โหลด Tap Changer (LTC) คืออะไร

ค่าเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าเพียง 5% สามารถลดอายุการใช้งานของมอเตอร์เหนี่ยวนำได้มากถึง 50% สถิติเดียวนั้นอธิบายว่าทำไมโหลด tap changer ถึงมีอยู่ Load tap changer (LTC) เป็นอุปกรณ์ระบบเครื่องกลไฟฟ้าที่รวมอยู่ในหม้อแปลงไฟฟ้าที่ปรับแรงดันเอาต์พุตของหม้อแปลง ในขณะที่หม้อแปลงไฟฟ้ายังคงมีพลังงานและอยู่ภายใต้ภาระ . โดยการย้ายจุดเชื่อมต่อบนขดลวดหนึ่งผ่านชุดต๊าปคงที่ เปลี่ยนอัตราส่วนการหมุนที่มีประสิทธิภาพในขั้นตอนที่ไม่ต่อเนื่อง ช่วงการควบคุมโดยทั่วไปคือ ±10% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด โดยมีขนาดขั้นระหว่าง 0.625% ถึง 1.25% ต่อขั้น

หากไม่มี LTC การควบคุมแรงดันไฟฟ้าจะดำเนินการได้เฉพาะเมื่อหม้อแปลงถูกตัดพลังงานเท่านั้น โดยใช้เครื่องเปลี่ยนแทปแบบไม่มีโหลด (NLTC) ความสามารถของ LTC ในการเปลี่ยนต๊าปภายใต้โหลดเต็มทำให้จำเป็นสำหรับโครงข่ายไฟฟ้าและโรงงานอุตสาหกรรมที่โหลดมีความผันผวนอย่างต่อเนื่อง LTC ที่ล้มเหลวอาจทำให้เกิดการหยุดทำงานต่อเนื่องได้ ดังนั้นความน่าเชื่อถือจึงส่งผลโดยตรงต่อความเสถียรของระบบ ด้านล่างนี้คือการเปรียบเทียบแบบเทียบเคียงซึ่งรวบรวมความแตกต่างพื้นฐาน

ภายในหม้อแปลงไฟฟ้า LTC มักใช้งานกับขดลวดไฟฟ้าแรงสูง ซึ่งกระแสไฟฟ้าต่ำกว่า และหน้าสัมผัสตัวเปลี่ยนแทปจะจัดการกับความเครียดน้อยลง ไม่ว่าคุณจะระบุหม้อแปลงสถานีย่อยใหม่หรือจัดการกลุ่มยานพาหนะที่เก่าแล้ว การทำความเข้าใจอย่างแน่ชัดว่าเครื่องเปลี่ยนแทปโหลดคืออะไรจะเป็นรากฐานสำหรับการตัดสินใจในภายหลังทั้งหมดเกี่ยวกับการออกแบบ การวินิจฉัย และการบำรุงรักษา

Load Tap Changer ทำงานอย่างไร

LTC ทำงานผ่านลำดับการควบคุมแบบวงปิดที่เชื่อมโยงการตรวจจับแรงดันไฟฟ้า การเคลื่อนที่ทางกล และการถ่ายโอนกระแสไฟฟ้าแบบไม่มีอาร์ค เป้าหมายคือการเปลี่ยนจำนวนรอบที่มีประสิทธิผลของขดลวดควบคุมโดยไม่รบกวนกระแสโหลด ลำดับการทำงานจะแบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอนแยกกัน ซึ่งประสานกันโดยกลไกที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์:

1. การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า รีเลย์แรงดันไฟฟ้าหรือตัวควบคุมดิจิทัลจะเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้ารองของหม้อแปลงกับค่าที่ตั้งไว้อย่างต่อเนื่อง เมื่อความเบี่ยงเบนเกินเดดแบนด์ที่ตั้งไว้ล่วงหน้า (โดยทั่วไป ±0.75% ถึง ±1.5%) ตัวควบคุมจะเริ่มคำสั่งเปลี่ยนการแตะ
2. การเคลื่อนไหวของสวิตช์เลือก มอเตอร์ขับเคลื่อนจะหมุนสวิตช์เลือกเพื่อเตรียมตำแหน่งก๊อกถัดไป ในขั้นตอนนี้กระแสหลักยังคงไหลผ่านก๊อกที่มีอยู่
3. การเปลี่ยนสวิตช์ไดเวอร์เตอร์ สวิตช์เปลี่ยนทิศทางจะถ่ายโอนกระแสโหลดจากก๊อกน้ำที่ใช้งานอยู่ไปยังก๊อกน้ำที่เลือกไว้ล่วงหน้า ในช่วงระยะเวลาการเปลี่ยนแปลงสั้นๆ โดยทั่วไปคือ 40 ถึง 100 มิลลิวินาที ตัวต้านทานการเปลี่ยนแปลง (หรือเครื่องปฏิกรณ์) หนึ่งตัวขึ้นไปจะยังคงอยู่ในวงจรเพื่อจำกัดกระแสหมุนเวียนและระงับอาร์ค
4. การล็อคและการตอบรับ กลไกจะล็อคอยู่ในก๊อกใหม่และระบบควบคุมจะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าอีกครั้ง ถ้าค่าเบี่ยงเบนอยู่ในขีดจำกัด ลำดับจะสิ้นสุดลง มิฉะนั้น จะทำให้เกิดขั้นตอนต่อไป

กระบวนการทั้งหมดนี้เกิดขึ้นโดยไม่มีการหยุดชะงักที่มองเห็นได้ LTC ประเภทตัวต้านทานสามารถสลับได้โดยการแนะนำความต้านทานชั่วขณะซึ่งจะดูดซับพลังงานระหว่างการดำเนินการสร้างก่อนเบรก LTC ประเภทเครื่องปฏิกรณ์ใช้ตัวเหนี่ยวนำขนาดเล็กเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่คล้ายกัน แต่มีข้อดีเฉพาะสำหรับการทำงานที่ความเร็วสูงและบ่อยครั้ง การออกแบบทั้งสองเป็นแบบทั่วไป และตัวเลือกจะขึ้นอยู่กับช่วงเวลาการบำรุงรักษาและต้นทุนโดยรวมของหม้อแปลงโดยตรง

ผู้ปฏิบัติงานที่ตรวจสอบระดับก๊าซละลายในน้ำมันหม้อแปลงสามารถตรวจพบการโค้งของสวิตช์เปลี่ยนทิศทางที่ผิดปกติได้นานก่อนที่จะเกิดความล้มเหลวทางกลไก ข้อมูลเชิงลึกดังกล่าวทำให้ข้อมูลการวินิจฉัยเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่ใช้งานได้จริงที่สุดในการยืดอายุการใช้งาน LTC

ประเภทของตัวเปลี่ยน Tap Tap: ประเภทตัวต้านทานกับประเภทเครื่องปฏิกรณ์

สถาปัตยกรรมที่โดดเด่นสองแบบมีอิทธิพลเหนือภูมิทัศน์ LTC: ประเภทตัวต้านทาน (ขั้นรวดเร็ว) และประเภทเครื่องปฏิกรณ์ (การเปลี่ยนผ่านเป็นเวลานาน) กลไกการสลับภายในของพวกมันแตกต่างกันในวิธีที่พวกมันจัดการกับการก่อตัวชั่วขณะของเส้นทางกระแสคู่ขนานสองเส้นทางระหว่างการเปลี่ยนแทป ความแตกต่างประการเดียวนี้ลดหลั่นลงเป็นโปรไฟล์ที่ตัดกันสำหรับความเร็วในการเปลี่ยน ความต้องการในการบำรุงรักษา และค่าติดตั้ง

LTC ประเภทตัวต้านทานเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานแรงดันไฟฟ้าปานกลางและการส่งผ่านย่อยส่วนใหญ่ เนื่องจากมีขนาดกะทัดรัดและคุ้มค่า อย่างไรก็ตาม หลังจากการทำงานหลายพันครั้ง การให้ความร้อนแก่ตัวต้านทานและการสึกกร่อนของหน้าสัมผัสจำเป็นต้องมีการกรองน้ำมันอย่างมีวินัยและการเปลี่ยนหน้าสัมผัสอย่างทันท่วงที การออกแบบประเภทเครื่องปฏิกรณ์ซึ่งเดิมพัฒนาขึ้นสำหรับเครือข่ายอเมริกาเหนือ ทนต่อความถี่สวิตชิ่งรายวันที่สูงขึ้นด้วยการเปลี่ยนที่ช้ากว่าและนุ่มนวลกว่า นักวางแผนยูทิลิตี้มักจะจับคู่ LTC ประเภทเครื่องปฏิกรณ์ด้วย หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังแบบจุ่มน้ำมัน ในสถานีย่อยการส่งสัญญาณที่การเปลี่ยนแปลงการแตะรายวันสองหลักเป็นเรื่องปกติ

