ภาพรวมผลิตภัณฑ์
นิยามเชิงหน้าที่
ชุดทรานส์ฟอร์เมอร์กระแสไฟฟ้าแบบจุ่มน้ำมันกลางแจ้งรุ่น LB-10W เป็นอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าความแม่นยำ ออกแบบมาเพื่อใช้ในการวัดกระแสไฟฟ้า การวัดพลังงานไฟฟ้า และการป้องกันด้วยรีเลย์ ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับแรงดันปานกลางระดับ 10 kV โดยทรานส์ฟอร์เมอร์ชนิดจุ่มน้ำมันนี้ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า พร้อมโครงสร้างถังเหล็ก เพื่อให้สัญญาณกระแสไฟฟ้าทุติยภูมิที่แยกทางไฟฟ้า (galvanically isolated) ซึ่งเป็นสัดส่วนกับกระแสปฐมภูมิ เหมาะสำหรับการติดตั้งทั้งภายในอาคารและกลางแจ้ง
ค่าพิกัดหลัก
| รายการ | ข้อกำหนด (ตามคำสั่งซื้อ / ป้ายชื่อ) |
|---|---|
| ระดับแรงดันระบบ | ระดับ 10 kV (ใช้ได้ทั้งในร่มและกลางแจ้ง) |
| ความถี่พิกัด | 50 Hz |
| กระแสทุติยภูมิพิกัด | 5 A |
| ช่วงกระแสปฐมภูมิพิกัด | 20 A ถึง 400 A |
| พิกัดความร้อนแบบต่อเนื่อง | 120% ของกระแสปฐมภูมิพิกัด (ใช้งานต่อเนื่องได้) |
| ระดับความแม่นยำ | วัดพลังงาน: 0.2, 0.5; ป้องกัน: 10P10 |
| โหลดพิกัด (Rated burden) | 10 VA, 15 VA, 20 VA ต่อแกน/ขดลวด ตามที่ระบุ |
| ค่ากำลังไฟฟ้าของโหลด (Burden power factor) | cosφ = 0.8 (ล้าหลัง) เว้นแต่จะระบุเป็นอย่างอื่น |
| ความสามารถทนกระแสลัดวงจร | Ith: 1.8 kA ถึง 30 kA (1 วินาที); Idyn: 3.0 kA ถึง 50 kA (ค่าสูงสุด) ตามพิกัด |
| ค่าสัมประสิทธิ์ความเสถียรเชิงความร้อน | 187.5 (สามารถรับภาระความร้อนสูงได้ดี) |
| ตัวกลางฉนวน | น้ำมันฉนวนแร่ ผ่านกระบวนการกรองสุญญากาศ และเติมน้ำมันภายใต้สุญญากาศ |
| มาตรฐานที่ใช้ | IEC 61869-1 / IEC 61869-2; GB/T 20840.1 / 20840.2; GB 1208-1997 |
| ตำแหน่งติดตั้ง | ภายในอาคารหรือกลางแจ้ง |
ภาพผลิตภัณฑ์
หลักการทำงาน
ทำงานตามกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ โดยมีแกนแม่เหล็กแบบแหวน (toroidal magnetic core) ที่มีสายนำกระแสปฐมภูมิผ่านช่องตรงกลาง และขดลวดทุติยภูมิพันรอบแกนแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสปฐมภูมิจะเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิ ทำให้ได้กระแสไฟฟ้าเอาต์พุตตามมาตรฐานผ่านโหลดที่ต่ออยู่ ดีไซน์แบบจุ่มน้ำมันช่วยให้มีสมรรถนะฉนวนและความสามารถในการจัดการความร้อนที่ดีเยี่ยมสำหรับการใช้งานกลางแจ้ง
ตำแหน่งการใช้งานในระบบ
- ระบบจำหน่ายแรงดันปานกลาง: ตู้สวิตช์เกียร์ 10 kV, แผงจ่ายไฟ และสถานีไฟฟ้าย่อยกลางแจ้ง
- ระบบวัดพลังงานไฟฟ้า: ระบบวัดพลังงานไฟฟ้าระดับรายได้ (revenue-grade) ที่มีความแม่นยำระดับ 0.2 และ 0.5
- วงจรป้องกัน: ระบบป้องกันกระแสเกิน ป้องกันแบบดิฟเฟอเรนเชียล และป้องกันระยะทาง (distance protection) ระดับ 10P10
- การใช้งานกลางแจ้ง: ติดตั้งบนเสา ตรวจสอบสายไฟฟ้าเหนือศีรษะ และอุปกรณ์จ่ายไฟที่ติดตั้งกลางแจ้ง
- การติดตั้งที่ระดับความสูงมาก: ใช้งานได้สูงสุดถึง 4,000 เมตรจากระดับน้ำทะเล โดยต้องปรับลดพิกัดตามความเหมาะสม
ภาพรวมโครงสร้าง
โครงสร้างแบบถังเหล็กจุ่มน้ำมัน พร้อมดีไซน์ปิดสนิท ช่วยให้มีสมรรถนะฉนวนที่ดีเยี่ยม ทนต่อความชื้น ป้องกันสิ่งแวดล้อม และมีความแข็งแรงเชิงกลสำหรับการใช้งานกลางแจ้ง ถังที่เติมน้ำมันช่วยระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และรักษาความเสถียรระยะยาวแม้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง อุปกรณ์ยังมาพร้อมวาล์วเติมน้ำมัน ฝาครอบกันสภาพอากาศ ช่องระบายความดัน และไดอะแฟรมภายในเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของน้ำมัน รูปแบบการติดตั้งแบบเสา (post-type) ช่วยให้สามารถติดตั้งได้หลากหลาย ทั้งในตู้สวิตช์เกียร์ภายในอาคารและบนเสาภายนอก
รหัสรุ่น
คำอธิบายรหัสรุ่น
- L — เครื่องแปลงกระแส (Current Transformer: CT)
- B — แบบป้องกัน (สามารถใช้งานได้ทั้งสำหรับวัดค่าและป้องกัน)
- 10 — ชั้นแรงดันไฟฟ้า (kV)
- W — ออกแบบสำหรับติดตั้งกลางแจ้ง (โครงสร้างทนต่อสภาพอากาศ)
ตัวเลือกการกำหนดค่า
เครื่องแปลงกระแสรุ่น LB-10W มีหลายรูปแบบการกำหนดค่า เพื่อให้เหมาะสมกับความต้องการใช้งานที่แตกต่างกัน:
- อัตราส่วนเดียว + ขดลวดรองเดียว: รูปแบบพื้นฐานสำหรับงานวัดค่าหรือป้องกันอย่างง่าย
- อัตราส่วนเดียว + ขดลวดรองสองชุด: สามารถใช้งานวัดค่าและป้องกันพร้อมกัน โดยมีค่าความแม่นยำแยกจากกัน
- อัตราส่วนสองระดับ + ขดลวดรองเดียว: เปลี่ยนค่ากระแสปฐมภูมิได้ แต่มีเอาต์พุตเพียงชุดเดียว
- อัตราส่วนสองระดับ + ขดลวดรองสองชุด: ความยืดหยุ่นสูงสุด สามารถเปลี่ยนอัตราส่วนได้ และมีแกนแยกสำหรับวัดค่าและป้องกันอย่างอิสระ
เงื่อนไขการใช้งาน
หม้อแปลงกระแสไฟฟ้ารุ่น LB-10W ได้รับการออกแบบให้ใช้งานได้ทั้งภายในอาคารและภายนอกอาคารภายใต้เงื่อนไขการใช้งานปกติดังต่อไปนี้ในระบบไฟฟ้าแรงดันปานกลาง:
- สภาพแวดล้อมการติดตั้ง: ติดตั้งภายในอาคาร หรือติดตั้งภายนอกอาคาร (ติดเสา ติดผนัง หรือในอุปกรณ์สวิตช์เกียร์ภายนอก)
- ระดับความสูงจากระดับน้ำทะเล: มาตรฐานใช้งานได้สูงสุดถึง 2000 เมตร; สามารถใช้งานได้สูงสุดถึง 4000 เมตร โดยต้องลดค่าพิกัด (derating) และได้รับการยืนยันจากวิศวกร
- อุณหภูมิแวดล้อม: −25 °C ถึง +40 °C
- ความชื้นสัมพัทธ์: สูงสุด 95% (โดยไม่มีการควบแน่น)
- ระดับมลภาวะ: ระดับ II ตามมาตรฐาน IEC 60815 (มลภาวะระดับปานกลาง)
- สภาพแวดล้อม: ปราศจากก๊าซหรือไอที่กัดกร่อน; ปราศจากสื่อที่ไวไฟหรือระเบิดได้; ไม่มีการสั่นสะเทือนหรือแรงกระแทกเชิงกลอย่างรุนแรงเกินขีดจำกัดที่กำหนด
- ความทนทานต่อสภาพอากาศ: ออกแบบมาให้ทนต่อฝน หิมะ น้ำแข็ง รังสี UV และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบวัฏจักร สำหรับการติดตั้งภายนอก
การก่อสร้าง
การออกแบบโครงสร้าง
- โครงสร้าง: แบบถังเหล็กจุ่มน้ำมัน (oil-immersed) เหมาะสำหรับใช้งานทั้งในร่มและกลางแจ้ง
- ฉนวน: น้ำมันฉนวนแร่เกรดสูง ผ่านกระบวนการกรองสุญญากาศและการเติมน้ำมันภายใต้สุญญากาศ เพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงไดอิเล็กตริกและประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนให้สูงสุด
- แกนแม่เหล็ก: ออกแบบเป็นแกนแม่เหล็กรูปวงแหวน (toroidal) เพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงในการแปลงกระแส
- การออกแบบถัง: ตัวเรือนเหล็กปิดสนิท พร้อมวาล์วเติมน้ำมัน ฝาครอบป้องกันสภาพอากาศ และช่องระบายความดัน
- การถนอมน้ำมัน: ระบบไดอะแฟรมภายในช่วยป้องกันไม่ให้อากาศสัมผัสโดยตรงกับน้ำมัน ลดอัตราการเกิดออกซิเดชันอย่างมาก และยืดอายุการใช้งาน
- การจัดการความร้อน: ระบบระบายความร้อนด้วยการไหลเวียนของน้ำมันตามธรรมชาติ มีค่าสัมประสิทธิ์เสถียรภาพทางความร้อน (thermal stability factor) เท่ากับ 187.5 เหมาะสำหรับใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีภาระความร้อนสูง
- การป้องกันสภาพอากาศ: ผิวภายนอกเคลือบสารป้องกันการกัดกร่อน ฝาครอบกันฝน และห้องต่อสายที่ปิดสนิท เพื่อความทนทานเมื่อใช้งานกลางแจ้ง
โครงสร้างแบบจุ่มน้ำมันช่วยให้มีคุณสมบัติฉนวนที่เสถียร ความสามารถในการระบายความร้อนยอดเยี่ยม ทนต่อสิ่งปนเปื้อนจากสิ่งแวดล้อม และมีความน่าเชื่อถือในระยะยาวเมื่อใช้งานกลางแจ้ง กระบวนการเติมน้ำมันภายใต้สุญญากาศช่วยขจัดความชื้นและฟองอากาศ เพื่อรักษาความสมบูรณ์เชิงไดอิเล็กตริกให้สูงสุด
ขดลวดและการทำเครื่องหมายขั้วต่อ
- ขั้วปฐมภูมิ: P1 / P2 (แบบบุชชิ่ง หรือแบบรูทะลุ ขึ้นอยู่กับค่ากระแสที่กำหนด)
- ขั้วทุติยภูมิ (กลุ่ม 1): 1S1 / 1S2 (โดยทั่วไปเป็นขดลวดสำหรับวัดค่า)
- ขั้วทุติยภูมิ (กลุ่ม 2): 2S1 / 2S2 (โดยทั่วไปเป็นขดลวดสำหรับป้องกัน กรณีที่ระบุให้ใช้โครงแบบสองขดลวด)
การทำเครื่องหมายขั้วต่อเป็นไปตามมาตรฐาน IEC 61869 สำหรับขดลวดแปลงกระแส (CT) โดยภายใต้สภาวะการทำงานปกติ ทิศทางอ้างอิงของกระแสจะถูกกำหนดให้ไหลจาก P1 ไปยัง P2 ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ระบุขั้วต่อและขั้วโพลาไรตี้อย่างถูกต้อง เพื่อให้การวัดค่าแม่นยำและรีเลย์ป้องกันทำงานได้อย่างเหมาะสม
ข้อมูลทางเทคนิค
ส่วนนี้ให้ข้อมูลทางเทคนิคที่เน้นการคัดเลือกสำหรับตัวแปลงกระแสไฟฟ้า (Current Transformer: CT) แบบจุ่มน้ำมันกลางแจ้ง รุ่น LB-10W ซึ่งใช้ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับระดับ 10 kV (ความถี่ 50 Hz) ข้อมูลที่แสดงด้านล่างนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยในการคัดเลือกเบื้องต้นเกี่ยวกับค่ากระแสปฐมภูมิกำหนด, การรวมคลาสความแม่นยำ, โหลดกำหนด (rated burden) และความสามารถในการทนกระแสลัดวงจร
คำนิยาม: การรวมคลาสความแม่นยำ (Accuracy class combination) หมายถึง แกนวัด/ป้องกันที่มีอยู่ใน CT เดียวกัน (โครงสร้างแกนเดี่ยวหรือสองแกน) กำลังไฟฟ้าขาออกกำหนด (Rated output, VA) ระบุเป็นค่าต่อแกนรองแต่ละแกน Ith คือ กระแสความร้อนชั่วคราวกำหนด (ระยะเวลา 1 วินาที) Idyn คือ กระแสไดนามิกกำหนด (ค่าพีค)
สัญลักษณ์: ค่า Ith และ Idyn แสดงเป็นหน่วย kA (กระแสสัมบูรณ์) การตรวจรับสินค้าจะอ้างอิงตามค่าที่ระบุบนป้ายชื่อ (nameplate) และรายงานการทดสอบจากโรงงานสำหรับรุ่นที่สั่งซื้อ
ข้อมูลอ้างอิง
| กระแสปฐมภูมิ กำหนด (A) |
การรวม คลาสความแม่นยำ |
กำลังไฟฟ้าขาออก กำหนด (VA) |
กระแสความร้อน ชั่วคราว Ith (kA, 1 วินาที) |
กระแสไดนามิก กำหนด Idyn (kA, พีค) |
หมายเหตุ |
|---|---|---|---|---|---|
| 20 | 0.2/0.2 0.2/0.5 0.5/0.5 0.2/10P10 0.5/10P10 |
10/10 10/15 15/15 10/20 15/20 |
1.8 | 3.0 | มีให้เลือกทั้งแบบขดลวดรองเดี่ยวและสองขดลวด |
| 30 | 2.7 | 4.5 | |||
| 40 | 3.6 | 6.0 | |||
| 50 | 4.5 | 7.5 | |||
| 75 | 6.75 | 11.25 | |||
| 100 | 9.0 | 15.0 | |||
| 150 | 13.5 | 22.5 | |||
| 200 | 18.0 | 30.0 | |||
| 300 | 27.0 | 45.0 | |||
| 400 | 30.0 | 50.0 |
มาตรฐานและเอกสารอ้างอิง
| มาตรฐาน | ชื่อเรื่อง | การประยุกต์ใช้ |
|---|---|---|
| IEC 61869-1 | Instrument Transformers – Part 1: General Requirements | ข้อกำหนดทั่วไปสำหรับตัวแปลงกระแสไฟฟ้า |
| IEC 61869-2 | Instrument Transformers – Part 2: Additional Requirements for Current Transformers | ข้อกำหนดเฉพาะสำหรับ CT รวมถึงคลาสความแม่นยำ, โหลด และความสามารถในการทนกระแสลัดวงจร |
| GB/T 20840.1 | Instrument Transformers – Part 1: General Requirements | มาตรฐานแห่งชาติ (สอดคล้องกับกรอบ IEC 61869) |
| GB/T 20840.2 | Instrument Transformers – Part 2: Current Transformers | ข้อกำหนดแห่งชาติสำหรับ CT (สอดคล้องกับ IEC 61869-2) |
| GB 1208-1997 | Current Transformers | มาตรฐานแห่งชาติสำหรับ CT กรณีที่โครงการกำหนดให้ใช้ |
| IEC 60815 | Selection and Dimensioning of High-Voltage Insulators for Polluted Conditions | การจัดหมวดหมู่ระดับมลภาวะและความยาว creepage distance ที่ต้องการ |
| IEC 60068-2-11 | Environmental Testing – Salt Mist | ทดสอบเสริม (สำหรับการตรวจสอบสภาพแวดล้อมชายฝั่ง/ทะเล) |
| IEC 60076-11 | Power Transformers – Dry-T |
การติดตั้งและขนาด
- ขนาดภายนอกและรายละเอียดการยึดติดแสดงไว้ในแบบร่างขนาด (dimensional drawings) ด้านล่างนี้
- หม้อแปลงต้องถูกยึดติดอย่างมั่นคงโดยใช้รูยึดหรือขาตั้งที่กำหนดไว้ ซึ่งเหมาะสมกับสภาพแวดล้อมในการติดตั้ง (เช่น การติดตั้งบนแผงภายในอาคาร หรือการติดตั้งบนเสาภายนอกอาคาร)
- การเชื่อมต่อสายปฐมภูมิ (primary conductor) สามารถทำได้ผ่านบัสบาร์แบบทะลุผ่าน (busbar pass-through) การต่อสายเคเบิล (cable termination) หรือขั้วต่อแบบยึดด้วยสกรู (bolted terminals) ขึ้นอยู่กับค่ากระแสไฟฟ้าที่ใช้งานและลักษณะการใช้งาน
- ต้องเว้นระยะห่างที่เพียงพอสำหรับฉนวนไฟฟ้า การระบายความร้อน การขยายตัวของน้ำมัน และการเข้าถึงเพื่อการบำรุงรักษา
- สำหรับการติดตั้งภายนอกอาคาร ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าจุดเข้าของสายเคเบิลทุกจุดมีการปิดผนึกกันน้ำและกันฝุ่นอย่างเหมาะสม และโครงสร้างที่ใช้ยึดติดสามารถรับแรงลมและแรงจากสภาวะแวดล้อมได้
- ทิศทางการติดตั้งต้องเป็นไปตามคำแนะนำของผู้ผลิต เพื่อให้มั่นใจว่าน้ำมันภายในหม้อแปลงไหลเวียนได้อย่างเหมาะสมและระบบระบายความร้อนทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ
แบบร่างขนาดภายนอก
ข้อควรระวังด้านความปลอดภัย
- ห้ามเปิดวงจรทุติยภูมิ: วงจรทุติยภูมิห้ามปล่อยให้เปิดวงจรขณะที่ขดลวดปฐมภูมิมีไฟฟ้าไหลผ่าน เนื่องจากอาจเกิดแรงดันสูงอันตรายที่ขั้วทุติยภูมิ ซึ่งเป็นอันตรายร้ายแรงต่อผู้ปฏิบัติงาน และทำให้แกนแม่เหล็กอิ่มตัว (core saturation) กับเกิดความร้อนสูงเกินไป
