หม้อแปลงแรงดันอีพอกซีเรซินกลางแจ้ง JDZW-20, JDZW2-20KV

ภาพรวมผลิตภัณฑ์

นิยามเชิงหน้าที่

หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้ารุ่น JDZW-20 และ JDZW2-20 เป็นอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าความแม่นยำ ออกแบบมาเพื่อใช้ในการวัดแรงดันไฟฟ้าอย่างถูกต้อง การวัดพลังงานไฟฟ้า (energy metering) และการป้องกันด้วยรีเลย์ (relay protection) ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับระดับกลาง (medium-voltage AC power systems) อุปกรณ์เหล่านี้ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อให้สัญญาณแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิที่แยกทางไฟฟ้า (galvanically isolated) ซึ่งเป็นสัดส่วนกับแรงดันปฐมภูมิ โครงสร้างแบบหล่อเรซินอีพ็อกซี่สำหรับติดตั้งกลางแจ้ง ช่วยให้ทำงานได้อย่างเชื่อถือได้แม้ในสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง

ค่าพิกัดหลัก

ภาพผลิตภัณฑ์

หลักการทำงาน

หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้านี้ทำงานตามกฎของฟาราเดย์ (Faraday’s law of electromagnetic induction) โดยมีแกนแม่เหล็กแบบแผ่นบาง (laminated magnetic core) ซึ่งขดลวดปฐมภูมิเชื่อมต่อกับแรงดันระบบ และขดลวดทุติยภูมิพันรอบแกนแม่เหล็ก แรงดันสลับจากปฐมภูมิจะเหนี่ยวนำให้เกิดแรงดันทุติยภูมิที่เป็นสัดส่วนกัน ส่งมอบแรงดันเอาต์พุตตามมาตรฐานผ่านโหลดที่เชื่อมต่อ ระบบฉนวนเรซินอีพ็อกซี่ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการแยกวงจรปฐมภูมิและทุติยภูมิอย่างปลอดภัยในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง

ตำแหน่งการใช้งานในระบบ

• ระบบจ่ายไฟแรงดันระดับกลาง: สถานีไฟฟ้าย่อย 20 kV และเครือข่ายจ่ายไฟกลางแจ้ง
• การวัดพลังงานไฟฟ้า: การวัดแรงดันไฟฟ้าระดับรายได้ (revenue-grade) สำหรับระบบวางบิล
• การตรวจสอบแรงดัน: การควบคุมและตรวจสอบระดับแรงดันแบบเรียลไทม์
• วงจรป้องกัน: ระบบป้องกันแรงดันเกิน แรงดันตก และขัดข้องลงดิน (earth fault)
• ระบบไม่มีกราวด์หรือกราวด์อ่อน: ตรวจจับแรงดันตกค้างเพื่อแสดงสัญญาณขัดข้องลงดิน (เฉพาะรุ่น JDZW2-20)

ภาพรวมโครงสร้าง

โครงสร้างแบบหล่อเรซินอีพ็อกซี่ พร้อมดีไซน์ปิดสนิทสำหรับใช้กลางแจ้ง ช่วยให้ได้สมรรถนะฉนวนที่ยอดเยี่ยม ทนต่อรังสี UV ทนความชื้น และมีความแข็งแรงเชิงกลสูง ตัวเรือนที่ทนต่อสภาพอากาศช่วยให้สามารถทำงานได้อย่างเชื่อถือได้ในสภาพภูมิอากาศหลากหลาย พร้อมรักษาระยะห่างทางไฟฟ้า (electrical clearance) และระยะ creepage ได้อย่างเหมาะสม รูปแบบเสา (post-type) สำหรับติดตั้งกลางแจ้ง ช่วยให้สามารถติดตั้งโดยตรงในสถานีไฟฟ้าเปิดโล่งได้โดยไม่ต้องใช้ตู้ป้องกันเพิ่มเติม

