ตัวเปลี่ยนแท็ปหม้อแปลง

อุปกรณ์ปรับแรงดันของหม้อแปลงไฟฟ้าแบ่งออกเป็นอุปกรณ์ปรับแรงดัน "ขณะไม่มีโหลด" และอุปกรณ์ปรับแท็ป "ขณะมีโหลด"

ทั้งสองคำหมายถึงโหมดควบคุมแรงดันไฟฟ้าของตัวเปลี่ยนแท็ปหม้อแปลง แล้วความแตกต่างระหว่างสองคำนี้คืออะไร?

① ตัวเปลี่ยนแท็ปแบบ "ปิดการกระตุ้น" ใช้สำหรับเปลี่ยนแท็ปด้านแรงดันสูงของหม้อแปลงเพื่อเปลี่ยนอัตราส่วนจำนวนรอบของขดลวดสำหรับการควบคุมแรงดันไฟฟ้าเมื่อทั้งด้านปฐมภูมิและทุติยภูมิของหม้อแปลงถูกตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายไฟ

② ตัวเปลี่ยนแท็ปแบบ "ขณะมีโหลด": การใช้ตัวเปลี่ยนแท็ปแบบขณะมีโหลด จะเปลี่ยนแท็ปของขดลวดหม้อแปลงเพื่อเปลี่ยนจำนวนรอบแรงดันสูงสำหรับการควบคุมแรงดันไฟฟ้าโดยไม่ต้องตัดกระแสโหลด

ความแตกต่างระหว่างตัวเปลี่ยนแท็ปแบบไม่มีโหลดคือ ตัวเปลี่ยนแท็ปแบบไม่มีโหลดจะไม่สามารถเปลี่ยนเกียร์ขณะมีโหลดได้ เนื่องจากตัวเปลี่ยนแท็ปประเภทนี้มีกระบวนการตัดการเชื่อมต่อชั่วคราวระหว่างการเปลี่ยนเกียร์ การตัดกระแสโหลดจะทำให้เกิดประกายไฟระหว่างหน้าสัมผัสและทำให้ตัวเปลี่ยนแท็ปเสียหายได้ ส่วนตัวเปลี่ยนแท็ปแบบมีโหลดมีการเปลี่ยนแปลงความต้านทานที่มากเกินไประหว่างการเปลี่ยนเกียร์ ดังนั้นจึงไม่มีกระบวนการตัดการเชื่อมต่อชั่วคราว เมื่อเปลี่ยนจากเกียร์หนึ่งไปยังอีกเกียร์หนึ่ง จะไม่มีประกายไฟเกิดขึ้นเมื่อกระแสโหลดถูกตัดการเชื่อมต่อ โดยทั่วไปจะใช้กับหม้อแปลงที่มีข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้าที่เข้มงวดและจำเป็นต้องปรับแต่งบ่อยครั้ง

ในเมื่อตัวเปลี่ยนแท็ปแบบ "ขณะใช้งาน" ของหม้อแปลงไฟฟ้าสามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าได้ในขณะที่หม้อแปลงกำลังทำงานอยู่แล้ว ทำไมจึงต้องเลือกใช้ตัวเปลี่ยนแท็ปแบบ "ขณะไม่ใช้งาน" ล่ะ? แน่นอนว่าเหตุผลแรกคือเรื่องราคา โดยปกติแล้วราคาของตัวเปลี่ยนแท็ปแบบ "ขณะไม่ใช้งาน" จะถูกกว่า หม้อแปลงเปลี่ยนแท็ป ราคาของหม้อแปลงแบบเปลี่ยนแท็ปขณะใช้งาน (On-load tap changer transformer) นั้นเป็น 2/3 ของราคาหม้อแปลงแบบเปลี่ยนแท็ปขณะใช้งาน ในขณะเดียวกัน ปริมาตรของหม้อแปลงแบบเปลี่ยนแท็ปขณะไม่ใช้งานนั้นเล็กกว่ามาก เนื่องจากไม่มีส่วนเปลี่ยนแท็ปขณะใช้งาน ดังนั้น ในกรณีที่ไม่มีข้อกำหนดหรือสถานการณ์อื่นใด หม้อแปลงแบบเปลี่ยนแท็ปขณะไม่ใช้งานจึงมักถูกเลือกใช้

เหตุใดจึงควรเลือกใช้ตัวเปลี่ยนแท็ปแบบใช้งานขณะมีโหลดของหม้อแปลง? หน้าที่ของมันคืออะไร?
① ปรับปรุงอัตราการผ่านเกณฑ์แรงดันไฟฟ้า
การส่งกำลังไฟฟ้าในระบบจำหน่ายไฟฟ้าก่อให้เกิดการสูญเสีย และค่าการสูญเสียจะน้อยที่สุดเฉพาะบริเวณใกล้แรงดันไฟฟ้าพิกัด การควบคุมแรงดันไฟฟ้าขณะใช้งานอย่างต่อเนื่อง การรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าของสถานีไฟฟ้าย่อยให้เป็นไปตามมาตรฐาน และการทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าทำงานที่แรงดันไฟฟ้าพิกัด จะช่วยลดการสูญเสีย ซึ่งเป็นวิธีที่ประหยัดและเหมาะสมที่สุด อัตราแรงดันไฟฟ้าที่เป็นไปตามมาตรฐานเป็นหนึ่งในตัวชี้วัดที่สำคัญของคุณภาพการจ่ายไฟฟ้า การควบคุมแรงดันไฟฟ้าขณะใช้งานอย่างทันท่วงทีสามารถรับประกันอัตราแรงดันไฟฟ้าที่เป็นไปตามมาตรฐานได้ ซึ่งจะช่วยตอบสนองความต้องการในการดำรงชีวิตของผู้คน รวมถึงการผลิตในภาคอุตสาหกรรมและเกษตรกรรม

② ปรับปรุงความสามารถในการชดเชยกำลังไฟฟ้าเชิงปฏิกิริยาและเพิ่มอัตราการป้อนตัวเก็บประจุ
ในฐานะอุปกรณ์ชดเชยกำลังไฟฟ้าเชิงปฏิกิริยา กำลังไฟฟ้าเชิงปฏิกิริยาที่ส่งออกจากตัวเก็บประจุไฟฟ้าจะเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของแรงดันไฟฟ้าใช้งาน เมื่อแรงดันไฟฟ้าใช้งานของระบบไฟฟ้าลดลง ผลการชดเชยจะลดลง และเมื่อแรงดันไฟฟ้าใช้งานเพิ่มขึ้น อุปกรณ์ไฟฟ้าจะได้รับการชดเชยมากเกินไป ทำให้แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วเพิ่มขึ้น อาจเกินมาตรฐาน ซึ่งอาจทำให้ฉนวนของอุปกรณ์เสียหายและก่อให้เกิดอันตรายได้
อุบัติเหตุของอุปกรณ์ เพื่อป้องกันไม่ให้กำลังไฟฟ้าเชิงปฏิกิริยาไหลย้อนกลับเข้าไปในระบบไฟฟ้า และป้องกันไม่ให้อุปกรณ์ชดเชยกำลังไฟฟ้าเชิงปฏิกิริยาเสียหาย ส่งผลให้เกิดการสิ้นเปลืองและสูญเสียกำลังไฟฟ้าเชิงปฏิกิริยาเพิ่มมากขึ้น ควรปรับสวิตช์แท็ปของหม้อแปลงหลักให้ทันเวลา เพื่อปรับแรงดันไฟฟ้าของบัสให้อยู่ในช่วงที่กำหนด เพื่อไม่จำเป็นต้องปิดใช้งานการชดเชยตัวเก็บประจุ

วิธีใช้งานระบบควบคุมแรงดันไฟฟ้าขณะมีโหลด?
วิธีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าขณะใช้งานประกอบด้วย การควบคุมแรงดันไฟฟ้าด้วยไฟฟ้า และการควบคุมแรงดันไฟฟ้าด้วยตนเอง

สาระสำคัญของการควบคุมแรงดันไฟฟ้าขณะมีโหลดคือการปรับแรงดันไฟฟ้าโดยการปรับอัตราส่วนการแปลงของด้านแรงดันสูง ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าด้านแรงดันต่ำยังคงไม่เปลี่ยนแปลง เรารู้กันดีว่าด้านแรงดันสูงโดยทั่วไปคือแรงดันไฟฟ้าของระบบ และแรงดันไฟฟ้าของระบบโดยทั่วไปจะคงที่ เมื่อจำนวนรอบของขดลวดด้านแรงดันสูงเพิ่มขึ้น (นั่นคือ อัตราส่วนการแปลงเพิ่มขึ้น) แรงดันไฟฟ้าด้านแรงดันต่ำจะลดลง ในทางตรงกันข้าม เมื่อจำนวนรอบของขดลวดด้านแรงดันสูงลดลง (นั่นคือ อัตราส่วนการแปลงลดลง) แรงดันไฟฟ้าด้านแรงดันต่ำจะเพิ่มขึ้น กล่าวคือ:

จำนวนรอบเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น = ลดเกียร์ = ลดแรงดันไฟฟ้า จำนวนรอบเครื่องยนต์ลดลง = เพิ่มเกียร์ = เพิ่มแรงดันไฟฟ้า
ดังนั้น ภายใต้สถานการณ์ใดบ้างที่หม้อแปลงไฟฟ้าไม่สามารถทำการเปลี่ยนแท็ปขณะใช้งานได้?
① เมื่อหม้อแปลงไฟฟ้ารับภาระเกินพิกัด (ยกเว้นในกรณีพิเศษ)
② เมื่อสัญญาณเตือนแก๊สเบาของอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าขณะใช้งานทำงาน
③ เมื่อความต้านทานแรงดันน้ำมันของอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าขณะโหลดไม่เป็นไปตามมาตรฐาน หรือไม่มีน้ำมันอยู่ในช่องเติมน้ำมัน
④ เมื่อจำนวนการปรับแรงดันไฟฟ้าเกินจำนวนที่กำหนดไว้
⑤ เมื่ออุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าทำงานผิดปกติ

เหตุใดการโอเวอร์โหลดจึงทำให้ตัวเปลี่ยนก๊อกน้ำแบบโหลดอัตโนมัติล็อกด้วย?
เนื่องจากในสภาวะปกติ ระหว่างกระบวนการปรับแรงดันขณะมีโหลดของหม้อแปลงหลัก จะเกิดความแตกต่างของแรงดันระหว่างขั้วต่อหลักกับจุดต่อเป้าหมาย ซึ่งก่อให้เกิดกระแสหมุนเวียน ดังนั้น ในระหว่างกระบวนการปรับแรงดัน จึงต้องต่อตัวต้านทานแบบขนานเพื่อบายพาสกระแสหมุนเวียนและกระแสโหลด ตัวต้านทานแบบขนานนี้ต้องสามารถรับกระแสได้มาก

เมื่อหม้อแปลงไฟฟ้ารับภาระเกินพิกัด กระแสไฟฟ้าที่ใช้งานของหม้อแปลงหลักจะเกินกระแสไฟฟ้าพิกัดของตัวเปลี่ยนแท็ป ซึ่งอาจทำให้ขั้วต่อเสริมของตัวเปลี่ยนแท็ปไหม้ได้

ดังนั้น เพื่อป้องกันปรากฏการณ์ประกายไฟของตัวเปลี่ยนแท็ป จึงห้ามทำการปรับแรงดันไฟฟ้าขณะมีโหลดเมื่อหม้อแปลงหลักรับภาระเกินพิกัด หากฝืนปรับแรงดันไฟฟ้า อุปกรณ์ปรับแรงดันไฟฟ้าขณะมีโหลดอาจไหม้เสียหาย ก๊าซที่โหลดอาจทำงาน และสวิตช์ของหม้อแปลงหลักอาจตัดวงจรได้