วิธีการคำนวณอัตราส่วนการเลี้ยวของหม้อแปลงไฟฟ้า 110kV?

การคำนวณอัตราส่วนการเลี้ยวของหม้อแปลงไฟฟ้า 110kV เป็นสิ่งสำคัญในการกระจายพลังงานและสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า ในฐานะซัพพลายเออร์ของหม้อแปลงไฟฟ้า 110kV และ 115kV ฉันเข้าใจถึงความสำคัญของการคำนวณนี้สำหรับทั้งวิศวกรและผู้ที่เกี่ยวข้องในการทำงานของระบบพลังงาน ในบล็อกนี้ฉันจะพาคุณผ่านกระบวนการคำนวณอัตราส่วนการเลี้ยวของหม้อแปลงไฟฟ้า 110kV และยังสัมผัสกับแง่มุมที่เกี่ยวข้องซึ่งมีความสำคัญต่อความเข้าใจและการใช้หม้อแปลงเหล่านี้อย่างมีประสิทธิภาพ

ทำความเข้าใจพื้นฐานของหม้อแปลงไฟฟ้า

ก่อนที่จะเจาะลึกลงไปในการคำนวณอัตราส่วนการเลี้ยวมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องมีความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับหม้อแปลงไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าระหว่างสองวงจรหรือมากกว่าผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ประกอบด้วยลวดสองขดลวดหรือมากกว่านั้นเรียกว่าขดลวดซึ่งเป็นแผลรอบแกนกลางทั่วไปที่ทำจากวัสดุแม่เหล็กซึ่งมักจะเป็นเหล็ก ม้วนหลักเชื่อมต่อกับแหล่งแรงดันไฟฟ้าอินพุตในขณะที่ม้วนทุติยภูมิเชื่อมต่อกับโหลด

หลักการพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังหม้อแปลงคือกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ซึ่งระบุว่าสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงทำให้เกิดแรงไฟฟ้า (EMF) ในตัวนำ เมื่อกระแสสลับ (AC) ไหลผ่านการคดเคี้ยวหลักมันจะสร้างสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงในแกนกลาง สนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงนี้จะทำให้เกิด EMF ในการคดเคี้ยวรองทำให้สามารถถ่ายโอนพลังงานไฟฟ้าจากวงจรหลักไปยังวงจรรองได้

แนวคิดของอัตราส่วนการเลี้ยว

อัตราส่วนการเลี้ยวของหม้อแปลงถูกกำหนดเป็นอัตราส่วนของจำนวนการเลี้ยวในการคดเคี้ยวหลัก ($ n_p $) ต่อจำนวนการหมุนในการคดเคี้ยวรอง ($ n_s $) ในทางคณิตศาสตร์มันแสดงเป็น:

[a = \ frac {n_p} {n_s}]

อัตราส่วนการเลี้ยวเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญเนื่องจากกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าหลักและแรงดันรองและกระแส ตามหลักการของการทำงานของหม้อแปลงอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าหลัก ($ v_p $) ต่อแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ ($ v_s $) เท่ากับอัตราการเลี้ยว:

[\ frac {v_p} {v_s} = \ frac {n_p} {n_s} = a]

ในทำนองเดียวกันอัตราส่วนของกระแสรอง ($ i_s $) ต่อกระแสหลัก ($ i_p $) ก็เท่ากับอัตราการเลี้ยว:

[\ frac {i_s} {i_p} = \ frac {n_p} {n_s} = a]

ความสัมพันธ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับสมมติฐานของหม้อแปลงในอุดมคติซึ่งไม่มีการสูญเสียเนื่องจากความต้านทานการรั่วไหลฟลักซ์หรือการดึงดูด ในแอพพลิเคชั่นในโลกแห่งความเป็นจริงหม้อแปลงมีความสูญเสีย แต่ความสัมพันธ์เหล่านี้ยังคงอยู่โดยประมาณ

การคำนวณอัตราส่วนการเลี้ยวของหม้อแปลงไฟฟ้า 110kV

สมมติว่าเรามีหม้อแปลงไฟฟ้า 110kV ที่มีแรงดันไฟฟ้าหลักและแรงดันไฟฟ้ารอง ในการคำนวณอัตราส่วนการเลี้ยวเราเพียงแค่ใช้สูตรอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้า ตัวอย่างเช่นหากแรงดันไฟฟ้าหลัก $ v_p = 110000 $ V และแรงดันรอง $ v_s = 10,000 $ v อัตราส่วนการเลี้ยว $ a $ คือ:

[a = \ frac {v_p} {v_s} = \ frac {110000} {10,000} = 11]

ซึ่งหมายความว่ามี 11 รอบในการคดเคี้ยวหลักสำหรับทุก ๆ 1 รอบในการคดเคี้ยวรอง

ในบางกรณีหม้อแปลงอาจมีขดลวดทุติยภูมิหลายตัวที่มีแรงดันไฟฟ้าแตกต่างกัน ในสถานการณ์เช่นนี้เราคำนวณอัตราส่วนการเลี้ยวสำหรับการคดเคี้ยวทุติยภูมิแต่ละครั้งแยกกัน ตัวอย่างเช่นหากหม้อแปลง 110kV มีการคดเคี้ยวรองด้วยแรงดันไฟฟ้า 6600 V อัตราส่วนการเลี้ยวสำหรับการคดเคี้ยวรองนี้คือ:

[a = \ frac {v_p} {v_s} = \ frac {110000} {6600} = \ frac {50} {3} \ ประมาณ 16.67]

ปัจจัยที่มีผลต่อการคำนวณอัตราการเลี้ยว

ในขณะที่การคำนวณขั้นพื้นฐานของอัตราส่วนการเลี้ยวนั้นตรงไปตรงมามีหลายปัจจัยที่อาจส่งผลกระทบต่อความแม่นยำของการคำนวณในการใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริง

1. แตะเครื่องเปลี่ยน: หม้อแปลงไฟฟ้าจำนวนมากมีการติดตั้งตัวเปลี่ยนก๊าซซึ่งอนุญาตให้มีการปรับจำนวนการหมุนในระดับปฐมภูมิหรือทุติยภูมิ สิ่งนี้ทำเพื่อชดเชยการเปลี่ยนแปลงในแรงดันไฟฟ้าอินพุตหรือเพื่อควบคุมแรงดันเอาต์พุต เมื่อคำนวณอัตราส่วนการเลี้ยวสิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาตำแหน่งของตัวเปลี่ยนแตะ ตัวอย่างเช่นหากหม้อแปลงมีตัวเปลี่ยนแตะที่มีช่วง $ \ pm5%$ อัตราการเลี้ยวจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับตำแหน่งการแตะ
2. คุณสมบัติแกนแม่เหล็ก: คุณสมบัติแม่เหล็กของวัสดุหลักสามารถส่งผลกระทบต่อการคำนวณอัตราการเลี้ยว ในหม้อแปลงในอุดมคติแกนกลางมีการซึมผ่านที่ไม่มีที่สิ้นสุดซึ่งหมายความว่าฟลักซ์แม่เหล็กทั้งหมดที่เกิดจากการเชื่อมโยงที่คดเคี้ยวหลักกับม้วนทุติยภูมิ อย่างไรก็ตามในหม้อแปลงจริงแกนมีการซึมผ่านที่ จำกัด และฟลักซ์แม่เหล็กบางส่วนอาจรั่วไหลนอกแกน ฟลักซ์การรั่วไหลนี้สามารถทำให้เกิดการเบี่ยงเบนจากอัตราส่วนการเลี้ยวในอุดมคติ
3. สภาพโหลด: โหลดที่เชื่อมต่อกับขดลวดทุติยภูมิอาจมีผลกระทบต่ออัตราส่วนการเลี้ยว เมื่อโหลดเชื่อมต่อกระแสกระแสรองซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กที่ต่อต้านสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยกระแสหลัก เอฟเฟกต์นี้เรียกว่าปฏิกิริยาโหลดอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในฟลักซ์แม่เหล็กในแกนกลางและดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ เป็นผลให้อัตราส่วนการเลี้ยวอาจเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากค่าที่คำนวณได้ภายใต้เงื่อนไขที่ไม่มีโหลด

ความสำคัญของการคำนวณอัตราส่วนการเลี้ยวที่แม่นยำ

การคำนวณอัตราส่วนการเลี้ยวที่แม่นยำเป็นสิ่งจำเป็นด้วยเหตุผลหลายประการ

1. ระเบียบแรงดันไฟฟ้า: อัตราส่วนการเลี้ยวกำหนดแรงดันเอาต์พุตของหม้อแปลง โดยการคำนวณอัตราส่วนการเลี้ยวอย่างแม่นยำเราสามารถตรวจสอบให้แน่ใจว่าหม้อแปลงให้แรงดันเอาต์พุตที่ต้องการกับโหลด สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในระบบการกระจายพลังงานซึ่งต้องรักษาแรงดันไฟฟ้าไว้ในช่วงที่กำหนดเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เหมาะสม
2. ประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงาน: อัตราการเลี้ยวยังส่งผลต่อประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงานของหม้อแปลง หม้อแปลงที่ออกแบบมาอย่างดีพร้อมอัตราส่วนการเลี้ยวที่ถูกต้องสามารถลดการสูญเสียและเพิ่มประสิทธิภาพของการถ่ายโอนพลังงานจากหลักไปยังวงจรรอง
3. การป้องกันและความปลอดภัย: ในระบบพลังงานหม้อแปลงมักจะใช้เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าสูงเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าสำหรับใช้ในบ้านและอุตสาหกรรม การคำนวณอัตราส่วนการเลี้ยวที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้มั่นใจว่าแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทอยู่ในขอบเขตที่ปลอดภัย การคำนวณอัตราส่วนการเลี้ยวที่ไม่ถูกต้องสามารถนำไปสู่สภาวะแรงดันไฟฟ้าเกินหรือไม่ได้รับแรงดันไฟฟ้าต่ำซึ่งสามารถทำลายอุปกรณ์ไฟฟ้าและก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัย

Transformers พลังงาน 110kV และ 115kV ของเรา

เป็นซัพพลายเออร์ของหม้อแปลงไฟฟ้า 110kV 115kVเรานำเสนอหม้อแปลงคุณภาพสูงที่ออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของลูกค้าของเรา หม้อแปลงของเราถูกสร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีล่าสุดและวัสดุคุณภาพสูงเพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้และอายุการใช้งานที่ยาวนาน

หนึ่งในผลิตภัณฑ์ยอดนิยมของเราคือ50000KVA 50MVA 115kV ก้าวลงด้วย OLTC ถึง 23kV สามหม้อแปลงไฟฟ้าย่อยเฟส- หม้อแปลงนี้มาพร้อมกับเครื่องเปลี่ยน TAP แบบโหลด (OLTC) ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าภายใต้สภาวะโหลดที่แตกต่างกัน OLTC สามารถปรับอัตราส่วนการเลี้ยวของหม้อแปลงโดยการเปลี่ยนจำนวนการเลี้ยวในการคดเคี้ยวหลักหรือทุติยภูมิเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุทยังคงมีเสถียรภาพ

เรายังเสนอหม้อแปลงน้ำมันที่แช่อยู่ซึ่งเป็นที่รู้จักสำหรับคุณสมบัติฉนวนที่ยอดเยี่ยมและความน่าเชื่อถือสูง หม้อแปลงเหล่านี้ใช้น้ำมันเป็นสื่อความเย็นและฉนวนซึ่งช่วยกระจายความร้อนและป้องกันการสลายทางไฟฟ้า

บทสรุป

การคำนวณอัตราส่วนการเลี้ยวของหม้อแปลงไฟฟ้า 110kV เป็นลักษณะพื้นฐานของการออกแบบและการทำงานของระบบพลังงาน โดยการทำความเข้าใจหลักการพื้นฐานของการทำงานของหม้อแปลงและแนวคิดของอัตราส่วนการเลี้ยววิศวกรสามารถมั่นใจได้ว่าการเลือกและการใช้หม้อแปลงในระบบการกระจายพลังงานที่เหมาะสม ในฐานะซัพพลายเออร์ของหม้อแปลงไฟฟ้า 110kV และ 115kV เรามุ่งมั่นที่จะให้บริการลูกค้าของเราด้วยผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงและการสนับสนุนทางเทคนิค หากคุณมีคำถามใด ๆ เกี่ยวกับหม้อแปลงของเราหรือต้องการความช่วยเหลือในการคำนวณอัตราส่วนการเลี้ยวโปรดโปรดติดต่อเราสำหรับการอภิปรายเพิ่มเติมและโอกาสในการจัดหาที่อาจเกิดขึ้น

การอ้างอิง

• พื้นฐานเครื่องจักรไฟฟ้าสตีเฟ่นเจแชปแมน
• การวิเคราะห์และออกแบบระบบพลังงาน, J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma, Thomas J. Overbye