ผู้ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าแช่น้ำมัน โรงงาน OEM/ODM

Jiangsu Dingxin Electric คือผู้ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแช่น้ำมันแบบกำหนดเองของจีน และโรงงานหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแช่น้ำมันแบบ OEM/ODM, หม้อแปลงไฟฟ้าแบบแช่น้ำมันแบบกำหนดเองทางออนไลน์

ดูผลิตภัณฑ์ →

สำหรับการปฏิบัติการทางอุตสาหกรรมที่หมุนเวียนก๊อกทุกๆ สองสามนาทีเพื่อชดเชยภาระของเตาอาร์ค ความทนทานทางกลของเครื่องปฏิกรณ์ประเภทเครื่องปฏิกรณ์สามารถแปลเป็นหนึ่งปีเต็มเพิ่มเติมระหว่างการตรวจสอบที่สำคัญ การเลือกระหว่างสองประเภทนี้ไม่ใช่การตัดสินใจที่มีขนาดเดียวพอดี โดยเริ่มต้นด้วยการนับการดำเนินงานรายวันที่คาดหวังไว้อย่างชัดเจน และมูลค่าที่เกิดจากเวลาหยุดทำงานที่น้อยที่สุด

การใช้งานที่สำคัญของ Load Tap Changer ในระบบไฟฟ้า

LTC จะถูกใช้งานในทุกที่ที่แรงดันไฟฟ้าต้องอยู่ภายในแถบความถี่แคบ แม้ว่าโหลดจะแกว่งไปมากก็ตาม สภาพแวดล้อมสามแห่งคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 90% ของการติดตั้ง LTC ทั้งหมดทั่วโลก

• สถานีส่งและจำหน่ายไฟฟ้าย่อย ผู้ปฏิบัติงานโครงข่ายใช้ LTC บนหม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าตามกฎหมาย ณ จุดเชื่อมต่อร่วม หม้อแปลงไฟฟ้าของสถานีย่อย 115 kV/13.8 kV อาจทำการเปลี่ยนแปลงแทป 15 ถึง 30 ครั้งต่อวัน เพื่อลดรอบโหลดรายวันและแรงดันไฟฟ้าตกจากข้อผิดพลาดที่ห่างไกล
• โรงงานอุตสาหกรรมหนัก เตาอาร์ค เครื่องรีด และสตาร์ทมอเตอร์ขนาดใหญ่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโหลดซ้ำๆ อย่างรุนแรง LTC บนหม้อแปลงเตาหลอมจะชดเชยการเปลี่ยนตำแหน่งอิเล็กโทรด ซึ่งมักจะดำเนินการหลายร้อยครั้งต่อวัน หากไม่มีการควบคุมออนโหลด การกะพริบของแรงดันไฟฟ้าอาจละเมิดรหัสอรรถประโยชน์ และทำให้อุปกรณ์ใกล้เคียงเสียหาย
• การบูรณาการพลังงานทดแทน ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์และกังหันลมเชื่อมต่อกับโครงข่ายผ่านหม้อแปลงแบบสเต็ปอัปซึ่งมักจะเห็นกระแสไฟย้อนกลับและการสร้างตัวแปร LTC ปรับโปรไฟล์แรงดันไฟฟ้าที่บัสสะสมให้เรียบ ป้องกันการตัดจ่ายแรงดันไฟฟ้าเกิน และทำให้ความจุโฮสติ้งสูงขึ้น หม้อแปลงไฟฟ้าแบบติดแผ่น LTC นั้นพบเห็นได้ทั่วไปมากขึ้นในโครงการพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระจาย ซึ่งแรงดันไฟฟ้าของตัวป้อนจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีการผลิตในช่วงเที่ยงวัน

ผู้ผลิตกล่องหม้อแปลงแบบติดแพด, โรงงาน

Jiangsu Dingxin Electric เป็นผู้ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าแบบติดตั้งแผ่นแบบกำหนดเองของจีนและโรงงานหม้อแปลงไฟฟ้าแบบติดตั้งแผ่น OEM / ODM, หม้อแปลงไฟฟ้าแบบติดตั้งแบบกำหนดเองแบบออนไลน์

