หม้อแปลงแรงดันอีพอกซีเรซินในร่ม JDZ9-20, JDZ(X)F9-20G 20KV

ภาพรวมผลิตภัณฑ์

นิยามเชิงหน้าที่

ชุดทรานส์ฟอร์มเมอร์แรงดันไฟฟ้าชนิดเรซินอีพ็อกซี่ สำหรับใช้ภายในอาคาร รุ่น JDZ9-20 และ JDZ(X)F9-20G ระดับแรงดัน 20 kV เป็นอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าความแม่นยำ ออกแบบมาเพื่อการวัดแรงดันไฟฟ้า การวัดพลังงาน (energy metering) และการป้องกันระบบด้วยรีเลย์ (relay protection) ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับระดับกลาง (medium-voltage AC power systems) โดยอาศัยหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อให้สัญญาณแรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดรอง (secondary voltage signals) ซึ่งแยกจากขดลวดปฐมภูมิทางแกลวานิก (galvanically isolated) และเป็นสัดส่วนกับแรงดันปฐมภูมิ ทำให้สามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์วัดค่า อุปกรณ์ป้องกัน และอุปกรณ์ตรวจสอบได้อย่างปลอดภัย

ค่าพิกัดหลัก (Key Ratings)

หลักการทำงาน

ทำงานตามกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ (Faraday’s law of electromagnetic induction) โดยทรานส์ฟอร์มเมอร์แรงดันไฟฟ้านี้ประกอบด้วยแกนแม่เหล็กแบบแผ่นบาง (laminated magnetic core) ซึ่งขดลวดปฐมภูมิเชื่อมต่อกับวงจรแรงดันสูง และขดลวดทุติยภูมิให้แรงดันไฟฟ้าขาออกที่เป็นสัดส่วนกับแรงดันปฐมภูมิ สนามแม่เหล็กที่เกิดจากแรงดันปฐมภูมิจะเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิ ส่งมอบแรงดันไฟฟ้าขาออกตามมาตรฐานไปยังโหลดที่ต่ออยู่ ระบบฉนวนแบบหล่อเรซินอีพ็อกซี่ (epoxy resin cast insulation system) ให้การแยกทางไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์ระหว่างขดลวดปฐมภูมิ ทุติยภูมิ และตติยภูมิ

ตำแหน่งการใช้งานในระบบ

• ระบบจ่ายไฟแรงดันกลาง: ตู้สวิตช์เกียร์ 20 kV และสถานีจ่ายไฟฟ้า
• การวัดพลังงาน: การวัดแรงดันไฟฟ้าระดับรายได้ (revenue-grade) สำหรับระบบวางบิล
• วงจรป้องกัน: ระบบป้องกันแรงดันเกิน แรงดันต่ำ และขัดข้องลงกราวด์
• การเชื่อมต่อกับระบบ SCADA: การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าสำหรับระบบควบคุมและรวบรวมข้อมูล (Supervisory Control and Data Acquisition)
• การตรวจสอบคุณภาพพลังงาน: การประเมินระดับแรงดันไฟฟ้าและการวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้า

ภาพรวมโครงสร้าง

โครงสร้างแบบหล่อเรซินอีพ็อกซี่ภายใต้สุญญากาศ (epoxy resin vacuum cast construction) พร้อมดีไซน์ปิดสนิท ช่วยให้มีสมรรถนะฉนวนที่ยอดเยี่ยม ทนทานต่อความชื้น และมีความแข็งแรงเชิงกล รูปแบบการติดตั้งแบบ support-type ช่วยให้ติดตั้งได้กะทัดรัดในตู้สวิตช์เกียร์ภายในอาคาร ขณะเดียวกันยังคงรักษาระยะห่างทางไฟฟ้า (electrical clearance) และระยะ creepage ได้อย่างเหมาะสม รูปแบบขดลวดทุติยภูมิหลายแบบช่วยให้สามารถทำงานได้พร้อมกันทั้งด้านการวัดค่า การป้องกัน และการตรวจจับแรงดันตกค้าง

รหัสรุ่น

คำอธิบายรหัสรุ่น

• J — เครื่องแปลงแรงดัน (Voltage Transformer – VT)
• D — แบบเฟสเดียว (Single-phase)
• Z — ฉาบเรซิน (อีพ็อกซี่) เป็นฉนวน โครงสร้างปิดมิดชิดทั้งหมด
• 9 — รหัสการออกแบบ (แพลตฟอร์ม/รุ่นย่อย)
• 20 — ระดับแรงดัน (kV)
• F (ถ้ามี) — มีขดลวดรองคู่ (สองแกนอิสระสำหรับวัดค่าและป้องกัน)
• X (ถ้ามี) — มีขดลวดเทอร์เชียรีแบบ open-delta สำหรับตรวจจับแรงดันเหลือ (ตรวจหาความผิดปกติลงกราวด์)
• G (ถ้ามี) — ใช้งานในระบบ neutral ต่อกราวด์ (แรงดันปฐมภูมิ 20/√3 kV)

ภาพรวมรุ่นต่างๆ

เงื่อนไขการใช้งาน

หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้ารุ่น JDZ9-20 ถูกออกแบบมาเพื่อใช้งานภายในอาคารภายใต้สภาวะการใช้งานปกติในระบบไฟฟ้าแรงดันปานกลาง

• สภาพแวดล้อมการติดตั้ง: ติดตั้งภายในอาคารเท่านั้น
• ระดับความสูงจากระดับน้ำทะเล: ไม่เกิน 1000 เมตร (หากติดตั้งที่ระดับความสูงมากกว่านี้ ต้องแจ้งให้วิศวกรตรวจสอบและปรับลดค่าพิกัดตามความเหมาะสม)
• อุณหภูมิแวดล้อม: −5 °C ถึง +40 °C
• ความชื้นสัมพัทธ์: ≤ 95% (ไม่มีการควบแน่นที่อุณหภูมิอ้างอิง +20 °C)
• ระดับความสกปรกของสิ่งแวดล้อม: ระดับ II ตามมาตรฐาน IEC 60664-1
• ตำแหน่งการติดตั้ง: ติดตั้งในแนวตั้งบนฐานหรือแผงสวิตช์เกียร์
• สภาพแวดล้อมโดยรวม: ปราศจากก๊าซกัดกร่อน สื่อระเบิดหรือไวไฟ การสั่นสะเทือนอย่างรุนแรง แรงกระแทกเชิงกล หรือแรงกระทำอื่นๆ

การก่อสร้าง

การออกแบบโครงสร้าง

• โครงสร้าง: แบบตั้งเสา (post type) สำหรับติดตั้งอุปกรณ์สวิตช์เกียร์ภายในอาคาร
• ฉนวน: ระบบฉนวนเรซินอีพ็อกซี่หล่อแบบสุญญากาศแบบปิดสนิททั้งชุด
• แกนแม่เหล็ก: แกนเหล็กซิลิคอนคุณภาพสูงแบบแผ่นบาง (laminated core) ที่มีค่าสูญเสียต่ำ
• ขดลวด: ขดลวดปฐมภูมิออกแบบให้ทนแรงดันฉนวนเต็มระดับ; ขดลวดทุติยภูมิใช้แกนแม่เหล็กแยกต่างหากในกรณีที่มีการจัดวางขดลวดหลายชุด
• ระบบ: ระบบฉนวนรวมทั้งปฐมภูมิและทุติยภูมิ พร้อมขดลวดเบื้องต้น (tertiary winding) เฉพาะสำหรับตรวจจับแรงดันตกค้าง (เฉพาะรุ่นประเภท X)

การหล่อเรซินอีพ็อกซี่แบบสุญญากาศให้คุณสมบัติฉนวนที่เสถียร และทนทานต่อความชื้น สิ่งปนเปื้อน การเสื่อมสภาพจากความร้อน และการเสื่อมสภาพจากแสง UV สำหรับการใช้งานภายในอาคารระยะยาว โครงสร้างแบบปิดสนิทช่วยกำจัดความเสี่ยงจากสิ่งปนเปื้อนภายนอก และให้ความต้านทานต่อการลัดวงจรตามผิวฉนวน (tracking resistance) โดยธรรมชาติ

ขดลวดและการทำเครื่องหมายขั้วต่อ

JDZ9-20 / JDZF9-20 (รุ่นสำหรับระบบกลางลอย)

• ขั้วต่อปฐมภูมิ: A / X (อินพุต/เอาต์พุตแรงดันสูง)
• ขั้วต่อทุติยภูมิ (กลุ่ม 1): a / x (ขดลวดสำหรับวัดค่าหรือป้องกัน)
• ขั้วต่อทุติยภูมิ (กลุ่ม 2, รุ่น JDZF9-20): a’ / x’ (ขดลวดวัดค่าหรือป้องกันชุดที่สอง)

JDZX9-20G / JDZXF9-20G (รุ่นสำหรับระบบกลางต่อกราวด์)

• ขั้วต่อปฐมภูมิ: A / N (เชื่อมต่อเฟสแรงดันสูงและสายกลาง)
• ขั้วต่อทุติยภูมิ (กลุ่ม 1): a / n (ขดลวดสำหรับวัดค่าหรือป้องกัน)
• ขั้วต่อทุติยภูมิ (กลุ่ม 2, รุ่น JDZXF9-20G): a’ / n’ (ขดลวดวัดค่าหรือป้องกันชุดที่สอง)
• ขั้วต่อเบื้องต้น (ขดลวดแรงดันตกค้าง): da / dn (ตรวจจับแรงดันตกค้างแบบ open-delta)

การทำเครื่องหมายขั้วต่อเป็นไปตามมาตรฐานขั้วต่อของหม้อแปลงแรงดัน (VT polarity conventions) ตาม IEC 61869-3 ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ ขั้ว A จะเชื่อมต่อกับสายเฟส สำหรับระบบกลางต่อกราวด์ ขั้ว N ต้องเชื่อมต่อกับสายกลางของระบบ ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าระบุขั้วต่ออย่างถูกต้อง เพื่อรักษาประสิทธิภาพในการวัดค่าและการป้องกัน

ข้อมูลทางเทคนิค

ส่วนนี้ให้ข้อมูลทางเทคนิคที่เน้นการคัดเลือกสำหรับหม้อแปลงแรงดัน (VT) แบบภายในอาคาร ซีรีส์ JDZ9-20 ชนิดเรซินหล่อ ที่ใช้ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับระดับ 20 kV (50 Hz) ข้อมูลที่แสดงด้านล่างมีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยในการคัดเลือกรุ่นย่อย ชุดคลาสความแม่นยำ ภาระกำหนด และกำลังไฟฟ้าขาออกเบื้องต้น

คำนิยาม: ชุดคลาสความแม่นยำ (Accuracy class combination) หมายถึง ขดลวดวัด/ป้องกันที่มีอยู่ใน VT เดียวกัน (อาจเป็นแบบหลายขดลวด) กำลังไฟฟ้าขาออกกำหนด (Rated output, VA) ระบุต่อขดลวดรองแต่ละขด กำลังไฟฟ้าขาออกสูงสุด (Maximum output, VA) แสดงขีดจำกัดด้านความร้อนสำหรับการทำงานต่อเนื่อง ระดับฉนวน (Insulation level) แสดงในรูป Um/ACSD/LI (แรงดันระบบสูงสุด / แรงดันทนกระแสสลับระยะสั้น / แรงดันทนอิมพัลส์ฟ้าผ่า) ตามมาตรฐาน IEC 60071-1

สัญกรณ์: อัตราส่วนแรงดันที่แสดงคือแรงดันปฐมภูมิ/ทุติยภูมิ สำหรับการต่อแบบเฟสเดียว ในระบบสามเฟสที่มีจุดกลางต่อลงดิน (รุ่นประเภท G) แรงดันปฐมภูมิกำหนดคือ 20/√3 kV (ระหว่างเฟสกับดิน) แรงดันขาออกของขดลวดแรงดันเหลือ (residual voltage winding) จะอยู่ที่ 100/3 V ภายใต้สภาวะสมดุลปกติ และจะเพิ่มขึ้นเมื่อเกิดเหตุขัดข้องลงดิน

ข้อมูลอ้างอิง

มาตรฐานและเอกสารอ้างอิง

การติดตั้งและขนาด

ภาพรวม

แผนผังการเดินสาย (Wiring schematic diagram)

• ขนาดภายนอกและรายละเอียดการยึดติดจะระบุอยู่ในแบบร่างแสดงขนาดเฉพาะสำหรับแต่ละรุ่น
• หม้อแปลงแรงดันต้องถูกยึดตรึงให้มั่นคงโดยใช้รูยึดที่กำหนดไว้บนฐานยึด
• ขั้วปฐมภูมิ (Primary terminals) ต้องเชื่อมต่อกับบัสบาร์แรงสูง โดยเว้นระยะห่างตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้องทั้งระยะ clearance และ creepage distance
• ต้องเว้นระยะห่างเพียงพอสำหรับฉนวนไฟฟ้า การกระจายความร้อน และการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา
• สำหรับการใช้งานในระบบ neutral ต่อกราวด์ (รุ่นประเภท G) ให้ตรวจสอบการเชื่อมต่อขั้วปฐมภูมิให้ถูกต้อง (A ต่อกับเฟส, N ต่อกับ neutral)

ข้อกำหนดการติดตั้ง

• ทิศทางการติดตั้ง: ติดตั้งในแนวตั้ง โดยให้ขั้วปฐมภูมิอยู่ด้านบน
• ระยะห่าง: ต้องเว้นระยะห่างขั้นต่ำระหว่างเฟสกับเฟส และระหว่างเฟสกับกราวด์ ตามมาตรฐาน IEC 60071-1 และกฎระเบียบไฟฟ้าท้องถิ่น
• การเข้าถึงขั้ว: ต้องจัดให้ช่องขั้วทุติยภูมิสามารถเข้าถึงได้สะดวกสำหรับการเดินสายและการบำรุงรักษา
• การระบายอากาศ: จัดให้มีการไหลเวียนของอากาศที่เพียงพอ เพื่อช่วยในการกระจายความร้อนภายใต้โหลดพิกัดต่อเนื่อง
• การป้องกันสิ่งแวดล้อม: ป้องกันไม่ให้ถูกน้ำกระเซ็นโดยตรง ควบแน่น และการสะสมฝุ่นมากเกินไป

ข้อมูลการสั่งซื้อ

เมื่อทำการสั่งซื้อ ต้องระบุค่ากำหนดที่ต้องการให้ชัดเจนตามรูปแบบการกราวด์ของระบบ มาตรฐานที่ใช้บังคับ และข้อกำหนดทางเทคนิคของโครงการ โดยต้องระบุพารามิเตอร์ต่อไปนี้อย่างชัดเจนเพื่อใช้ในการยืนยันทางเทคนิคและการอนุมัติผลิต:

• รหัสรุ่น (JDZ9-20 / JDZF9-20 / JDZX9-20G / JDZXF9-20G)
• แรงดันปฐมภูมิกำหนด (20 kV สำหรับระบบ neutral ลอย; 20/√3 kV สำหรับระบบ neutral กราวด์)
• แรงดันทุติยภูมิกำหนด (100 V, 100/√3 V, 100/3 V ตามความเหมาะสม)
• ความถี่ของระบบ (50 Hz หรือ 60 Hz)
• ชุดคลาสความแม่นยำ (คลาสความแม่นยำสำหรับวัดค่าและ/หรือป้องกัน ตามขดลวดทุติยภูมิแต่ละชุด)
• โหลดกำหนด (Rated burden) (VA) สำหรับขดลวดทุติยภูมิแต่ละชุด
• จำนวนหน่วย (ต้องการหน่วยเฟสเดียว; โดยทั่วไปใช้ 3 หน่วยสำหรับระบบสามเฟส)

แนวทางการเลือก

ขั้นตอนที่ 1: กำหนดรูปแบบการกราวด์ของระบบ (neutral ลอย เทียบกับ neutral กราวด์) และเลือกกลุ่มรุ่นที่เหมาะสม (JDZ/JDZF สำหรับ neutral ลอย; JDZX/JDZXF สำหรับ neutral กราวด์ พร้อมความสามารถตรวจจับแรงดัน residual)
ขั้นตอนที่ 2: ตรวจสอบว่าจำเป็นต้องใช้ขดลวดแยกสำหรับวัดค่าและป้องกันหรือไม่ (ขดลวดเดียว: JDZ/JDZX; สองขดลวด: JDZF/JDZXF)

ขั้นตอนที่ 3: เลือกความต้องการด้านความแม่นยำสำหรับวัดค่าและ/หรือป้องกัน (เช่น 0.2 สำหรับวัดค่ารายได้ที่ต้องการความแม่นยำสูง; 0.5 สำหรับเครื่องมือวัด; 6P สำหรับรีเลย์ป้องกัน)
ขั้นตอนที่ 4: คำนวณโหลดกำหนด (VA) สำหรับวงจรทุติยภูมิแต่ละชุด โดยพิจารณาจากมิเตอร์/รีเลย์/อุปกรณ์วัดที่ต่อกับระบบ รวมถึงการสูญเสียในสายไฟ ที่แรงดันทุติยภูมิกำหนด

ขั้นตอนที่ 5: ตรวจสอบระดับฉนวน (24/65/125 kV) ว่าเหมาะสมกับแรงดันสูงสุดของระบบและสภาพแวดล้อมหรือไม่
ขั้นตอนที่ 6: สำหรับระบบสามเฟส ให้ระบุจำนวนหน่วย (โดยทั่วไปคือ 3 หน่วยเฟสเดียว) หากต้องการตรวจจับแรงดัน residual ให้ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการต่อแบบ open-delta ถูกต้อง

หากมีข้อกำหนดเฉพาะจากหน่วยงานสาธารณูปโภคในพื้นที่หรือโครงการ (เช่น ระดับฉนวนที่สูงกว่ามาตรฐาน คลาสความแม่นยำพิเศษ อัตราส่วนแรงดันที่กำหนดเอง การประสานงานฟิวส์ VT การจัดเรียงขั้วต่อ ข้อจำกัดด้านการติดตั้ง ภาษาเอกสาร หรือใบรับรองที่ต้องการ) โปรดระบุข้อกำหนดเหล่านี้ในขั้นตอนการสั่งซื้อ การกำหนดค่าพิเศษจะต้องได้รับการยืนยันผ่านข้อตกลงทางเทคนิคและเอกสารข้อมูลสุดท้ายก่อนเริ่มการผลิต

คำถามที่พบบ่อย (FAQs)