หม้อแปลงแช่ของเหลวคืออะไร?

หม้อแปลงแช่ของเหลวคือหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีแกนและขดลวดจุ่มอยู่ในของเหลวอิเล็กทริก (โดยทั่วไปคือน้ำมันแร่หรือเอสเทอร์สังเคราะห์) ของเหลวมีหน้าที่สำคัญสองประการ: ฉนวนไฟฟ้าระหว่างส่วนประกอบที่มีไฟฟ้าและการถ่ายเทความร้อนออกจากขดลวดและแกนกลาง หม้อแปลงเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการใช้งานระบบจำหน่ายและระบบไฟฟ้าที่ต้องการขนาดกะทัดรัด การระบายความร้อนที่เชื่อถือได้ และประสิทธิภาพในระยะยาวที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว

ประเภทของของเหลวและประเภทหม้อแปลงไฟฟ้า

หม้อแปลงแช่ของเหลวถูกจำแนกตามของเหลวฉนวนที่ใช้และโครงสร้างของหม้อแปลง การเลือกใช้ของเหลวส่งผลต่อความสามารถในการติดไฟ ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ ประสิทธิภาพทางความร้อน และข้อกำหนดในการบำรุงรักษา

ของเหลวฉนวนทั่วไป

• น้ำมันแร่ — การใช้งานสูงสุดในประวัติศาสตร์; คุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีเยี่ยม ไวไฟ; ต้องมีการควบคุมการกักเก็บน้ำมันและการรั่วไหล
• เอสเทอร์จากพืช/สังเคราะห์ — ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ มีจุดวาบไฟสูงกว่า ประสิทธิภาพการดับเพลิงดีกว่า สามารถยืดอายุฉนวนกระดาษได้
• ของเหลวซิลิโคนและสารสังเคราะห์อื่นๆ — ใช้ในการใช้งานพิเศษโดยคำนึงถึงประสิทธิภาพเทียบกับอุณหภูมิ หรือไม่ติดไฟเป็นอันดับแรก

ประเภทการก่อสร้างหม้อแปลงไฟฟ้า

• หม้อแปลงบรรจุน้ำมันที่ปิดผนึกอย่างแน่นหนา — ออกแบบมาเพื่อลดการซึมผ่านของความชื้นและลดการบำรุงรักษา
• ประเภท Conservator (ช่องระบายอากาศ) — รวมถึงตัวอนุรักษ์น้ำมันและช่องระบายอากาศซิลิกาเจลเพื่อการขยายตัวและการควบคุมความชื้น
• หม้อแปลงจุ่มด้วยน้ำมันบังคับหรืออากาศเย็น — เพื่อความเสถียรของโหลดหรืออุณหภูมิที่สูงขึ้น

โครงสร้างและส่วนประกอบที่สำคัญ

หม้อแปลงแช่ของเหลวรวมระบบเครื่องกล ไฟฟ้า และของไหลเข้าด้วยกัน การทำความเข้าใจส่วนประกอบเหล่านี้ช่วยในการวางแผนการบำรุงรักษาและการวินิจฉัยความล้มเหลว

แกน ขดลวด และถัง

แกนเหล็กเคลือบให้เส้นทางแม่เหล็ก ขดลวด (ทองแดงหรืออลูมิเนียม) เป็นแบบพันและหุ้มฉนวน จากนั้นจึงรองรับทางกายภาพภายในถังเหล็กที่เก็บของเหลวที่เป็นฉนวน การรองรับทางกลที่เหมาะสมจะจำกัดการสั่นสะเทือนและการเคลื่อนตัวภายใต้แรงลัดวงจร

ระบบฉนวนและอุปกรณ์

กระดาษฉนวน/กระดานกดผสมกับของเหลวจะก่อให้เกิดระบบอิเล็กทริก อุปกรณ์เสริม ได้แก่ บุชชิ่ง ต๊าป/OLTC (เครื่องเปลี่ยนต๊าปขณะโหลด) หรือเครื่องเปลี่ยนต๊าปขณะโหลด อุปกรณ์ควบคุมหรือช่องต่อขยาย ช่องระบายอากาศซิลิกาเจล เทอร์โมมิเตอร์ อุปกรณ์ระบายแรงดัน และเกจวัดระดับน้ำมัน

หม้อแปลงแช่ของเหลวทำงานอย่างไร

การทำงานเป็นไปตามหลักการแม่เหล็กไฟฟ้า: แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ปฐมภูมิจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กที่แปรผันตามเวลาในแกนกลาง ฟลักซ์นั้นทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าในอัตราส่วนทุติยภูมิตามสัดส่วนต่อการหมุน การสูญเสีย (แกนกลางและทองแดง) ทำให้เกิดความร้อน ของเหลวจะดูดซับความร้อนและถ่ายโอนไปยังพื้นผิวถัง ซึ่งจะกระจายไปในอากาศโดยรอบหรือระบายความร้อนด้วยหม้อน้ำและพัดลม