ดูผลิตภัณฑ์ →

ในแต่ละสถานการณ์ LTC จะแปลงหม้อแปลงพาสซีฟให้เป็นโหนดควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ทำงานอยู่ ความสามารถเชิงรุกนั้นกลายเป็นข้อบังคับในรหัสกริดจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิภาคที่มีอัตราการใช้พลังงานทดแทนสูง เมื่อระบุอุปกรณ์สำหรับการใช้งานเหล่านี้ วิศวกรที่มีประสบการณ์มักจะหันไปหาผู้ผลิตที่นำเสนอการกำหนดค่า LTC ที่ปรับแต่งได้ ซึ่งรวมถึง หม้อแปลงชนิดแห้ง พร้อมตัวเลือก LTC สำหรับสภาพแวดล้อมภายในอาคารที่ไวต่อไฟ

ผู้ผลิตหม้อแปลงชนิดแห้ง, โรงงานหม้อแปลงชนิดแห้ง

Jiangsu Dingxin Electric เป็นผู้ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแห้งแบบกำหนดเองของจีนและโรงงานหม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแห้ง OEM / ODM หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแห้งแบบกำหนดเองออนไลน์

ดูผลิตภัณฑ์ →

ความล้มเหลวของ Tap Changer ทั่วไปและวิธีการวินิจฉัย

LTC มีความหนาแน่นสูงสุดของหน้าสัมผัสทางกลที่กำลังเคลื่อนที่ภายในหม้อแปลง ซึ่งทำให้ส่วนประกอบมีแนวโน้มที่จะเสียหายมากที่สุด ข้อมูล CIGRE ระบุว่าปัญหา LTC มีส่วนทำให้เกิดความล้มเหลวของหม้อแปลงไฟฟ้าประมาณ 30% ทั้งหมด การระบุการเสื่อมสภาพตั้งแต่เนิ่นๆ จะช่วยหลีกเลี่ยงการหยุดทำงานโดยไม่คาดคิด ซึ่งอาจทำให้ผู้ใช้ในภาคอุตสาหกรรมต้องเสียค่าใช้จ่ายหลายแสนดอลลาร์ต่อวัน

DGA ยังคงเป็นเครื่องมือแจ้งเตือนล่วงหน้าที่มีค่าที่สุดเพียงเครื่องมือเดียว การกระโดดอย่างกะทันหันของอะเซทิลีน (C₂H₂) มักส่งสัญญาณให้เกิดการอาร์คอย่างรุนแรงภายในช่องเปลี่ยนทิศทาง ในขณะที่แนวโน้มที่สูงขึ้นของเอทิลีน (C₂H₄) ชี้ไปที่การโค้กด้วยความร้อนของน้ำมันใกล้กับหน้าสัมผัสที่มีความร้อนมากเกินไป เมื่อรวมกับการถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรดของช่อง LTC และการติดตามตำแหน่งการแตะ ผู้ปฏิบัติงานสามารถกำหนดเวลาการบำรุงรักษาเชิงแก้ไขได้ก่อนที่จะเกิดการหยุดทำงานแบบบังคับ

โหลดแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการบำรุงรักษา Tap Changer

การบำรุงรักษาเชิงป้องกันบน LTC คือความสมดุลระหว่างการสึกหรอก่อนที่จะทำให้เกิดความล้มเหลว และการหลีกเลี่ยงการบุกรุกโดยไม่จำเป็นซึ่งรบกวนการเชื่อมต่อที่เสถียร รายการตรวจสอบต่อไปนี้จัดโครงสร้างแนวทางเชิงปฏิบัติโดยพิจารณาจากประสบการณ์การบริการ

