถจัดหา 60 Hz ได้ตามคำขอ) |
| แรงดันปฐมภูมิกำหนด | ตามระดับแรงดัน (ระหว่างเฟสกับดิน): 3/√3 kV, 6/√3 kV, 10/√3 kV, 12/√3 kV |
| แรงดันทุติยภูมิกำหนด | JDJ-3/6/10: 100 V; JDJ-12: 110 V (ตามอัตราส่วนแรงดัน / ป้ายชื่อ) |
| ระดับความแม่นยำ | ขดลวดสำหรับวัดและ/หรือป้องกัน ตามที่ระบุ (เช่น 0.2 / 0.5, 3P) |
| โหลดกำหนด (Rated burden) | ตามขดลวด/ขดลวดที่ระบุ (หน่วย VA) |
| ค่าแฟกเตอร์กำลังของโหลด | cosφ = 0.8 (ล้าหลัง) เว้นแต่จะระบุเป็นอย่างอื่นตามมาตรฐานโครงการ |
| ประเภทฉนวน | ระบบฉนวนแบบจุ่มน้ำมัน พร้อมแกนเหล็กแบบชั้นบาง (laminated core) |
| มาตรฐานที่ใช้ | IEC 61869-1 / IEC 61869-3; GB/T 20840.1 / 20840.3; GB 1207-2006; DL/T 866 |
| เงื่อนไขการใช้งาน | ติดตั้งภายในอาคาร; ระดับความสูง ≤1000 ม.; อุณหภูมิแวดล้อม -5°C ถึง +40°C |
ภาพผลิตภัณฑ์
หลักการทำงาน
ทำงานตามกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ โดยหม้อแปลงแรงดันนี้มีแกนเหล็กแบบชั้นบาง (laminated iron core) พร้อมขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิที่พันรอบแกนเดียวกันแบบโคแอกเชียล (concentrically wound) เมื่อแรงดันสลับถูกป้อนเข้าขดลวดปฐมภูมิ จะเกิดฟลักซ์แม่เหล็กในแกน ซึ่งเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิเป็นสัดส่วนตามอัตราส่วนจำนวนรอบของขดลวด การออกแบบแบบจุ่มน้ำมันช่วยให้มีคุณสมบัติฉนวนที่ดีเยี่ยมและการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ ทำให้สามารถทำงานได้อย่างเสถียรภายใต้สภาวะการใช้งานต่อเนื่อง
ตำแหน่งการใช้งานในระบบ
- ระบบจำหน่ายแรงดันระดับกลาง: ตู้สวิตช์เกียร์และแผงจ่ายไฟ 3–10 kV
- ระบบวัดพลังงานไฟฟ้า: ระบบวัดพลังงานไฟฟ้าระดับรายได้ (revenue-grade)
- วงจรป้องกัน: ระบบป้องกันแรงดันเกิน แรงดันตก และการป้องกันระยะทาง (distance protection)
- การตรวจสอบแรงดัน: อุปกรณ์แสดงผลและบันทึกแรงดันระบบ
- การเชื่อมต่อกับระบบ SCADA: ระบบควบคุมและรวบรวมข้อมูลแบบรวมศูนย์ (Supervisory Control and Data Acquisition)
ภาพรวมโครงสร้าง
โครงสร้างแบบจุ่มน้ำมัน ประกอบด้วยแกนเหล็กซิลิคอนแบบชั้นบาง (laminated silicon steel core) และขดลวดปฐมภูมิ-ทุติยภูมิที่พันแบบโคแอกเชียล ชุดหม้อแปลงถูกติดตั้งบนฝาครอบด้านบน และจุ่มอยู่ในน้ำมันฉนวนภายในถังปิดสนิท โดยระดับน้ำมันจะอยู่ต่ำกว่าฝาครอบประมาณ 10–15 มม. ขั้วต่อแรงดันสูงและแรงดันต่ำถูกนำออกผ่านบูชชิ่งพอร์ซเลน (porcelain bushings) ซึ่งให้ระยะห่างฉนวนที่เชื่อถือได้และติดตั้งง่าย ถังปิดสนิทพร้อมช่องเติมน้ำมันช่วยอำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษาและตรวจสอบ
การกำหนดรุ่น
คำอธิบายรหัสรุ่น
- J — เครื่องแปลงแรงดัน (Voltage Transformer – VT)
- D — ระบบเฟสเดียว (Single-phase)
- J — ฉนวนแบบจุ่มน้ำมัน (Oil-immersed insulation)
- 3 / 6 / 10 / 12 — ระดับแรงดัน (kV)
การเปรียบเทียบรุ่นต่างๆ
รุ่น JDJ-3, JDJ-6, JDJ-10 และ JDJ-12 มีหลักการก่อสร้างเหมือนกัน โดยแตกต่างกันหลักๆ ที่ระดับแรงดันและค่าประสานฉนวน (insulation coordination) ในบางข้อกำหนดทางเทคนิค “JDJ-12” ใช้เพื่อระบุระดับแรงดัน 10–12 kV (โดยแรงดันระบบสูงสุด Um = 12 kV) การเลือกใช้งานจริงควรพิจารณาตามระดับแรงดันของโครงการและป้ายชื่อ (nameplate) บนอุปกรณ์
เงื่อนไขการใช้งาน
หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้ารุ่น JDJ ถูกออกแบบมาเพื่อใช้งานภายในอาคารภายใต้สภาวะการใช้งานปกติในระบบไฟฟ้าแรงดันปานกลาง
- สภาพแวดล้อมการติดตั้ง: ติดตั้งภายในอาคารเท่านั้น
- ระดับความสูงจากระดับน้ำทะเล: ไม่เกิน 1000 เมตร (กรณีที่ติดตั้งในระดับความสูงมากกว่านี้ ต้องระบุให้วิศวกรตรวจสอบและยืนยัน)
- อุณหภูมิแวดล้อม: −5 °C ถึง +40 °C
- ความชื้นสัมพัทธ์: ≤ 85% ที่อุณหภูมิอ้างอิง +20 °C
- ความสามารถในการทนต่อแผ่นดินไหว: ผ่านการทดสอบการสั่นสะเทือนโดยตรงที่ 0.4g (เทียบเท่ากับความรุนแรงของแผ่นดินไหวระดับ 9)
- สภาพแวดล้อมทั่วไป: ปราศจากก๊าซหรือไอที่กัดกร่อน; ปราศจากสารไวไฟหรือระเบิด; ไม่มีการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรง แรงกระแทกทางกล หรือแรงกระแทกใดๆ
โครงสร้าง
การออกแบบโครงสร้าง
- โครงสร้าง: แบบเสา (Post-type) สำหรับติดตั้งอุปกรณ์สวิตช์เกียร์ภายในอาคาร
- ฉนวน: ระบบฉนวนจุ่มน้ำมัน (Oil-immersed insulation system)
- แกนแม่เหล็ก: ออกแบบด้วยแกนเหล็กซิลิคอนชนิดเป็นแผ่นบางซ้อนกัน (Laminated silicon steel core)
- ขดลวด: ขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิพันแบบวงกลมซ้อนกัน (Concentrically wound) บนแกนแม่เหล็กเดียวกัน
- ถังน้ำมัน: ถังน้ำมันปิดผนึก พร้อมบูชิงพอร์ซเลน (Porcelain bushings)
- ระดับน้ำมัน: รักษาระดับน้ำมันให้อยู่ต่ำกว่าฝาถัง 10–15 มม.
โครงสร้างแบบจุ่มน้ำมันให้คุณสมบัติการฉนวนที่ยอดเยี่ยม การกระจายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และทนต่อความชื้นและสิ่งปนเปื้อน เหมาะสำหรับใช้งานภายในอาคารระยะยาว
ขดลวดและการกำกับขั้วต่อ
- ขั้วต่อปฐมภูมิ: A / X (ขดลวดปฐมภูมิเฟสเดียว)
- ขั้วต่อลดแรงดันเพื่อวัดค่า (Metering winding): a / x
- ขั้วต่อลดแรงดันเพื่อป้องกัน (Protection winding, หากมี): ad / xd
การกำกับขั้วต่อเป็นไปตามมาตรฐานขั้วของหม้อแปลงแรงดัน (VT polarity conventions) ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ เมื่อขั้วปฐมภูมิ A มีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวกเทียบกับ X ขั้วทุติยภูมิ a จะมีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวกพร้อมกันเทียบกับ x เช่นกัน ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าระบุขั้วต่ออย่างถูกต้อง เพื่อรักษาความถูกต้องของการวัดค่าและประสิทธิภาพของระบบป้องกัน
ข้อมูลทางเทคนิค
ส่วนนี้ให้ข้อมูลทางเทคนิคที่เน้นการคัดเลือกสำหรับหม้อแปลงแรงดันแบบจุ่มน้ำมัน (oil-immersed voltage transformers) รุ่น JDJ-3, JDJ-6 และ JDJ-10 ซึ่งใช้งานในระบบไฟฟ้ากระแสสลับระดับ 3 kV, 6 kV และ 10 kV (ความถี่ 50 Hz) ข้อมูลที่แสดงด้านล่างนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยในการคัดเลือกเบื้องต้นเกี่ยวกับชั้นความแม่นยำ (accuracy class combinations), โหลดพิกัด (rated burdens) และระดับแรงดัน (voltage ratings)
คำนิยาม: ชั้นความแม่นยำ (Accuracy class) บ่งชี้สมรรถนะสำหรับการวัดหรือการป้องกัน (อาจมีการกำหนดค่าหลายแกน/มัลติคอร์) กำลังไฟฟ้าขาออกพิกัด (Rated output, หน่วย VA) ระบุเป็นรายขดลวดรอง (secondary winding) ตัวประกอบแรงดัน (Voltage factor) กำหนดความสามารถในการทนแรงดันเกินอย่างต่อเนื่องได้
หมายเหตุ: พารามิเตอร์ทางเทคนิคจะต้องยืนยันตามค่าที่ระบุบนแผ่นป้ายชื่อ (nameplate) และรายงานการทดสอบจากโรงงาน (factory test report) ของแต่ละคำสั่งซื้อโดยเฉพาะ
ข้อมูลอ้างอิง
| รุ่น | อัตราส่วน แรงดันพิกัด (V) |
โหลดพิกัดที่สอดคล้องกัน (VA) | กำลังไฟฟ้า ขาออกสูงสุด (VA) |
แรงดันทดสอบ ความถี่กำลังไฟฟ้า (kV) |
น้ำหนัก (kg) |
|||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.2 | 0.5 | 1 | 3 | |||||
| JDJ-3 | 3000/100 | 20 | 30 | 50 | 120 | 240 | 24 | 46.5 |
| JDJ-6 | 6000/100 | 30 | 50 | 80 | 200 | 400 | 32 | |
| JDJ-10 | 10000/100 | 40 | 80 | 150 | 320 | 640 | 42 | |
| JDJ-12 | 11000/110 | 40 | 80 | 150 | 320 | 640 | 42 | |
มาตรฐานและเอกสารอ้างอิงเชิงบรรทัดฐาน
| มาตรฐาน | ชื่อเรื่อง | การนำไปใช้ |
|---|---|---|
| IEC 61869-1 | Instrument Transformers – Part 1: General Requirements | ข้อกำหนดทั่วไป |
| IEC 61869-3 | Instrument Transformers – Part 3: Additional Requirements for Voltage Transformers | ข้อกำหนดเฉพาะสำหรับหม้อแปลงแรงดัน |
| GB/T 20840.1 | Instrument Transformers – Part 1: General Requirements | มาตรฐานแห่งชาติ (สอดคล้องกับกรอบ IEC 61869) |
| GB/T 20840.3 | Instrument Transformers – Part 3: Voltage Transformers | ข้อกำหนดแห่งชาติสำหรับหม้อแปลงแรงดัน (สอดคล้องกับ IEC 61869-3) |
| GB 1207-2006 | Voltage Transformers | มาตรฐานแห่งชาติสำหรับหม้อแปลงแรงดัน ตามที่โครงการกำหนด |
| DL/T 866 | Technical Specification for Medium Voltage Instrument Transformers | ข้อกำหนดทางเทคนิคของอุตสาหกรรมพลังงาน |
| IEEE C57.13 | Standard Requirements for Instrument Transformers | ใช้เป็นทางเลือก (อ้างอิงสำหรับโครงการในอเมริกาเหนือ) |
| IEC 60085 | Electrical Insulation – Thermal Evaluation | ใช้เป็นทางเลือก (อ้างอิงการประเมินคุณสมบัติความร้อนของฉนวนไฟฟ้า) |
การปฏิบัติตามการทดสอบจากโรงงาน
- การทดสอบประจำ (Routine tests) ตามข้อกำหนด IEC/GB ที่เกี่ยวข้อง (รวมถึงการตรวจสอบขั้วไฟฟ้า/เครื่องหมาย, การตรวจสอบอัตราส่วน, และการตรวจสอบความแม่นยำตามชั้นความแม่นยำและโหลดที่กำหนด)
- การทดสอบไดอิเล็กตริก (Dielectric tests) ตามข้อกำหนดการประสานงานฉนวน (insulation coordination) และมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง
- การทดสอบตัวประกอบแรงดัน (Voltage factor test) ตามความสามารถในการทนแรงดันเกินที่ระบุ
- การตรวจสอบภายนอกและขนาด (Visual and dimensional inspection) รวมถึงความถูกต้องของเครื่องหมายและคุณภาพงานผลิต
- การทดสอบแบบจำเพาะและพิเศษ (Type and special tests) ตามที่ระบุในข้อกำหนดของโครงการ
การติดตั้งและขนาดภายนอก
- ขนาดภายนอกและรายละเอียดการติดตั้งระบุไว้ในแบบร่างขนาด (dimensional drawings)
- หม้อแปลงต้องได้รับการยึดตรึงอย่างมั่นคงโดยใช้รูยึดที่กำหนดไว้บนฐานติดตั้ง
- การเชื่อมต่อวงจรปฐมภูมิและทุติยภูมิทำผ่านขั้วต่อแบบบูชชิ่งพอร์ซเลน (porcelain bushing terminals)
- ต้องเว้นระยะห่างที่เพียงพอเพื่อการฉนวน ระบายความร้อน และการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา
- ตรวจสอบระดับน้ำมันก่อนเริ่มใช้งาน และรักษาระดับน้ำมันให้อยู่ภายในช่วงที่กำหนด
แผนผังการต่อสาย
ขนาดภายนอกและขนาดสำหรับการติดตั้ง
ข้อมูลการสั่งซื้อ
เมื่อทำการสั่งซื้อ ต้องระบุค่ากำหนดที่ต้องการให้ชัดเจนตามข้อกำหนดของระบบไฟฟ้าท้องถิ่น มาตรฐานที่เกี่ยวข้อง และข้อกำหนดทางเทคนิคของโครงการ โดยต้องระบุพารามิเตอร์ต่อไปนี้อย่างชัดเจนเพื่อใช้ในการยืนยันทางเทคนิคและการอนุมัติผลิต:
- รหัสรุ่น (JDJ-3, JDJ-6, JDJ-10 หรือ JDJ-12)
- แรงดันปฐมภูมิกำหนด / อัตราส่วนแรงดัน
- แรงดันทุติยภูมิกำหนด (100 V หรือ 100/√3 V)
- วัตถุประสงค์การใช้งานและข้อกำหนดความแม่นยำ (ชุดคลาสความแม่นยำสำหรับวัดค่าและ/หรือป้องกัน)
- โหลดกำหนด (Rated burden) (VA) สำหรับขดลวดทุติยภูมิแต่ละชุด
- ข้อกำหนดค่าตัวประกอบแรงดัน (Voltage factor) (ความสามารถในการรับแรงดันเกินทั้งแบบต่อเนื่องและชั่วคราว)
แนวทางการเลือก:
1: กำหนดระดับแรงดันระบบ (3 kV, 6 kV หรือ 10 kV) และแรงดันปฐมภูมิกำหนดที่สอดคล้องกัน
2: เลือกข้อกำหนดความแม่นยำสำหรับวัดค่าและ/หรือป้องกัน (เช่น 0.2 / 0.5 สำหรับวัดค่า; 3P สำหรับป้องกัน)
3: ยืนยันโหลดกำหนด (VA) สำหรับวงจรทุติยภูมิแต่ละชุด โดยพิจารณาจากมิเตอร์/รีเลย์ที่ต่อใช้งานจริง และการสูญเสียในสายไฟ
4: ตรวจสอบข้อกำหนดค่าตัวประกอบแรงดันให้สอดคล้องกับสภาวะแรงดันเกินของระบบและการประสานงานของระบบป้องกัน
หากมีข้อกำหนดเฉพาะจากหน่วยงานสาธารณูปโภคท้องถิ่นหรือโครงการ (เช่น ระดับฉนวน การจัดเรียงขั้วต่อ ข้อจำกัดในการติดตั้ง ภาษาเอกสาร หรือใบรับรองที่ต้องการ) ต้องระบุให้ชัดเจนในขั้นตอนการสั่งซื้อ การกำหนดค่าพิเศษจะต้องได้รับการยืนยันผ่านข้อตกลงทางเทคนิคและเอกสารข้อมูลสุดท้าย (final data sheet) ก่อนเริ่มการผลิต