รหัสรุ่น

คำอธิบายรหัสรุ่น

• J — เครื่องแปลงแรงดัน (Voltage Transformer – VT)
• D — ระบบเฟสเดียว (Single-phase)
• Z — โครงสร้างฉาบเรซิน (เรซินอีพ็อกซี่) เป็นฉนวน
• W — ใช้งานกลางแจ้ง (ทนต่อสภาพอากาศ)
• 20 — ระดับแรงดันไฟฟ้า (kV)
• 2 (ใน JDZW2) — มีขดลวดปฐมภูมิสองชุด พร้อมเอาต์พุตแรงดันตกค้าง (residual voltage output) สำหรับตรวจจับความผิดปกติลงดิน

ความแตกต่างระหว่างรุ่น

• JDZW-20: ใช้ขดลวดทุติยภูมิชุดเดียว เหมาะสำหรับการวัดแรงดันและการวัดพลังงาน (metering)
• JDZW2-20: ใช้ขดลวดทุติยภูมิสองชุด พร้อมเอาต์พุตแรงดันตกค้างเพิ่มเติม (เชื่อมต่อแบบ open delta) สำหรับตรวจจับความผิดปกติลงดินในระบบไฟฟ้าที่ไม่มีจุดกลางกราวด์หรือกราวด์อ่อน

ทั้งสองรุ่นสามารถใช้งานได้กับระบบไฟฟ้า 20 kV และมีระดับฉนวน การออกแบบสำหรับใช้กลางแจ้ง และข้อกำหนดในการติดตั้งเหมือนกัน การเลือกใช้ขึ้นอยู่กับการกราวด์ของระบบและข้อกำหนดของระบบป้องกัน

เงื่อนไขการใช้งาน

หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้ารุ่น JDZW-20/JDZW2-20 ได้รับการออกแบบสำหรับติดตั้งกลางแจ้งภายใต้สภาวะการใช้งานปกติในระบบไฟฟ้าแรงดันปานกลาง

• สภาพแวดล้อมการติดตั้ง: ติดตั้งกลางแจ้ง (โครงสร้างเรซินอีพ็อกซี่ทนทานต่อสภาพอากาศ)
• ระดับความสูง: ไม่เกิน 1000 เมตรจากระดับน้ำทะเล (กรณีติดตั้งที่ระดับความสูงมากกว่านี้ ต้องระบุไว้เพื่อยืนยันทางวิศวกรรม)
• อุณหภูมิแวดล้อม: −25 °C ถึง +40 °C
• อุณหภูมิเฉลี่ยรายวัน: ไม่เกิน +30 °C
• ความชื้นสัมพัทธ์: สูงสุด 85% (ในสภาพแวดล้อมกลางแจ้ง)
• สภาพแวดล้อมโดยทั่วไป: ปราศจากมลภาวะอุตสาหกรรมรุนแรงหรือก๊าซกัดกร่อนที่อาจส่งผลต่อสมรรถนะของฉนวน; ไม่มีสารระเบิดหรือสารไวไฟ; ออกแบบให้ทนต่อสภาวะภูมิอากาศกลางแจ้ง เช่น ฝน หิมะ และรังสี UV

การก่อสร้าง

การออกแบบโครงสร้าง

• โครงสร้าง: แบบเสาภายนอก (Outdoor post-type) สำหรับใช้ในสถานีไฟฟ้าย่อยและการจ่ายไฟฟ้า
• ฉนวน: ฉนวนเรซินอีพ็อกซี่หล่อขึ้นรูปแบบปิดมิดชิดทั้งหมด พร้อมคุณสมบัติต้านทานรังสี UV
• แกนแม่เหล็ก: แกนแม่เหล็กแบบชั้นบาง (Laminated magnetic core) ออกแบบมาเพื่อให้เหมาะสมที่สุดสำหรับการแปลงแรงดัน
• ระบบฉนวน: ระบบฉนวนเบื้องต้นและรองแบบบูรณาการ ทนต่อสภาพแวดล้อมภายนอก
• ตัวเรือน: เรือนหุ้มจากเรซินอีพ็อกซี่ทนต่อสภาพอากาศ ให้ระดับการป้องกันตามมาตรฐาน IP