1. การเก็บตัวอย่างน้ำมันและ DGA ถ่ายน้ำมันจากช่องเปลี่ยนทิศทางทุกๆ 6 ถึง 12 เดือน เปรียบเทียบระดับอะเซทิลีน ไฮโดรเจน และเอทิลีนกับค่าพื้นฐาน การเพิ่มขึ้น 50% เมื่อเทียบเป็นรายปีรับประกันการตรวจสอบภายใน
2. การวัดการสึกหรอแบบสัมผัส บน LTC ประเภทตัวต้านทาน ให้ตรวจสอบหน้าสัมผัสไดเวอร์เตอร์หลังการทำงานทุกๆ 10,000 ครั้งหรือที่เครื่องหมาย 3 ปี ขึ้นอยู่กับว่ากรณีใดจะเกิดขึ้นก่อน วัดความกว้างของหน้าสัมผัสและเปลี่ยนชุดที่สึกกร่อนเกิน 50% ของความหนาเดิม
3. การหล่อลื่นกลไกขับเคลื่อน อัดจาระบีเกียร์ขับเคลื่อนและข้อต่อทั้งหมดทุกครึ่งปี ตรวจสอบหมุดเฉือนที่หัก และตรวจสอบว่าตัวแสดงตำแหน่งทางกลไกอยู่ในแนวเดียวกับตัวแสดงก๊อกน้ำไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์
4. การบำรุงรักษาน้ำมันหม้อแปลง กรองหรือเปลี่ยนน้ำมันส่วน LTC ตามการทดสอบความเป็นกรดและความเป็นฉนวน ใช้น้ำมันประเภทเดียวกันที่แนะนำสำหรับถังหลัก แต่แยกระบบน้ำมันทั้งสองออกจากกันเพื่อป้องกันการปนเปื้อนข้าม
5. การบันทึกการดำเนินงาน บันทึกการเปลี่ยนแปลงการแตะทุกครั้งพร้อมวันที่และกระแสโหลด ตัวควบคุมดิจิทัลสมัยใหม่จะบันทึกสิ่งนี้โดยอัตโนมัติ ความถี่ในการเปลี่ยนแทปที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทันหันโดยไม่ทราบสาเหตุมักจะสะท้อนถึงความล้มเหลวของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าหรือปัญหาโหลดที่กำลังพัฒนา

การตั้งงบประมาณสำหรับการบำรุงรักษา LTC นั้นตรงไปตรงมา: การยกเครื่องครั้งใหญ่ (การเปลี่ยนไดเวอร์เตอร์แบบเต็มพร้อมการบำบัดน้ำมัน) โดยทั่วไปจะมีค่าใช้จ่ายระหว่าง 10% ถึง 20% ของราคาซื้อหม้อแปลงเดิม โดยจะมีการดำเนินการทุก 15 ถึง 20 ปี การกระจายต้นทุนดังกล่าวตลอดอายุการใช้งาน 30 ปีของสินทรัพย์ถือเป็นกรณีสำคัญสำหรับการไม่เลื่อนการวิเคราะห์น้ำมันประจำปีออกไป

วิธีเลือก Load Tap Changer ที่เหมาะสมสำหรับหม้อแปลงของคุณ

การเลือก LTC เกี่ยวข้องมากกว่าการเลือกหมายเลขชิ้นส่วนจากแค็ตตาล็อก การตัดสินใจจะต้องปรับความสามารถของเครื่องเปลี่ยนก๊อกให้สอดคล้องกับความเป็นจริงทางไฟฟ้า เครื่องกล และเศรษฐศาสตร์ของการติดตั้ง เริ่มต้นด้วยการเติมเมทริกซ์การตัดสินใจด้วยข้อมูลเฉพาะของคุณ

หม้อแปลงสถานีย่อยขนาด 50 MVA, 115 kV ตัวใหม่มีไว้สำหรับสาธารณูปโภคที่มีประวัติการเปลี่ยนแปลงแทป 40 ครั้งต่อวัน มีแนวโน้มที่จะหันไปใช้ LTC ประเภทเครื่องปฏิกรณ์ แม้ว่าจะมีการใช้เงินทุนสูงกว่าก็ตาม เนื่องจากการหยุดทำงานของการเชื่อมต่อที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ตลอดระยะเวลาหนึ่งทศวรรษ ทำให้ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของลดลง ในทางกลับกัน หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายทางอุตสาหกรรม 12.47 kV ที่ทำการปรับเพียงห้าครั้งต่อวัน จะได้รับ LTC ประเภทตัวต้านทานที่ทันสมัยพร้อมการตรวจสอบตามเงื่อนไข

ท้ายที่สุดแล้ว การเลือก LTC ที่ถูกต้องนั้นเป็นหน้าที่ของปรัชญาการดำเนินงาน ไม่ใช่เพียงข้อกำหนดเฉพาะเท่านั้น การเป็นพันธมิตรกับผู้ผลิตที่สามารถจัดหาโซลูชัน LTC ที่รวมอยู่ในโรงงาน—และการสนับสนุนการวินิจฉัยเพื่อตรวจสอบ—ทำให้มั่นใจได้ว่าหม้อแปลงจะทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในทุกฤดูกาลของความต้องการ