ภาพรวมผลิตภัณฑ์
นิยามเชิงหน้าที่
หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้ารุ่น JDZW-35 เป็นอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าความแม่นยำ ออกแบบมาเพื่อการวัดแรงดันไฟฟ้า การวัดพลังงานไฟฟ้า และการป้องกันด้วยรีเลย์ ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับกลางแจ้งระดับ 35 kV โดยอุปกรณ์เหล่านี้ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อให้สัญญาณแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิที่แยกทางไฟฟ้า (galvanically isolated) ซึ่งเป็นสัดส่วนกับแรงดันปฐมภูมิ
ค่าพิกัดหลัก
| รายการ | ข้อมูลจำเพาะ (ตามคำสั่งซื้อ / ป้ายชื่อ) |
|---|---|
| ระดับแรงดันระบบ | ระดับ 35 kV (สำหรับการจ่ายไฟและสถานีไฟฟ้าย่อยแบบกลางแจ้ง) |
| ความถี่กำหนด | 50 Hz (สามารถจัดหา 60 Hz ได้ตามคำขอ) |
| แรงดันทุติยภูมิที่กำหนด | 100 V หรือ 100/√3 V |
| ระดับความแม่นยำ | ขดลวดสำหรับวัดและ/หรือป้องกัน ตามที่ระบุ (เช่น 0.2, 0.5, 6P) |
| โหลดกำหนด (Rated burden) | ตามขดลวด/ขดลวดที่ระบุ (VA) |
| ค่าแฟกเตอร์กำลังของโหลด | cosφ = 0.8 (ล้าหลัง) เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่นตามมาตรฐานโครงการ |
| ระดับฉนวน | 40.5/95/200 kV (Um/LIPL/ACSD ตามมาตรฐาน IEC 61869) |
| มาตรฐานที่เกี่ยวข้อง | IEC 61869-3 / IEC 61869-1; GB/T 20840.3 / 20840.1 |
| รุ่นเชิงกล | JDZW-35, JDZFW-35, JDZXW-35, JDZXFW-35 |
ภาพแสดงผลิตภัณฑ์
หลักการทำงาน
ทำงานตามกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ โดยหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้านี้มีแกนแม่เหล็กแบบแผ่นบาง (laminated magnetic core) พร้อมขดลวดปฐมภูมิที่เชื่อมต่อกับแรงดันระบบ และขดลวดทุติยภูมิที่ให้แรงดันเอาต์พุตเป็นสัดส่วนกับแรงดันปฐมภูมิ หม้อแปลงทำงานตามหลักการแปลงแรงดันไฟฟ้า โดยจ่ายแรงดันทุติยภูมิในรูปแบบมาตรฐานผ่านโหลดที่ต่ออยู่ พร้อมรักษาความสัมพันธ์เชิงเฟสให้แม่นยำ
ตำแหน่งการใช้งานในระบบ
- ระบบจ่ายไฟแรงดันปานกลาง: สถานีไฟฟ้าย่อยและระบบจ่ายไฟระดับ 35 kV แบบกลางแจ้ง
- ระบบวัดพลังงานไฟฟ้า: ระบบวัดพลังงานไฟฟ้าระดับรายได้ (revenue-grade)
- วงจรป้องกัน: ระบบป้องกันแรงดันเกิน แรงดันตก และการป้องกันแบบระยะทาง (distance protection)
- การเชื่อมต่อกับระบบ SCADA: ระบบควบคุมตรวจสอบและรวบรวมข้อมูล (Supervisory Control and Data Acquisition)
ภาพรวมโครงสร้าง
โครงสร้างแบบหล่อเรซินอีพ็อกซี่ (epoxy resin cast) พร้อมดีไซน์หุ้มปิดสนิท ทำให้มีสมรรถนะฉนวนที่ยอดเยี่ยม ทนต่อความชื้น ทนต่อรังสียูวี และมีความแข็งแรงเชิงกลสูง รูปแบบการติดตั้งภายนอกแบบเสา (pillar-type หรือ post-type) ช่วยให้ทนต่อสภาวะสกปรกและสภาพอากาศได้ดี อีกทั้งยังคงรักษาระยะห่างทางไฟฟ้า (electrical clearance) และระยะ creepage ที่จำเป็นสำหรับการใช้งานกลางแจ้ง
รหัสรุ่น
คำอธิบายรหัสรุ่น
- J — เครื่องแปลงแรงดัน (Voltage Transformer – VT / Potential Transformer – PT)
- D — แบบเฟสเดียว (Single-phase design)
- Z — ชนิดตั้งเสา (Support / Pillar / Post type)
- W — ติดตั้งกลางแจ้ง (Outdoor installation)
- 35 — ระดับแรงดันไฟฟ้า (kV)
- F — รุ่นที่มีฟิวส์ (Fuse-equipped variant; รุ่น JDZFW-35)
- X — มีขดลวดรองเพิ่มเติมสำหรับการเชื่อมต่อแบบ open-delta (รุ่น JDZXW-35)
ความแตกต่างระหว่างรุ่นต่างๆ
รุ่น JDZW-35, JDZFW-35, JDZXW-35 และ JDZXFW-35 แสดงถึงการจัดวางขดลวดที่แตกต่างกัน:
- JDZW-35: มีขดลวดรองชุดเดียว ใช้สำหรับวัดค่าหรือป้องกัน
- JDZFW-35: มีขดลวดรองสองชุด (แกนแม่เหล็กอิสระสองชุด) แยกสำหรับวัดค่าและป้องกันอย่างอิสระ และมีฟิวส์
- JDZXW-35: มีขดลวดปฐมภูมิ พร้อมขดลวดทุติยภูมิสองชุด รวมถึงขดลวดเสริมสำหรับตรวจจับแรงดันตกค้าง (residual voltage) แบบ open-delta
- JDZXFW-35: รุ่นครบวงจร ประกอบด้วยขดลวดทุติยภูมิสองชุด ขดลวดเสริม และมีระบบป้องกันด้วยฟิวส์
เงื่อนไขการใช้งาน
หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้ารุ่น JDZW-35 ถูกออกแบบมาเพื่อใช้งานกลางแจ้งภายใต้สภาวะการใช้งานปกติในระบบไฟฟ้าแรงดันปานกลาง
- สภาพแวดล้อมการติดตั้ง: ติดตั้งกลางแจ้ง
- ระดับความสูง: ไม่เกิน 1000 เมตรจากระดับน้ำทะเล (หากติดตั้งที่ระดับความสูงมากกว่านี้ ต้องระบุให้วิศวกรตรวจสอบยืนยัน)
- อุณหภูมิแวดล้อม: −5 °C ถึง +40 °C
- ความชื้นสัมพัทธ์: ค่าเฉลี่ยรายวัน ≤ 95%, ค่าเฉลี่ยรายเดือน ≤ 90% (อ้างอิงที่อุณหภูมิ +20 °C)
- สภาพแวดล้อม: ปราศจากก๊าซหรือไอที่กัดกร่อน; ปราศจากสารไวไฟหรือระเบิด; ระดับความรุนแรงของสิ่งสกปรกตามมาตรฐาน IEC 60815 ระดับ II
การก่อสร้าง
การออกแบบโครงสร้าง
- โครงสร้าง: แบบเสา (post type) สำหรับติดตั้งกลางแจ้ง
- ฉนวน: ฉนวนเรซินอีพ็อกซี่หล่อหุ้มทั้งหมด พร้อมสูตรป้องกันรังสี UV และป้องกันการลัดวงจรผิว (anti-tracking)
- แกนแม่เหล็ก: แผ่นเหล็กซิลิคอนชนิดรีดเย็นที่มีผลึกจัดเรียงตามแนวแม่เหล็ก (grain-oriented) ผ่านการชุบความร้อนเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติแม่เหล็กให้เหมาะสมที่สุด
- เทคโนโลยีการหล่อ: กระบวนการหล่อภายใต้สุญญากาศขั้นสูง ช่วยกำจัดช่องว่างอากาศและรับประกันความสม่ำเสมอของฉนวน
- กล่องต่อสาย: กล่องต่อสายโลหะ พร้อมฝาปิดแบบซีล และมีช่องสำหรับล็อกด้วยกุญแจเพื่อความปลอดภัย
การหล่อหุ้มด้วยเรซินอีพ็อกซี่ช่วยให้มีคุณสมบัติฉนวนที่เสถียร ทนต่อความชื้น รังสี UV มลภาวะ สิ่งสกปรก และการเสื่อมสภาพตามอายุการใช้งาน ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานกลางแจ้งระยะยาว ดีไซน์แบบกะทัดรัดและหุ้มปิดสนิทช่วยป้องกันการสะสมความชื้นภายใน และต้องการการบำรุงรักษาน้อยมาก
ขดลวดและการระบุขั้วต่อ
- ขั้วปฐมภูมิ: A, N (เฟสและนิวทรัล)
- ขั้วทุติยภูมิ (ขดลวด 1): 1a, 1n
- ขั้วทุติยภูมิ (ขดลวด 2): 2a, 2n (สำหรับรุ่น JDZFW-35, JDZXW-35, JDZXFW-35)
- ขั้วขดลวดเสริม: da, dn (สำหรับรุ่น JDZXW-35, JDZXFW-35 เพื่อตรวจจับแรงดันไฟฟ้าตกค้าง)
การระบุขั้วต่อเป็นไปตามมาตรฐานขั้วของหม้อแปลงแรงดัน (VT polarity conventions) ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ ขั้วที่มีเครื่องหมาย ‘a’ จะอยู่ในเฟสเดียวกับขั้ว ‘A’ ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ระบุขั้วต่ออย่างถูกต้อง เพื่อรักษาประสิทธิภาพในการวัดค่าและระบบป้องกัน ขั้วทุติยภูมิทั้งหมดอยู่ภายในกล่องต่อสายที่ปิดสนิท พร้อมช่องสำหรับเดินสายเข้าได้หลายทาง
ข้อมูลทางเทคนิค
ส่วนนี้ให้ข้อมูลทางเทคนิคที่เน้นการคัดเลือกสำหรับหม้อแปลงแรงดัน (Voltage Transformer: VT) แบบติดตั้งกลางแจ้ง ชนิดเรซินหล่อ (cast-resin) รุ่น JDZW-35 ซึ่งใช้ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับระดับ 35 kV (ความถี่ 50 Hz) ข้อมูลที่แสดงด้านล่างมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ในการคัดเลือกเบื้องต้นเกี่ยวกับชุดคลาสความแม่นยำ (accuracy class combinations), โหลดพิกัด (rated burdens) และอัตราส่วนแรงดัน (voltage ratios)
คำนิยาม: ชุดคลาสความแม่นยำ หมายถึง แกน (core) ที่ใช้สำหรับวัดค่าและป้องกันที่มีอยู่ในหม้อแปลงแรงดันเดียวกัน (อาจมีการจัดวางหลายแกนในหน่วยเดียว) กำลังไฟฟ้าพิกัด (VA) ระบุเป็นค่าต่อแกนรองแต่ละแกน ระดับฉนวน (Insulation level) กำหนดตามมาตรฐาน Um/LIPL/ACSD ตาม IEC 61869-1
หมายเหตุ: ค่าพิกัดทั้งหมดอ้างอิงจากค่าบนแผ่นป้ายชื่อ (nameplate) และรายงานการทดสอบจากโรงงาน สำหรับการจัดวางที่ไม่ได้แสดงไว้ กรุณาติดต่อฝ่ายเทคนิคของโรงงานเพื่อรับการสนับสนุนทางวิศวกรรมและข้อมูลจำเพาะแบบปรับแต่งเฉพาะ
ข้อมูลอ้างอิง
| รุ่น | อัตราส่วน แรงดัน (V) |
ชุดคลาส ความแม่นยำ |
กำลังไฟฟ้า พิกัด (VA) |
กำลังไฟฟ้า สูงสุด (VA) |
ระดับ ฉนวน (kV) |
|---|---|---|---|---|---|
| JDZW-35 | 35000/100 | 0.2 | 75 | 1000 | 40.5/95/200 |
| JDZW-35 | 35000/100 | 0.5 | 100 | 1000 | 40.5/95/200 |
| JDZFW-35 | 35000/100/100 | 0.2/0.2 | 30/30 | 2 × 500 | 40.5/95/200 |
| JDZFW-35 | 35000/100/100 | 0.2/0.5 | 30/60 | 2 × 500 | 40.5/95/200 |
| JDZFW-35 | 35000/100/100 | 0.5/0.5 | 60/60 | 2 × 500 | 40.5/95/200 |
| JDZXW-35 | 35000/√3 / 100/√3 / 100/3 | 0.2/6P | 40/100 | 1000 | 40.5/95/200 |
| JDZXW-35 | 35000/√3 / 100/√3 / 100/3 | 0.5/6P | 80/100 | 1000 | 40.5/95/200 |
| JDZXW-35 | 35000/√3 / 100/√3 / 100/3 | 0.2/0.2/6P | 20/20/100 | 1000 | 40.5/95/200 |
| JDZXFW-35 | 35000/√3 / 100/√3 / 100/3 / 100/3 | 0.2/0.5/6P | 25/25/100 | 2 × 400 | 40.5/95/200 |
| JDZXFW-35 | 35000/√3 / 100/√3 / 100/3 / 100/3 | 0.5/0.5/6P | 40/40/100 | 2 × 400 | 40.5/95/200 |
มาตรฐานและเอกสารอ้างอิงเชิงบรรทัดฐาน
| มาตรฐาน | ชื่อเรื่อง | การประยุกต์ใช้ |
|---|---|---|
| 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) |
| IEC 60815 | Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators for Polluted Conditions | การออกแบบฉนวนภายนอกและการจัดหมวดความรุนแรงของสภาวะสกปรก |
| IEEE C57.13 | Standard Requirements for Instrument Transformers | ใช้เป็นทางเลือก (อ้างอิงสำหรับโครงการในอเมริกาเหนือ) |
การติดตั้งและขนาด
- ขนาดภายนอกและรายละเอียดการยึดติดมีระบุไว้ในแบบร่างแสดงขนาด (dimensional drawings)
- หม้อแปลงต้องถูกยึดติดอย่างมั่นคงบนฐานคอนกรีตที่แข็งแรง หรือโครงสร้างเหล็ก โดยใช้รูยึดที่กำหนดไว้
- การเชื่อมต่อวงจรปฐมภูมิ (Primary connection) มักทำผ่านสายไฟฟ้าเหนือศีรษะ (overhead line conductor) หรือบัสบาร์ (busbar) ขึ้นอยู่กับการจัดวางของสถานีไฟฟ้าย่อย
- ต้องเว้นระยะห่างที่เพียงพอสำหรับการประสานงานด้านฉนวน (insulation coordination) การกระจายความร้อน และการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา
- สำหรับพื้นที่ที่มีความเสี่ยงต่อแผ่นดินไหว อาจจำเป็นต้องเสริมความแข็งแรงเชิงกลเพิ่มเติมตามมาตรฐานท้องถิ่น
ขนาดภายนอก
แผนผังการต่อสาย
ข้อควรระวังด้านความปลอดภัย
- ห้ามปล่อยให้วงจรทุติยภูมิอยู่ในสภาพเปิดขณะทำงาน เพราะอาจทำให้แกนแม่เหล็กอิ่มตัว (core saturation) และเกิดแรงดันเกิน (overvoltage)
- ระหว่างการตรวจสอบหรือบำรุงรักษา ต้องลัดวงจรและกราวด์วงจรทุติยภูมิทั้งหมดก่อนถอดอุปกรณ์วัดค่าใดๆ ออก
- แต่ละวงจรทุติยภูมิต้องมีจุดใดจุดหนึ่งที่ถูกกราวด์อย่างเชื่อถือได้ ตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง
- การติดตั้งและการบำรุงรักษาทั้งหมดต้องเป็นไปตามกฎระเบียบความปลอดภัยทางไฟฟ้าท้องถิ่นและข้อกำหนดของหน่วยงานผู้ให้บริการไฟฟ้า
- สำหรับรุ่นที่มีฟิวส์ (JDZFW-35, JDZXFW-35) ให้ตรวจสอบว่าค่ากระแสฟิวส์ตรงกับค่าที่กำหนด และให้การแยกแยะ (discrimination) ได้อย่างเหมาะสมกับระบบป้องกันด้านล่าง
ข้อมูลการสั่งซื้อ
เมื่อทำการสั่งซื้อ ต้องระบุค่ากำหนดที่ต้องการให้ชัดเจนตามข้อกำหนดของระบบไฟฟ้าท้องถิ่น มาตรฐานที่เกี่ยวข้อง และข้อกำหนดทางเทคนิคของโครงการ โดยต้องระบุพารามิเตอร์ต่อไปนี้อย่างชัดเจนเพื่อใช้ในการยืนยันทางเทคนิคและการอนุมัติผลิต:
- รุ่นของอุปกรณ์ (JDZW-35, JDZFW-35, JDZXW-35 หรือ JDZXFW-35)
- อัตราส่วนแรงดัน (แรงดันปฐมภูมิ / แรงดันทุติยภูมิ)
- วัตถุประสงค์การใช้งานและข้อกำหนดความแม่นยำ (ระดับความแม่นยำสำหรับการวัดพลังงานและ/หรือการป้องกัน)
- โหลดที่กำหนด (Rated burden) (หน่วยเป็น VA) สำหรับขดลวดทุติยภูมิแต่ละชุด
- ระดับฉนวน (หากแตกต่างจากระดับมาตรฐาน 40.5/95/200 kV)
- สภาพแวดล้อมในการใช้งาน (ระดับความสูงเหนือระดับน้ำทะเล ระดับความสกปรกของสิ่งแวดล้อม หรือข้อกำหนดพิเศษด้านสภาพภูมิอากาศ)
แนวทางการเลือกอุปกรณ์
1: กำหนดอัตราส่วนแรงดันที่ต้องการจากแรงดันระบบและข้อกำหนดของอุปกรณ์ทุติยภูมิ (โดยทั่วไปคือ 100 V หรือ 100/√3 V)
2: เลือกระดับความแม่นยำสำหรับการวัดพลังงานและ/หรือการป้องกัน (เช่น 0.2 สำหรับการวัดเพื่อวางบิล; 0.5 สำหรับการแสดงค่า; 6P สำหรับการป้องกัน)
3: ยืนยันโหลดที่กำหนด (VA) สำหรับวงจรทุติยภูมิแต่ละชุด โดยพิจารณาจากมิเตอร์/รีเลย์ที่ต่อกับอุปกรณ์ และการสูญเสียในสายไฟ
4: ตรวจสอบว่าระดับฉนวนเป็นไปตามหรือเกินกว่าข้อกำหนดของระบบ ซึ่งขึ้นอยู่กับโครงสร้างเครือข่ายและวิธีการกราวด์
5: สำหรับการตรวจจับแรงดันเหลือแบบ open-delta (ใช้สำหรับแสดงสัญญาณผิดพลาดลงดิน) ให้ระบุรุ่น JDZXW-35 หรือ JDZXFW-35 ที่มีขดลวดเสริม (auxiliary winding)
หากมีข้อกำหนดเฉพาะจากหน่วยงานสาธารณูปโภคท้องถิ่นหรือโครงการ (เช่น การจัดเรียงขั้วต่อแบบเฉพาะ ข้อจำกัดด้านความสูงในการติดตั้ง ภาษาเอกสารที่ต้องการ สมรรถนะทนต่อสภาวะสกปรกที่สูงขึ้น หรือใบรับรองที่จำเป็น) โปรดระบุข้อกำหนดดังกล่าวขณะสั่งซื้อ สำหรับการกำหนดค่าพิเศษใดๆ ต้องได้รับการยืนยันผ่านข้อตกลงทางเทคนิคและเอกสารข้อมูลสุดท้าย (final data sheet) ก่อนเริ่มการผลิต