การหล่อขึ้นรูปด้วยเรซินอีพ็อกซี่ช่วยให้มีคุณสมบัติฉนวนที่เสถียร และทนต่อความชื้น รังสี UV สิ่งสกปรก และการเสื่อมสภาพตามอายุการใช้งาน ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานกลางแจ้งระยะยาว ดีไซน์แบบปิดมิดชิดทั้งหมดนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ตู้ป้องกันเพิ่มเติม

ขดลวดและเครื่องหมายขั้วต่อ

• ขั้วต่อเบื้องต้น: A / X (ด้านแรงดันสูง)
• ขั้วต่อรอง (ขดลวดวัดค่า): a / x หรือ a / x / xₐ (ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่า)
• ขั้วต่อแรงดันตกค้าง (เฉพาะรุ่น JDZW2-20): ขั้วต่อแบบ Open delta สำหรับตรวจจับข้อผิดพลาดลงดิน

เครื่องหมายขั้วต่อเป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐานเกี่ยวกับขั้วหม้อแปลงแรงดัน (VT polarity conventions) ตามมาตรฐาน IEC และ GB ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ระบุขั้วต่ออย่างถูกต้อง เพื่อรักษาประสิทธิภาพในการวัดค่าและป้องกันระบบ แนะนำให้ใช้ฟิวส์ที่ขั้วต่อเบื้องต้นเพื่อป้องกันกระแสเกินของขดลวดเบื้องต้นของหม้อแปลงแรงดัน

ข้อมูลทางเทคนิค

ส่วนนี้ให้ข้อมูลทางเทคนิคที่เน้นการคัดเลือกสำหรับหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า (Voltage Transformer – VT) ชนิดภายนอก ซีรีส์ JDZW-20 / JDZW2-20 ที่ใช้เรซินอีพ็อกซี่ สำหรับระบบไฟฟ้ากระแสสลับระดับ 20 kV (50 Hz / 60 Hz) ข้อมูลที่แสดงด้านล่างมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้ในการคัดเลือกเบื้องต้นเกี่ยวกับอัตราส่วนแรงดัน ชั้นความแม่นยำ และกำลังไฟฟ้าที่กำหนดไว้

คำนิยาม: อัตราส่วนแรงดันที่กำหนด (Rated voltage ratio) หมายถึง อัตราส่วนการแปลงแรงดันระหว่างขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิ กำลังไฟฟ้าที่กำหนด (VA) ระบุเป็นค่าต่อแกนทุติยภูมิ และแสดงถึงภาระสูงสุดที่ VT สามารถจ่ายได้โดยยังคงรักษาความแม่นยำตามที่กำหนดไว้ กำลังไฟฟ้าสูงสุด (VA) แสดงถึงขีดจำกัดเชิงความร้อนสำหรับการทำงานต่อเนื่อง ระดับฉนวนที่กำหนด (Rated insulation level) คือ แรงดันทนทดสอบไดอิเล็กตริก

สัญลักษณ์: อัตราส่วนแรงดันแสดงเป็นค่าแรงดันระหว่างเฟสกับดิน (line-to-ground) สำหรับการใช้งานจริงในระบบ การตรวจรับอุปกรณ์จะอ้างอิงจากค่าที่ระบุบนแผ่นป้ายชื่ออุปกรณ์ (nameplate) และรายงานการทดสอบจากโรงงาน

ข้อมูลอ้างอิง

มาตรฐานและเอกสารอ้างอิง

การปฏิบัติตามการทดสอบจากโรงงาน

• การทดสอบประจำ (Routine tests) ตามข้อกำหนด GB 1207-2006 (รวมถึงการตรวจสอบขั้วไฟฟ้า/เครื่องหมาย, การตรวจสอบอัตราส่วนแรงดัน และการตรวจสอบความแม่นยำตามชั้นและภาระที่ระบุ)
• การทดสอบไดอิเล็กตริก รวมถึงการทดสอบแรงดันทนความถี่กำลังไฟฟ้า (power frequency withstand voltage test) และการทดสอบแรงดันกระแทก (impulse voltage test) ตามข้อกำหนดการประสานงานฉนวน
• การทดสอบการปล่อยประจุบางส่วน (Partial discharge test) ตามข้อกำหนด GB 1207-2006 เพื่อยืนยันคุณภาพฉนวน
• การทดสอบการเพิ่มอุณหภูมิ (Temperature rise test) ที่กำลังไฟฟ้าสูงสุดที่กำหนด เพื่อยืนยันสมรรถนะเชิงความร้อน
• การตรวจสอบด้วยสายตาและขนาด รวมถึงการตรวจสอบเครื่องหมายและคุณภาพงานผลิต

การติดตั้งและขนาด

• ขนาดภายนอกและรายละเอียดการยึดติดแสดงอยู่ในแบบร่างขนาด (โปรดปรึกษาโรงงานสำหรับขนาดของรุ่นเฉพาะ)
• หม้อแปลงแรงดันต้องถูกยึดติดอย่างมั่นคงโดยใช้รูยึดที่กำหนดไว้บนฐานยึด
• การเชื่อมต่อขั้วปฐมภูมิ (Primary connection) ต้องทำผ่านขั้วบูชฉนวน (insulated bushing terminals) โดยเว้นระยะห่างตามที่กำหนดไว้อย่างเหมาะสม
• ต้องเว้นระยะห่างที่เพียงพอเพื่อการฉนวนไฟฟ้า การระบายความร้อน และการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา ตามข้อกำหนดของกฎระเบียบไฟฟ้าท้องถิ่น
• การติดตั้งกลางแจ้งต้องพิจารณาแรงลม น้ำหนักน้ำแข็ง (กรณีที่เกี่ยวข้อง) และเงื่อนไขแผ่นดินไหว ตามข้อกำหนดของสถานที่ติดตั้ง

แผนผังการต่อสาย

การต่อแบบ Y (Wye Connection):

ใช้สำหรับการวัดแรงดันระบบสามเฟสในระบบที่ต่อแบบดาว (star-connected systems) โดยใช้หม้อแปลงแรงดัน JDZW-20 แบบเฟสเดียวจำนวน 3 ตัว ต่อขดลวดปฐมภูมิเป็นรูปดาว โดยจุดกลาง (neutral point) อาจต่อลงดินหรือลอย ขึ้นอยู่กับแนวทางการกราวด์ของระบบ

การต่อแบบ V (Open Delta):

ใช้สำหรับการวัดแรงดันระบบสามเฟสในระบบที่มีฉนวนครบถ้วน (fully-insulated systems) โดยใช้หม้อแปลงแรงดัน JDZW-20 แบบเฟสเดียวจำนวน 2 ตัว ต่อแบบ Open Delta เพื่อให้สามารถวัดแรงดันสามเฟสได้ในต้นทุนฮาร์ดแวร์ที่ลดลง เหมาะสำหรับระบบที่ไม่จำเป็นต้องตรวจสอบแรงดันสามเฟสอย่างสมบูรณ์

การตรวจจับกระแสลัดวงจรลงดิน (Ground Fault Detection – รุ่น JDZW2-20):

ใช้หม้อแปลงแรงดัน JDZW2-20 จำนวน 3 ตัว ต่อแบบ Broken Delta (Open Delta) ที่ขดลวดแรงดันเหลือค้าง (residual voltage winding) โดยเอาต์พุตแบบ Open Delta จะให้สัญญาณแรงดันลำดับศูนย์ (zero-sequence voltage signal) สำหรับตรวจจับและแสดงสัญญาณกระแสลัดวงจรลงดิน ในระบบแบบไม่กราวด์หรือระบบกราวด์ผ่านอิมพีแดนซ์

ข้อควรระวังด้านความปลอดภัย

• การต่อสายแรงดันด้านปฐมภูมิต้องดำเนินการเฉพาะเมื่อวงจรไม่มีไฟฟ้าและแยกออกจากแหล่งจ่ายอย่างปลอดภัยแล้วเท่านั้น
• โหลดด้านทุติยภูมิ (secondary circuit burden) ต้องไม่เกินค่าที่กำหนดไว้สำหรับระดับความแม่นยำที่ระบุ
• ต้องกราวด์จุดใดจุดหนึ่งของวงจรทุติยภูมิอย่างมั่นคง ตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง
• แนะนำให้ติดตั้งฟิวส์ด้านปฐมภูมิเพื่อป้องกันหม้อแปลงแรงดัน (VT); โปรดปรึกษาโรงงานเพื่อเลือกค่ากระแสฟิวส์ที่เหมาะสม
• ควรตรวจสอบและทำความสะอาดเป็นประจำเพื่อรักษาสมรรถนะของฉนวน; ตรวจสอบหาสิ่งสกปรกบนพื้นผิว รอย tracking หรือความเสียหายทางกายภาพ
• งานติดตั้งและการบำรุงรักษาทั้งหมดต้องเป็นไปตามกฎระเบียบความปลอดภัยทางไฟฟ้าท้องถิ่นและมาตรฐานของหน่วยงานสาธารณูปโภค

ข้อมูลสำหรับการสั่งซื้อ

เมื่อทำการสั่งซื้อ ต้องระบุค่ากำหนดที่ต้องการให้ชัดเจนตามข้อกำหนดของระบบไฟฟ้าท้องถิ่น มาตรฐานที่เกี่ยวข้อง และข้อกำหนดทางเทคนิคของโครงการ โดยต้องแจ้งพารามิเตอร์ต่อไปนี้อย่างชัดเจนเพื่อใช้ในการยืนยันทางเทคนิคและอนุมัติการผลิต:

• รหัสรุ่น (JDZW-20 หรือ JDZW2-20)
• อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าตามพิกัด (20000/√3 V / 100/√3 V หรือเทียบเท่า)
• ระดับความแม่นยำที่ต้องการ (0.2 และ/หรือ 0.5 สำหรับการวัดค่าพลังงาน)
• กำลังไฟฟ้าตามพิกัด (VA) สำหรับแต่ละระดับความแม่นยำ
• ความถี่ของระบบ (50 Hz หรือ 60 Hz)
• จำนวนหน่วย (โดยทั่วไป 3 หน่วย สำหรับระบบสามเฟส)
• รูปแบบการต่อสาย (การต่อแบบ Y, การต่อแบบ V หรือการต่อแบบ broken delta สำหรับตรวจจับขัดข้องลงดิน)

วิธีการเลือก:

1. กำหนดระดับแรงดันไฟฟ้าของระบบ (20 kV) และรูปแบบการกราวด์ (grounded, ungrounded หรือ impedance-grounded)

2. เลือกรุ่น: JDZW-20 สำหรับการวัดแรงดันไฟฟ้าทั่วไป; JDZW2-20 สำหรับการตรวจจับขัดข้องลงดิน

3. ระบุระดับความแม่นยำ (0.2 สำหรับการวัดค่าเพื่อเรียกเก็บเงิน; 0.5 สำหรับการวัดทั่วไปและการป้องกัน)

4. ยืนยันกำลังไฟฟ้าตามพิกัด (VA) โดยพิจารณาจากมิเตอร์ อุปกรณ์รีเลย์ และการสูญเสียในสายต่อที่เชื่อมต่อ พร้อมตรวจสอบให้แน่ใจว่าโหลดรวม (total burden) ไม่เกินค่ากำลังไฟฟ้าตามพิกัด

5. ระบุรูปแบบการต่อสายให้สอดคล้องกับความต้องการของระบบ (Y, V หรือ broken delta)

หากมีข้อกำหนดเฉพาะจากหน่วยงานสาธารณูปโภคท้องถิ่นหรือโครงการ (เช่น ระดับฉนวนพิเศษ รูปแบบการติดตั้ง การจัดวางขั้วต่อ ภาษาเอกสาร หรือใบรับรองที่ต้องการ) โปรดระบุให้ชัดเจนในขั้นตอนการสั่งซื้อ การกำหนดค่าพิเศษจะต้องได้รับการยืนยันผ่านข้อตกลงทางเทคนิคและเอกสารข้อมูลจำเพาะฉบับสมบูรณ์ก่อนเริ่มการผลิต

คำถามที่พบบ่อย (FAQs)