ภายในหม้อแปลงไฟฟ้า: ทุกส่วนประกอบที่คุณต้องรู้

เมื่อคุณทำงานด้วย หม้อแปลงไฟฟ้า กำลังนานพอ คุณจะรู้ว่ามันไม่ได้เป็นเพียงกล่องหนักๆ ใบเดียวที่วางอยู่บนแผ่นคอนกรีต เป็นระบบที่ประกอบขึ้นอย่างระมัดระวังโดยประกอบด้วยชิ้นส่วนหลายสิบชิ้น แต่ละชิ้นมีหน้าที่เฉพาะ หากคุณเคยสงสัยว่าจริงๆ แล้วมีอะไรอยู่ข้างในถังเหล็กที่เติมน้ำมัน หรือตัวเครื่องแบบแห้งอยู่ได้โดยไม่มีของเหลวใดๆ เลย ต่อไปนี้เป็นทัวร์แบบลงสู่พื้นดิน

ฉันจะเน้นไปที่ประเภทแช่น้ำมันก่อน (ประเภทที่พบบ่อยที่สุดที่คุณเห็นในสถานีย่อยหรือบนเสาไฟฟ้า) จากนั้นจึงอธิบายอย่างรวดเร็วว่าหม้อแปลงชนิดแห้งแตกต่างกันอย่างไร

หัวใจที่สมบูรณ์ – ชิ้นส่วนแม่เหล็กและไฟฟ้า

ไม่ว่าจะมีขนาดเท่าใด หม้อแปลงทุกตัวจะเริ่มต้นด้วยสองสิ่งที่เหมือนกัน: แกนกลางและขดลวด แกนกลางสร้างจากเหล็กซิลิกอนแผ่นบางวางซ้อนกัน หน้าที่เดียวของมันคือการพกพาฟลักซ์แม่เหล็ก คิดว่ามันเป็นโครงกระดูกที่ทำให้สามารถถ่ายโอนพลังงานได้

รอบแกนนั้น คุณจะพบขดลวด ซึ่งโดยปกติจะเป็นขดลวดทองแดงหรืออลูมิเนียม ชุดหนึ่งสำหรับไฟฟ้าแรงสูง อีกชุดสำหรับไฟฟ้าแรงต่ำ สิ่งเหล่านี้คือ 'สายไฟ' จริงที่กระแสไฟฟ้าไหล ระหว่างแกนกลางและขดลวด และระหว่างชั้นขดลวดที่แตกต่างกัน มีชิ้นส่วนฉนวน (กระดานพิมพ์ กระดาษ หรือวัสดุสังเคราะห์) หากไม่มีพวกมัน ไฟฟ้าก็จะกระโดดในจุดที่ไม่ควรเกิดขึ้น

สุดท้าย สายภายในจะเชื่อมต่อส่วนต่างๆ ของขดลวด และนำทางเดินไฟฟ้าขึ้นไปที่บุชชิ่ง (ซึ่งเราจะกล่าวถึงในภายหลัง) สายเหล่านี้ได้รับการจัดเส้นทางและหุ้มฉนวนอย่างระมัดระวัง เนื่องจากภายในถังทุกอย่างถูกอัดแน่น

ฉนวนน้ำมันและระบบทำความเย็น

ใน หม้อแปลงไฟฟ้าแบบเติมน้ำมัน ชุดประกอบแกนและคอยล์ทั้งหมดจมอยู่ในน้ำมันหม้อแปลง น้ำมันนี้ไม่ใช่เชื้อเพลิง เป็นน้ำมันแร่ที่ผ่านการกลั่นขั้นสูงซึ่งทำหน้าที่สามประการ: ฉนวน ระบายความร้อน และช่วยดับไฟภายใน คุณสามารถเรียกมันว่าสัดส่วนหลักของหน่วยได้

ตัวตัวถังเองก็เก็บทุกอย่างไว้ด้วยกัน ไม่ว่าจะเป็นน้ำมัน แกน ขดลวด และสายไฟ แต่ถังเหล็กธรรมดาไม่ระบายความร้อนได้เร็วพอ นั่นเป็นสาเหตุว่าทำไมคุณถึงเห็นแผงโครงแบบซี่หรือโบลท์ออนหม้อน้ำอยู่ด้านนอก ยูนิตขนาดใหญ่บางยูนิตใช้เครื่องทำความเย็นแบบบังคับอากาศหรือแบบบังคับน้ำมัน แต่แนวคิดก็เหมือนกัน: กำจัดความร้อนที่เกิดจากขดลวดและแกน

เมื่อน้ำมันร้อนขึ้น มันก็ขยายตัว ในการจัดการกับการขยายตัวโดยไม่ทำให้ถังแตก จึงมีเครื่องอนุรักษ์ (หลายคนเรียกว่าถังเก็บน้ำมันหรือเรียกง่ายๆ ว่า 'หมอนรองน้ำมัน') ติดตั้งอยู่เหนือถังหลัก โดยจะหายใจเข้าและออกเมื่อปริมาณน้ำมันเปลี่ยนแปลง ทำให้ถังหลักเต็มตลอดเวลา

ความปลอดภัยและการป้องกัน

Transformers สามารถมีชีวิตอยู่ได้หลายสิบปี แต่พวกเขาต้องการสุนัขเฝ้าบ้าน สิ่งที่มีชื่อเสียงที่สุดคือรีเลย์ Buchholz (รีเลย์แก๊ส) โดยจะอยู่ในท่อระหว่างถังหลักและถังอนุรักษ์ หากข้อผิดพลาดเล็กน้อยทำให้เกิดฟองแก๊ส รีเลย์จะดักจับฟองก๊าซและส่งสัญญาณเตือน หากข้อผิดพลาดร้ายแรงทำให้เกิดไฟกระชากน้ำมันกะทันหัน รีเลย์จะตัดการทำงานของเบรกเกอร์ทันที

อากาศภายนอกที่เข้าสู่เครื่องอนุรักษ์จะมีความชื้นและฝุ่น นั่นคือที่มาของช่องระบายอากาศแบบซิลิกาเจล ซึ่งเป็นกระป๋องใสที่บรรจุเจลสีน้ำเงินหรือสีส้มซึ่งดูดซับความชื้นจากอากาศที่เข้ามา เมื่อเจลเปลี่ยนเป็นสีชมพูหรือสีขาว แสดงว่ามันอิ่มตัว

สำหรับเหตุการณ์แรงดันเกิน (เช่น ไฟฟ้าลัดวงจรที่ทำให้น้ำมันกลายเป็นไอ) วาล์วระบายแรงดันจะเปิดออกเพียงเสี้ยววินาที จากนั้นจึงปิดผนึกอีกครั้ง หากไม่มีมัน รถถังก็สามารถเปิดออกได้อย่างแท้จริง

นอกจากนี้คุณยังจะพบเทอร์โมมิเตอร์ (มักมีวงแหวนและท่อคาปิลลารี) ที่ใช้วัดอุณหภูมิน้ำมันสูงสุด และบางครั้งก็มีเครื่องจำลองอุณหภูมิแบบคดเคี้ยว ผู้ปฏิบัติงานพึ่งพาการอ่านเหล่านี้เพื่อตัดสินใจว่าหม้อแปลงทำงานหนักเกินไปหรือมีปัญหาในการระบายความร้อนหรือไม่

หม้อแปลงขนาดใหญ่บางรุ่นมีเครื่องกรองน้ำมัน ซึ่งเป็นถังขนาดเล็กที่เต็มไปด้วยวัสดุดูดซับที่จะกรองน้ำและตะกอนออกจากน้ำมันอย่างต่อเนื่อง ไม่ฉูดฉาด แต่ช่วยยืดอายุฉนวนได้นานหลายปี

บริเวณที่ไฟฟ้าเข้าและออก - บุชชิ่ง และอื่นๆ

สายภายในต้องผ่านผนังถังเพื่อเข้าถึงโลกภายนอก นั่นคือสิ่งที่พอร์ซเลนหรือบูชคอมโพสิตทำ มีลักษณะคล้ายถ้วยหรือเสาฉนวนขนาดใหญ่ ภายในบุชชิ่งแต่ละอัน ตัวนำจะไหลลงไปที่ขดลวด ในขณะที่ตัวเครื่องพอร์ซเลนจะป้องกันไฟฟ้าแรงสูงให้ห่างจากถังที่ต่อสายดิน

ที่ด้านบนสุดของถัง ป้ายชื่อเป็นแหล่งความจริงที่เชื่อถือได้เพียงแห่งเดียวของคุณ โดยจะแจ้งพิกัด MVA แรงดันไฟฟ้า กลุ่มการเชื่อมต่อ (เช่น Dyn11 หรือ Yyn0) อิมพีแดนซ์ และหมายเลขซีเรียล อย่าไว้ใจเครื่องหมายที่ทาสีเมื่อสิบปีที่แล้ว

สำหรับการบำรุงรักษา ถังที่เติมน้ำมันทุกถังจะมีวาล์วถ่ายน้ำมันอย่างน้อยหนึ่งวาล์วที่ด้านล่าง และคุณจะเห็นหมุดกราวด์ที่ทำเครื่องหมายไว้อย่างชัดเจนซึ่งเชื่อมกับถัง ซึ่งเป็นจุดที่คุณเชื่อมต่อโครงข่ายกราวด์ของสถานีเพื่อปกป้องผู้คนจากกระแสไฟลัด

เครื่องเปลี่ยนแทป – การปรับแรงดันไฟฟ้าแบบละเอียด

หม้อแปลงไฟฟ้าส่วนใหญ่มีตัวเปลี่ยนแทป เป็นกลไกสวิตช์ที่เชื่อมต่อกับขดลวดไฟฟ้าแรงสูงที่เพิ่มหรือลดรอบสองสามรอบ วิธีนี้จะปรับแรงดันเอาต์พุตเล็กน้อยเมื่อแรงดันกริดขาเข้าเคลื่อนไป เครื่องเปลี่ยนแทปแบบไม่มีพลังงาน (DETC) สามารถทำงานได้เมื่อหม้อแปลงถูกตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายไฟโดยสมบูรณ์เท่านั้น เครื่องเปลี่ยนแทปออนโหลด (OLTC) ทำงานในขณะที่หม้อแปลงทำงานอยู่ แต่มีความซับซ้อนมากกว่ามาก โดยมีช่องแยกน้ำมันและมอเตอร์ขับเคลื่อน

บันทึก ย่อเกี่ยวกับ หม้อแปลงชนิดแห้ง

หากหม้อแปลงอยู่ในอาคาร (เช่น ภายในอาคารหรือหอกังหันลม) คุณมักจะพบยูนิตแบบแห้ง ไม่มีน้ำมันเลย แกนและขดลวดถูกหล่อด้วยอีพอกซีเรซินหรือหุ้มด้วยฉนวนหลายชั้นแล้วปล่อยทิ้งไว้ให้โดนอากาศ การระบายความร้อนเกิดขึ้นตามธรรมชาติหรือด้วยพัดลมในตัว

เนื่องจากไม่มีน้ำมัน ชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องกับน้ำมันทั้งหมดจึงหายไป: ไม่มีตัวควบคุม ไม่มีรีเลย์ Buchholz ไม่มีช่องระบายอากาศแบบซิลิกาเจล ไม่มีวาล์วถ่ายน้ำมัน และไม่มีเครื่องฟอกน้ำมัน แต่แกนไฟฟ้า เช่น แกนเหล็ก ขดลวด ฉนวนภายใน สายวัด บูช ป้ายชื่อ และตัวดึงสายดิน ยังคงเหมือนเดิมทุกประการ เครื่องเปลี่ยนการแตะ (หากมี) จะเป็นแบบแห้งเช่นกัน

ดังนั้นเมื่อมีคนถามว่า 'มีอะไรอยู่ในหม้อแปลงไฟฟ้า' คำตอบที่ตรงไปตรงมาคือ ขึ้นอยู่กับว่าเป็นแบบจุ่มน้ำมันหรือแบบแห้ง แต่สำหรับอุปกรณ์กริดที่เติมน้ำมัน รายการสินค้านั้นมีความยาว และทุกๆ ชิ้น ตั้งแต่ปะเก็นที่เล็กที่สุดไปจนถึงแกนหลัก ต่างก็มีจุดประสงค์ หลังจากทำงานภาคสนามมาสองทศวรรษ ฉันได้เรียนรู้ว่าการข้ามขั้นตอนใดข้อหนึ่งเป็นปัญหา