- ขั้นตอนการบำรุงรักษา: ขณะตรวจสอบ ทดสอบ หรือเปลี่ยนอุปกรณ์วัด ต้องลัดวงจรทุติยภูมิด้วยลิงก์ลัดวงจร (shorting links) ที่เหมาะสม ก่อนถอดอุปกรณ์ใดๆ ที่เชื่อมต่ออยู่
- ข้อกำหนดการต่อลงดิน: ต้องต่อจุดใดจุดหนึ่งของวงจรทุติยภูมิลงดินอย่างมั่นคง ตามข้อกำหนดมาตรฐาน IEC 61869 และกฎระเบียบไฟฟ้าท้องถิ่น การต่อลงดินนี้มีความสำคัญต่อความปลอดภัยของบุคลากรและการทำงานที่ถูกต้องของระบบ
- บุคลากรที่มีคุณสมบัติ: การติดตั้ง การส่งมอบงาน (commissioning) และการบำรุงรักษา ต้องดำเนินการโดยช่างไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติเหมาะสมเท่านั้น ตามข้อบังคับด้านความปลอดภัยและขั้นตอนของบริษัทที่เกี่ยวข้อง
- การตัดไฟ: ต้องตัดไฟ แยกวงจร และตรวจสอบความปลอดภัยของวงจรปฐมภูมิให้เรียบร้อยก่อนดำเนินการใดๆ กับการเชื่อมต่อปฐมภูมิหรือโครงสร้างยึดติดเชิงกล
- การจัดการน้ำมัน: น้ำมันฉนวนถือเป็นวัสดุไวไฟ หลีกเลี่ยงแหล่งจุดระเบิดระหว่างการเติมน้ำมัน การเก็บตัวอย่างน้ำมัน หรือขั้นตอนการบำรุงรักษา
ข้อมูลการสั่งซื้อ
เมื่อทำการสั่งซื้อหม้อแปลงกระแสไฟฟ้ารุ่น LB-10W ต้องระบุค่ากำหนดที่ต้องการให้ชัดเจนตามข้อกำหนดทางเทคนิคของโครงการ ข้อกำหนดของหน่วยงานสาธารณูปโภคในพื้นที่ และมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง โดยต้องระบุพารามิเตอร์ต่อไปนี้อย่างชัดเจนเพื่อใช้ในการยืนยันทางเทคนิคและการอนุมัติผลิต:
- กระแสปฐมภูมิที่กำหนด / อัตราส่วนแปลงกระแส (เช่น 100/5 A, 200/5 A)
- กระแสอนุภาคที่กำหนด (ค่ามาตรฐาน: 5 A)
- วัตถุประสงค์การใช้งานและข้อกำหนดความแม่นยำ:
- ระดับความแม่นยำสำหรับเครื่องวัด (0.2, 0.5 หรืออื่นๆ)
- ระดับความแม่นยำสำหรับการป้องกัน (10P10 หรืออื่นๆ)
- ระบุว่าต้องการโครงสร้างแกนเดี่ยวหรือสองแกน
- โหลดที่กำหนด (Rated burden) (หน่วยเป็น VA) สำหรับแต่ละแกน/ขดลวดกระแสอนุภาค
- ข้อกำหนดความสามารถในการทนกระแสลัดวงจร:
- Ith: กระแสความร้อนชั่วคราวที่กำหนด (ระยะเวลา 1 วินาที เป็น kA)
- Idyn: กระแสไดนามิกที่กำหนด (ค่าสูงสุด เป็น kA)
- สภาพแวดล้อมการติดตั้ง:
- ติดตั้งภายในอาคารหรือกลางแจ้ง
- ระดับความสูงจากระดับน้ำทะเล (หากสูงเกิน 2000 เมตร ให้ระบุระดับความสูงจริงเพื่อคำนวณการลดค่าพิกัด)
- ระดับมลภาวะ (หากเกิน Class II ให้ระบุระยะ creepage ที่ต้องการ)
- สภาพแวดล้อมพิเศษ (ชายฝั่งทะเล ทะเลทราย ขั้วโลก ฯลฯ)
- ตัวเลือกการกำหนดค่า:
- อัตราส่วนเดียวหรืออัตราส่วนคู่
- ขดลวดกระแสอนุภาคเดี่ยวหรือสองขดลวด
- รูปแบบการจัดวางขั้วต่อที่ต้องการ