ข้อดีและข้อจำกัด

ข้อดี

• การระบายความร้อนที่ดีเยี่ยม — ของเหลวจะถ่ายเทความร้อนออกจากขดลวดได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าอากาศ ช่วยให้สามารถรับน้ำหนักได้มากขึ้นตามขนาดที่กำหนด
• ความน่าเชื่อถือที่ได้รับการพิสูจน์แล้วและอายุการใช้งานที่ยาวนานเมื่อได้รับการบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม
• เสียงรบกวนต่ำและขนาดกระทัดรัดเมื่อเทียบกับประเภทแห้งที่เทียบเคียงได้สำหรับพิกัดขนาดกลางและขนาดใหญ่

ข้อจำกัดและความเสี่ยง

• ความเสี่ยงจากไฟไหม้จากน้ำมันแร่ — ต้องมีการป้องกันอัคคีภัย การเว้นระยะห่าง หรือการใช้ของเหลวที่ไวไฟน้อยกว่าในบริเวณที่มีความละเอียดอ่อน
• ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจากการรั่วไหลของน้ำมัน — การควบคุมการกักกันและการตอบสนองการรั่วไหลเป็นสิ่งจำเป็นในเขตอำนาจศาลหลายแห่ง
• ความชื้นที่ซึมเข้าไปเมื่อเวลาผ่านไปอาจทำให้ฉนวนกระดาษเสื่อมคุณภาพได้ หากช่องระบายอากาศและซีลไม่เพียงพอ

การใช้งานและการให้คะแนนทั่วไป

หม้อแปลงจุ่มของเหลวครอบคลุมหลายประเภท: หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายแบบติดเสา (ช่วง kVA), หม้อแปลงไฟฟ้าแบบติดตั้งแผ่นสำหรับการจำหน่ายใต้ดิน, หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังของสถานีย่อย (ช่วง MVA) และหน่วยเฉพาะทางสำหรับอุตสาหกรรมและพลังงานหมุนเวียน การเลือกขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าของระบบ ระดับไฟฟ้าลัดวงจร โปรไฟล์โหลด และข้อจำกัดของไซต์

ข้อกำหนดในการติดตั้งและไซต์

รากฐานและระยะห่าง

ติดตั้งบนฐานรากที่มั่นคงและได้ระดับซึ่งมีขนาดตามน้ำหนักของหม้อแปลงและแรงแผ่นดินไหว จัดให้มีช่องว่างขั้นต่ำสำหรับการทำความเย็น การเข้าถึงการบำรุงรักษา และความปลอดภัยตามประมวลกฎหมายไฟฟ้าท้องถิ่น ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการต่อสายดินและป้องกันฟ้าผ่าอย่างเหมาะสมตามที่จำเป็น

การกักเก็บน้ำมันและสิ่งแวดล้อม

ในกรณีที่มีการใช้น้ำมันแร่ กรอบการทำงานด้านกฎระเบียบมักต้องมีการกักเก็บสำรอง (กอง แผ่นคอนกรีต) และแผนการตอบสนองต่อการรั่วไหล สำหรับไซต์ที่มีความละเอียดอ่อน พิจารณาของเหลวที่ไวไฟและย่อยสลายได้ทางชีวภาพน้อยกว่า เพื่อลดภาระด้านกฎระเบียบ

การบำรุงรักษา การตรวจสอบ และการทดสอบ

การบำรุงรักษาเชิงรุกช่วยยืดอายุหม้อแปลงและป้องกันการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผน การตรวจสอบด้วยภาพ การทดสอบของเหลว และการทดสอบทางไฟฟ้าผสมผสานกันทำให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

งานประจำ

• การตรวจสอบการรั่วไหล การกัดกร่อน และระดับน้ำมันด้วยสายตา
• การเปลี่ยนช่องระบายอากาศหรือการสร้างใหม่ของซิลิกาเจลเพื่อควบคุมความชื้นที่เข้ามา
• การสแกนความร้อนของบุชชิ่ง หม้อน้ำ และการเชื่อมต่อเพื่อตรวจจับจุดร้อน

การทดสอบวินิจฉัย

• การวิเคราะห์ก๊าซที่ละลายน้ำ (DGA) — ระบุข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นตั้งแต่แรก เช่น การอาร์ค ความร้อนสูงเกิน และการคายประจุบางส่วน
• การทดสอบความเป็นฉนวนของน้ำมัน (BDV) ปริมาณน้ำ ความเป็นกรด และการทดสอบแรงตึงผิว
• ทดสอบอัตราส่วนการหมุน ความต้านทานของขดลวด ตัวประกอบกำลังของฉนวน (แทนเดลต้า) และการวิเคราะห์การตอบสนองความถี่แบบกวาด (SFRA)

การแก้ไขปัญหาข้อผิดพลาดทั่วไป

ปัญหาทั่วไปของหม้อแปลงได้แก่ ความร้อนสูงเกิน การรั่วไหล บุชชิ่งชำรุด และความโค้งภายใน การแก้ไขปัญหาอย่างเป็นระบบผสมผสานประวัติการปฏิบัติงาน รูปแบบ DGA การถ่ายภาพความร้อน และการทดสอบทางไฟฟ้า เพื่อระบุสาเหตุที่แท้จริงและจัดลำดับความสำคัญของการดำเนินการ

เกณฑ์การคัดเลือกและการเปรียบเทียบ

การเลือกหม้อแปลงแช่ของเหลวที่เหมาะสมจำเป็นต้องประเมินคุณลักษณะของโหลด ข้อจำกัดของไซต์งาน กฎเกณฑ์ด้านสิ่งแวดล้อม และต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของรวมถึงการบำรุงรักษา

ความปลอดภัย กฎระเบียบ และข้อพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม

ปฏิบัติตามประมวลกฎหมายไฟฟ้าในท้องถิ่น กฎข้อบังคับเรื่องอัคคีภัย และกฎเกณฑ์ด้านสิ่งแวดล้อมเกี่ยวกับการกักเก็บสำรองและการกำจัดน้ำมันหม้อแปลงที่ใช้แล้ว สำหรับการติดตั้งในพื้นที่ที่มีประชากรหรือมีความอ่อนไหวต่อสิ่งแวดล้อม ให้ใช้ของเหลวที่ติดไฟได้ต่ำและจัดให้มีที่กักกันการหกรั่วไหล ตรวจสอบให้แน่ใจว่าบุคลากรปฏิบัติตามขั้นตอนการปิด/แท็กเอาท์ งานร้อน และพื้นที่อับอากาศเมื่อดำเนินการบำรุงรักษา

การวางแผนอายุการใช้งานและการเปลี่ยนทดแทน

อายุการใช้งานโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 25 ถึง 40 ปี ขึ้นอยู่กับการบรรทุก การทำความเย็น การบำรุงรักษา และสภาพของของเหลว ใช้แนวโน้มของ DGA ปัจจัยกำลังของฉนวน และคุณภาพน้ำมันเพื่อคาดการณ์การสิ้นสุดอายุการใช้งาน วางแผนการเปลี่ยนทดแทนให้ดีก่อนเกิดความล้มเหลวร้ายแรงเพื่อหลีกเลี่ยงการหยุดทำงานของระบบและการเปลี่ยนทดแทนฉุกเฉินที่มีค่าใช้จ่ายสูง

เคล็ดลับที่เป็นประโยชน์สำหรับผู้ปฏิบัติงานและวิศวกร

• สร้างโปรแกรมการตรวจสอบเป็นประจำ: การสแกนด้วยภาพ การสแกนความร้อน การเก็บตัวอย่างน้ำมัน และ DGA อย่างสม่ำเสมอ
• บันทึกประวัติการโหลดและประสิทธิภาพการระบายความร้อนเพื่อตรวจจับการโอเวอร์โหลดเรื้อรัง
• พิจารณาอัปเกรดเป็นของเหลวเอสเทอร์เพื่อความปลอดภัยจากอัคคีภัยที่สูงขึ้นในพื้นที่ที่มีผู้คนอาศัยอยู่
• หากมีข้อสงสัย โปรดปรึกษาผู้ผลิตหม้อแปลงและห้องปฏิบัติการทดสอบที่ได้รับการรับรองสำหรับการตีความ DGA และการแทรกแซงที่สำคัญ

คำถามที่พบบ่อย

ฉันสามารถเปลี่ยนน้ำมันแร่เป็นเอสเทอร์ในหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีอยู่ได้หรือไม่

บางครั้งก็ใช่ แต่การแปลงต้องมีการตรวจสอบความเข้ากันได้: ซีล ปะเก็น สีและฉนวนกระดาษอาจมีปฏิกิริยาแตกต่างออกไป ต้องมีการทดสอบในห้องปฏิบัติการและการอนุมัติจากผู้จำหน่ายก่อนการเปลี่ยนของเหลว

ฉันควรทำ DGA บ่อยแค่ไหน?

ความถี่ขึ้นอยู่กับภาวะวิกฤต: หม้อแปลงที่มีความสำคัญสูงมักจะมี DGA รายไตรมาสหรือรายเดือน ในขณะที่หน่วยที่มีความเสี่ยงต่ำกว่าอาจถูกสุ่มตัวอย่างทุกปี หลังจากเกิดเหตุการณ์ผิดปกติใดๆ (ข้อบกพร่อง โอเวอร์โหลด ฟ้าผ่า) ให้เก็บตัวอย่างทันที

เมื่อใดที่หม้อแปลงจะถือว่าหมดอายุการใช้งาน?

พิจารณาการเปลี่ยนเมื่อการทดสอบฉนวนแสดงการเสื่อมสภาพอย่างต่อเนื่อง DGA บ่งชี้ถึงข้อผิดพลาดภายในที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ค่าซ่อมแซมสูงกว่าต้นทุนการเปลี่ยน หรือเมื่อความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงานลดลง

หม้อแปลงแช่ของเหลวยังคงเป็นรากฐานสำคัญของการจำหน่ายไฟฟ้าเนื่องจากประสิทธิภาพเชิงความร้อนและความคุ้มทุน การเลือกของเหลว การติดตั้ง การตรวจสอบเชิงรุก และการปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อมอย่างเหมาะสมจะช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือสูงสุดและลดความเสี่ยง