ภาพรวมผลิตภัณฑ์
นิยามเชิงหน้าที่
หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแบบแห้ง รุ่น MR เป็นอุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าความแม่นยำ ออกแบบมาเพื่อการวัดกระแสไฟฟ้า การวัดพลังงาน และการใช้งานในระบบป้องกันรีเลย์ ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับแรงดันต่ำ โดยหม้อแปลงเหล่านี้ใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อให้สัญญาณกระแสไฟฟ้าที่ขดลวดรองซึ่งแยกจากขดลวดปฐมอย่างสมบูรณ์ (galvanically isolated) และเป็นสัดส่วนกับกระแสปฐม ทำงานที่ความถี่กำหนด 50 Hz หรือ 60 Hz
สรุปค่าพารามิเตอร์หลัก
| รายการ | ข้อมูลจำเพาะ (ตามคำสั่งซื้อ / ป้ายชื่อ) |
|---|---|
| ระดับแรงดันระบบ | 0.66 kV / 0.72 kV (สำหรับการใช้งานแรงดันต่ำ) |
| ความถี่กำหนด | 50 Hz หรือ 60 Hz |
| กระแสปฐมกำหนด | 30 A ถึง 5000 A |
| กระแสรองกำหนด | 1 A หรือ 5 A |
| คลาสความแม่นยำ | 0.5, 1.0, 3.0 |
| โหลดกำหนด (Rated burden) | 1 VA ถึง 30 VA (ต่อแกน/ขดลวด ตามที่ระบุ) |
| ค่ากำลังไฟฟ้าของโหลด | cosφ = 0.8 (ล้าหลัง) เว้นแต่จะระบุเป็นอย่างอื่น |
| ค่าแฟกเตอร์ความปลอดภัยกำหนด | FS ≤ 5 |
| ความสามารถทนกระแสลัดวงจร | Ith = 60 × Ih (อุณหภูมิทนได้ 1 วินาที) |
| ระบบฉนวน | ขดลวดเคลือบด้วยสารเคลือบผิว (varnish) พร้อมการป้องกันความชื้น |
| มาตรฐานที่เกี่ยวข้อง | IEC 60044-1:2003; GB 1208-2006 |
ภาพแสดงผลิตภัณฑ์
หลักการทำงาน
หม้อแปลงกระแสไฟฟ้านี้ทำงานตามกฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ โดยมีแกนแม่เหล็กรูปโดนัท (toroidal) ที่สายนำกระแสปฐมผ่านเข้าไปทางช่องกลาง และขดลวดรองพันรอบแกน เมื่อกระแสปฐมไหลผ่านหม้อแปลงกระแส จะสร้างสนามแม่เหล็กภายในแกน ซึ่งเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าที่ขดลวดรองเป็นสัดส่วนกับกระแสปฐม กระแสที่ขดลวดรองจะถูกลดขนาดลงจากกระแสปฐม ทำให้เหมาะสมสำหรับการต่อกับเครื่องมือวัดและวงจรป้องกัน
ตำแหน่งการใช้งานในระบบ
- ระบบจ่ายไฟแรงดันต่ำ: ตู้สวิตช์เกียร์และแผงจ่ายไฟ 0.4-0.69 kV
- ระบบวัดพลังงาน: ระบบวัดพลังงานไฟฟ้าสำหรับอาคารพาณิชย์และโรงงานอุตสาหกรรม
- วงจรป้องกัน: ระบบป้องกันกระแสเกินและกระแสลัดวงจรลงดิน
- ระบบตรวจสอบ: การตรวจสอบคุณภาพพลังงานและการจัดการโหลด
ภาพรวมโครงสร้าง
โครงสร้างเปลือกพลาสติกหุ้มปิดสนิท พร้อมขดลวดรองที่เคลือบด้วยสารเคลือบผิว (varnish) ช่วยให้มีความต้านทานความชื้นและป้องกันเชิงกลได้ดีเยี่ยม รูปแบบการติดตั้งแบบช่อง (window-type หรือ pass-through) ช่วยให้ติดตั้งได้ง่ายโดยให้สายนำกระแสปฐมผ่านเข้าไปทางช่องกลางของหม้อแปลง ไม่จำเป็นต้องต่อกับขดลวดปฐมโดยตรง ขณะเดียวกันยังคงรักษาการแยกกระแสไฟฟ้า (electrical isolation) ได้อย่างยอดเยี่ยม
รหัสรุ่น
คำอธิบายรหัสรุ่น
- M — ใช้สำหรับการวัดและวัดปริมาณพลังงาน
- R — โครงสร้างแบบช่อง (pass-through)
รหัส MR หมายถึงหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแบบช่อง ที่ออกแบบมาเพื่อการวัดโดยเฉพาะในระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำ โดยสายนำกระแสปฐมจะผ่านเข้าไปทางช่องกลางของหม้อแปลงโดยตรง
เงื่อนไขการใช้งาน
หม้อแปลงกระแสไฟฟ้ารุ่น MR ออกแบบมาเพื่อใช้งานภายในอาคารภายใต้สภาวะการใช้งานปกติในระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำ
- สภาพแวดล้อมการติดตั้ง: ติดตั้งภายในอาคารเท่านั้น
- ระดับความสูง: ไม่เกิน 1000 ม. จากระดับน้ำทะเล (หากสูงกว่านี้ต้องได้รับการยืนยันจากวิศวกร)
- อุณหภูมิแวดล้อม: −5 °C ถึง +40 °C
- ความชื้นสัมพัทธ์: ค่าเฉลี่ยรายวัน ≤ 95%, ค่าเฉลี่ยรายเดือน ≤ 90% (อ้างอิงที่ +20 °C)
- สภาพแวดล้อม: ปราศจากก๊าซหรือไอที่กัดกร่อน; ปราศจากสื่อที่ไวไฟหรือระเบิดได้; ไม่มีการสั่นสะเทือนรุนแรง แรงกระแทกเชิงกล หรือแรงกระแทก
โครงสร้าง
การออกแบบโครงสร้าง
- โครงสร้าง: แบบช่อง (pass-through) สำหรับใส่สายนำกระแส
- เปลือก: เปลือกพลาสติกหุ้มปิดสนิท
- ฉนวน: ขดลวดรองเคลือบด้วยสารเคลือบผิว (varnish) พร้อมการป้องกันความชื้น
- แกน: แกนแม่เหล็กรูปโดนัท (toroidal) ที่มีค่า permeability ผ่านการปรับแต่งให้เหมาะสม
เปลือกพลาสติกหุ้มปิดสนิทช่วยป้องกันสิ่งปนเปื้อนจากสิ่งแวดล้อม ในขณะที่ขดลวดที่เคลือบด้วยสารเคลือบผิวช่วยให้ฉนวนมีความเสถียรระยะยาวและทนต่อความชื้นสำหรับการใช้งานภายในอาคาร
ขดลวดและเครื่องหมายขั้วต่อ
- สายนำกระแสปฐม: ผ่านเข้าไปทางช่องกลางของหม้อแปลง (ไม่มีขั้วต่อตายตัว)
- ขั้วต่อรอง: K / L (หรือ S1 / S2 ตามมาตรฐานการกำหนดเครื่องหมาย)
เครื่องหมายขั้วต่อเป็นไปตามมาตรฐานการกำหนดโพลาไรตี้ของหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า กระแสจะไหลจาก K ไป L (หรือ S1 ไป S2) เมื่อทิศทางกระแสปฐมถูกต้อง ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าระบุขั้วต่ออย่างถูกต้อง เพื่อให้ได้ความแม่นยำในการวัดและประสิทธิภาพการป้องกันที่ถูกต้อง
ข้อมูลทางเทคนิค
ส่วนนี้ให้ข้อมูลทางเทคนิคที่เน้นการเลือกใช้งานสำหรับหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแบบแห้ง รุ่น MR ที่ใช้ภายในอาคารในระบบไฟฟ้ากระแสสลับแรงดันต่ำ (50 Hz หรือ 60 Hz) ข้อมูลด้านล่างนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยในการเลือกเบื้องต้นเกี่ยวกับกระแสปฐมกำหนด คลาสความแม่นยำ และโหลดกำหนด
คำนิยาม: กระแสปฐมกำหนด คือค่ากระแสต่อเนื่องของสายนำกระแสปฐม คลาสความแม่นยำ แสดงความแม่นยำของการวัดภายใต้สภาวะโหลดที่กำหนด เอาต์พุตกำหนด (VA) คือโหลดสูงสุดที่ขดลวดรองสามารถจ่ายได้โดยยังคงความแม่นยำตามกำหนด Ith คือกระแสความร้อนชั่วคราวที่กำหนด (โดยทั่วไปคือ 1 วินาที)
สัญลักษณ์: Ith ที่แสดงเป็น 60 × Ih หมายถึงความสามารถทนกระแสความร้อนชั่วคราวได้ 60 เท่าของกระแสปฐมกำหนด เป็นเวลา 1 วินาที; การยอมรับต้องอ้างอิงจากค่าบนป้ายชื่อและรายงานทดสอบจากโรงงาน
ตารางข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค
| กระแสปฐมกำหนด (A) | กระแสรองกำหนด (A) | คลาสความแม่นยำ | เอาต์พุตกำหนด (VA) | กระแสความร้อนชั่วคราว (Ith) |
|---|---|---|---|---|
| 30, 40, 50, 60, 75 | 5 หรือ 1 | 0.5, 1.0, 3.0 | 1, 2.5, 5, 10, 15, 30 | 60 × Ih (1 วินาที) |
| 100, 150, 200, 250, 300 | 5 หรือ 1 | 0.5, 1.0, 3.0 | 1, 2.5, 5, 10, 15, 30 | 60 × Ih (1 วินาที) |
| 400, 500, 600, 750, 800 | 5 หรือ 1 | 0.5, 1.0, 3.0 | 1, 2.5, 5, 10, 15, 30 | 60 × Ih (1 วินาที) |
| 1000, 1200, 1500, 1600 | 5 หรือ 1 | 0.5, 1.0, 3.0 | 1, 2.5, 5, 10, 15, 30 | 60 × Ih (1 วินาที) |
| 2000, 2500, 3000, 4000, 5000 | 5 หรือ 1 | 0.5, 1.0, 3.0 | 1, 2.5, 5, 10, 15, 30 | 60 × Ih (1 วินาที) |
มาตรฐานและเอกสารอ้างอิง
| มาตรฐาน | ชื่อเรื่อง | การประยุกต์ใช้งาน |
|---|---|---|
| IEC 60044-1:2003 | Instrument Transformers – Part 1: Current Transformers | มาตรฐานสากลสำหรับข้อกำหนดหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า |
| GB 1208-2006 | Current Transformers | มาตรฐานแห่งชาติ (สอดคล้องกับข้อกำหนด IEC) |
| IEC 61869-2 | Instrument Transformers – Part 2: Additional Requirements for Current Transformers | ข้อกำหนดเฉพาะสำหรับหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าที่อัปเดตแล้ว (แทนที่ IEC 60044-1) |
| GB/T 20840.2 | Instrument Transformers – Part 2: Current Transformers | ข้อกำหนดแห่งชาติสำหรับหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าที่อัปเดตแล้ว (สอดคล้องกับ IEC 61869-2) |
การทดสอบที่โรงงานตามมาตรฐาน
- การทดสอบประจำ (Routine tests) ตามข้อกำหนด IEC/GB ที่เกี่ยวข้อง (รวมถึงการตรวจสอบโพลาไรตี้/เครื่องหมาย การตรวจสอบอัตราส่วน และการตรวจสอบความแม่นยำตามคลาสและโหลดที่กำหนด)
- การทดสอบไดอิเล็กตริก (Dielectric tests) ตามข้อกำหนดฉนวนและมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง
- การตรวจสอบด้วยสายตาและมิติ รวมถึงความชัดเจนของเครื่องหมายและความสอดคล้องด้านงานประกอบ
- การทดสอบแบบจำลอง (Type tests) และการทดสอบพิเศษ (special tests) ตามที่ข้อกำหนดโครงการกำหนด
การติดตั้งและขนาด
ภาพร่างขนาดภายนอก
- สายนำกระแสปฐมผ่านเข้าไปทางช่องกลางของหม้อแปลง; ขนาดสายนำกระแสต้องพอดีกับขนาดช่องที่กำหนด
- ต้องติดตั้งหม้อแปลงให้แน่นหนาโดยใช้รูยึดหรือขาตั้งที่กำหนดไว้
- ต้องเว้นระยะห่างที่เพียงพอเพื่อการกระจายความร้อนและการบำรุงรักษา
- ทิศทางของสายนำกระแสปฐมกำหนดโพลาไรตี้ของกระแสรอง; ตรวจสอบเครื่องหมายขั้วต่อเพื่อการติดตั้งที่ถูกต้อง
ข้อควรระวังด้านความปลอดภัย
- ต้องลัดวงจรขั้วต่อรองก่อนถอดอุปกรณ์ใดๆ ที่ต่อกับวงจรรองระหว่างการบำรุงรักษา
- ต้องต่อกราวด์จุดใดจุดหนึ่งของวงจรรองอย่างมั่นคง ตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้องและกฎระเบียบไฟฟ้าท้องถิ่น
- งานติดตั้งและบำรุงรักษาทั้งหมดต้องเป็นไปตามกฎระเบียบด้านความปลอดภัยทางไฟฟ้าท้องถิ่นและข้อกำหนดของหน่วยงานสาธารณูปโภค
ข้อมูลการสั่งซื้อ
เมื่อทำการสั่งซื้อ ต้องระบุค่ากำหนดที่ต้องการให้ชัดเจนตามข้อกำหนดของหน่วยงานสาธารณูปโภคท้องถิ่น มาตรฐานที่เกี่ยวข้อง และข้อกำหนดทางเทคนิคของโครงการ พารามิเตอร์ต่อไปนี้ต้องระบุอย่างชัดเจนเพื่อการยืนยันทางเทคนิคและการผลิต:
- กระแสปฐมกำหนด (เช่น 100 A, 500 A, 1000 A)
- กระแสรองกำหนด (1 A หรือ 5 A)
- คลาสความแม่นยำ (0.5, 1.0 หรือ 3.0 ตามความต้องการของการใช้งาน)
- โหลดกำหนด (VA) สำหรับวงจรรอง
- จำนวนที่ต้องการ และกำหนดเวลาจัดส่ง
ขั้นตอนการเลือกใช้งาน
1: กำหนดกระแสปฐมกำหนดจากค่ากระแสโหลดต่อเนื่องของสายป้อน และช่วงกระแสทำงานที่คาดการณ์ไว้
2: เลือกคลาสความแม่นยำตามวัตถุประสงค์การใช้งาน (0.5 สำหรับการวัดค่าพลังงานเพื่อเรียกเก็บเงิน, 1.0 สำหรับการวัดทั่วไป, 3.0 สำหรับการแสดงค่า)
3: คำนวณโหลดกำหนด (VA) ที่ต้องการจากค่าอิมพีแดนซ์ของมิเตอร์และค่าความต้านทานของสายรอง
4: ตรวจสอบความสามารถทนกระแสลัดวงจร (Ith = 60 × Ih) ว่าเพียงพอต่อกระแสลัดวงจรของระบบหรือไม่
หากมีข้อกำหนดพิเศษ (เช่น ช่วงอุณหภูมิที่กว้างขึ้น การป้องกันสิ่งแวดล้อมที่ดีขึ้น รูปแบบขั้วต่อเฉพาะ หรือข้อกำหนดการรับรอง) ต้องระบุไว้ในขั้นตอนการสั่งซื้อเพื่อให้วิศวกรตรวจสอบยืนยัน
คำถามที่พบบ่อย (FAQs)
Q1: จะเลือกอัตราส่วนหม้อแปลงกระแส (CT ratio) และกระแสปฐมกำหนดสำหรับการใช้งานแรงดันต่ำอย่างไร?
A: เลือกกระแสปฐมกำหนดจากค่ากระแสโหลดต่อเนื่องของสายป้อน โดยทั่วไปประมาณ 110-120% ของกระแสโหลดสูงสุดที่คาดการณ์ไว้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าค่าที่เลือกให้ช่วงการวัดที่เพียงพอสำหรับความผันแปรของโหลด และหลีกเลี่ยงการอิ่มตัว (saturation)
Q2: ต้องใช้คลาสความแม่นยำใดสำหรับการวัดค่าพลังงานเพื่อเรียกเก็บเงิน เทียบกับการวัดทั่วไป?
A: การวัดค่าพลังงานเพื่อเรียกเก็บเงินมักต้องการความแม่นยำระดับ Class 0.5 ส่วน Class 1.0 เหมาะสำหรับการวัดและตรวจสอบทั่วไป ส่วน Class 3.0 อาจใช้สำหรับการแสดงค่าและการวัดที่ไม่สำคัญ
Q3: จะกำหนดโหลดกำหนด (VA) สำหรับวงจรรองของหม้อแปลงกระแสอย่างไร?
A: โหลดกำหนดต้องครอบคลุมโหลดรวมทั้งหมด รวมถึงอิมพีแดนซ์ของมิเตอร์และความต้านทานของสายรอง คำนวณโหลดจากสูตร: VA = I²× Z โดยที่ I คือกระแสรอง (1 A หรือ 5 A) และ Z คืออิมพีแดนซ์รวมของวงจรเป็นโอห์ม
Q4: สามารถใช้กระแสรอง 1 A แทน 5 A สำหรับสายเคเบิลที่ยาวได้หรือไม่?
A: ได้ กระแสรอง 1 A จะลดโหลดจากความต้านทานของสายเคเบิลลง 25 เท่า (5²/1²) จึงเหมาะกว่าสำหรับการติดตั้งที่มีสายรองยาวระหว่างหม้อแปลงกระแสกับตำแหน่งมิเตอร์
Q5: ค่า Ith = 60 × Ih สำหรับกระแสลัดวงจรนั้นมีความสำคัญอย่างไร?
A: ค่า Ith แสดงว่าหม้อแปลงสามารถทนกระแสได้ 60 เท่าของกระแสปฐมกำหนด เป็นเวลา 1 วินาที โดยไม่เกิดความเสียหายจากความร้อน ซึ่งช่วยให้ทำงานได้อย่างปลอดภัยในช่วงที่ระบบเกิดกระแสลัดวงจร ตรวจสอบให้แน่ใจว่าค่านี้สูงกว่ากระแสลัดวงจรสูงสุดที่อาจเกิดขึ้น ณ ตำแหน่งติดตั้ง
Q6: ข้อกำหนดในการจัดการขดลวดรองและโพลาไรตี้มีอะไรบ้าง?
A: ห้ามเปิดวงจรขดลวดรองขณะที่ขดลวดปฐมมีไฟฟ้าไหลผ่าน ต้องลัดวงจรและต่อกราวด์ขดลวดรองก่อนการบำรุงรักษา ตามแนวทางปฏิบัติมาตรฐาน ตรวจสอบเครื่องหมายขั้วต่อ (K/L หรือ S1/S2) เพื่อให้แน่ใจว่าโพลาไรตี้ถูกต้อง ซึ่งจะส่งผลต่อทิศทางการวัดที่แม่นยำ
Q7: มาตรฐานใดที่ควบคุมข้อกำหนดการปฏิบัติตามและการรับรอง?
A: หม้อแปลงกระแสไฟฟ้ารุ่น MR เป็นไปตามมาตรฐาน IEC 60044-1:2003 / IEC 61869-2 และ GB 1208-2006 / GB/T 20840.2 ใบรับรองการทดสอบจากโรงงานที่มีการตรวจสอบอัตราส่วน ความแม่นยำ และผลการทดสอบไดอิเล็กตริก จะจัดเตรียมให้พร้อมกับแต่ละชิ้นที่ผลิต
Q8: สามารถใช้หม้อแปลงกระแสไฟฟ้ารุ่น MR กับกระแสตรง (DC) หรือไดรฟ์ความถี่แปร (VFD) ได้หรือไม่?
A: ไม่ได้ หม้อแปลงกระแสไฟฟ้ารุ่น MR ออกแบบมาสำหรับการใช้งานกระแสสลับที่ความถี่ 50 Hz หรือ 60 Hz เท่านั้น กระแสตรงหรือรูปคลื่นที่ไม่เป็นไซน์ (เช่น สัญญาณเอาต์พุตจาก VFD) อาจทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนในการวัดและการอิ่มตัวของแกน โปรดปรึกษาโรงงานสำหรับข้อกำหนดพิเศษ