Delta Delta Transformer: เจาะลึก-คำแนะนำและการใช้งาน

A เดลต้า เดลต้า หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นการจัดเรียงหม้อแปลงไฟฟ้าที่ขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิต่อกันเป็นเดลต้า คู่มือนี้จะอธิบายวิธีการทำงานของการเชื่อมต่อแบบเดลต้า เหตุใดจึงใช้งาน ตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุด และข้อแลกเปลี่ยนเชิงปฏิบัติ-ที่วิศวกร ช่างเทคนิค และนักศึกษาควรทำความเข้าใจก่อนนำไปใช้

หม้อแปลงเดลต้าเดลต้าคืออะไร?

A เดลต้า เดลต้า หม้อแปลงไฟฟ้าใช้การจัดเรียงขดลวดสามเหลี่ยมทั้งสองด้านของหม้อแปลง ในระบบสาม-เฟส การพันแต่ละเฟสจะเชื่อมต่อกันตั้งแต่ปลาย-ถึง-กับเฟสถัดไป ทำให้เกิดวงปิดที่มีลักษณะคล้ายเดลต้าตัวอักษรกรีก ฝั่งหลักได้รับไฟสาม-เฟสผ่านการเชื่อมต่อแบบเดลต้า และด้านรองจ่ายไฟสาม-เฟสผ่านการเชื่อมต่อแบบเดลต้าอื่น

การกำหนดค่านี้มักถูกเลือกเมื่อโหลดเป็นสามเฟสหลัก- และไม่จำเป็นต้องใช้ตัวนำที่เป็นกลาง เนื่องจากแต่ละด้านมีจุดที่เป็นกลางโดยธรรมชาติ หม้อแปลงเดลต้าเดลต้าจึงไม่ใช่ตัวเลือกแรกสำหรับระบบที่ต้องการโหลดแนว-ถึง-ที่เป็นกลาง จุดแข็งอยู่ที่การถ่ายโอนพลังงานสามเฟส-ที่แข็งแกร่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่ความต่อเนื่อง โหลดของมอเตอร์ และความทนทานต่อสภาวะที่ไม่สมดุลบางอย่างมีความสำคัญ

การเชื่อมต่อเดลต้าเป็นรากฐาน

ในการเชื่อมต่อแบบเดลต้า แต่ละขดลวดจะเชื่อมต่อผ่านตัวนำเส้นสองเส้น แทนที่จะเชื่อมต่อจากตัวนำเส้นไปยังจุดที่เป็นกลาง นั่นหมายถึงแรงดันไฟฟ้าที่คดเคี้ยวเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของสาย อย่างไรก็ตาม กระแสไฟฟ้าในเส้นมีความสัมพันธ์กับกระแสไฟฟ้าที่คดเคี้ยวแตกต่างจากการเชื่อมต่อแบบดาวหรือไวย์

ความสัมพันธ์นี้มีความสำคัญเนื่องจากส่งผลต่อขนาดตัวนำ การป้องกัน ความคาดหวังของฉนวน และการคำนวณโหลด ช่างเทคนิคที่ดูเฉพาะการวัดเส้นอาจพลาดสิ่งที่ขดลวดแต่ละเส้นมีอยู่จริง การทำความเข้าใจการเชื่อมต่อแบบเดลต้าช่วยป้องกันสมมติฐานที่ไม่ถูกต้องในระหว่างการออกแบบ การแก้ไขปัญหา และการบำรุงรักษา

คุณลักษณะสำคัญของลูปเดลต้าคือสามารถให้เส้นทางสำหรับการหมุนเวียนส่วนประกอบของกระแส รวมถึงกระแสฮาร์มอนิกและกระแสที่ไม่สมดุล สิ่งนี้ไม่ได้ทำให้หม้อแปลงไฟฟ้ารอดพ้นจากปัญหา แต่สามารถช่วยรักษาเสถียรภาพการทำงานภายใต้สภาวะที่อาจลำบากมากขึ้นในการจัดการอื่น ๆ

ขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิมีปฏิกิริยาอย่างไร

เช่นเดียวกับหม้อแปลงไฟฟ้าอื่นๆ หม้อแปลงเดลต้าเดลต้าจะถ่ายโอนพลังงานด้วยสนามแม่เหล็ก แทนที่จะผ่านการสัมผัสทางไฟฟ้าโดยตรงระหว่างวงจรหลักและวงจรทุติยภูมิ กระแสสลับในขดลวดปฐมภูมิทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงฟลักซ์แม่เหล็กในแกนกลาง ฟลักซ์นั้นทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิตามอัตราส่วนการหมุนของหม้อแปลง

การจัดเรียงเดลต้าเดลต้าไม่เปลี่ยนหลักการพื้นฐานของหม้อแปลง สิ่งที่เปลี่ยนแปลงคือวิธีที่ขดลวดทั้งสามเฟสเชื่อมต่อถึงกัน และแรงดันไฟฟ้าของสาย แรงดันเฟส กระแสของสาย และกระแสเฟสสัมพันธ์กันอย่างไร ในระบบที่ใช้งานจริงหลายๆ ระบบ สิ่งนี้ทำให้การเชื่อมต่อตรงไปตรงมาสำหรับอุปกรณ์สาม-เฟส เนื่องจากเอาต์พุตยังคงเป็นการจ่ายไฟสาม-สาย สาม- เฟส

คุณลักษณะที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือการเปลี่ยนเฟสระหว่างแรงดันไฟฟ้าหลักและรองโดยทั่วไปจะเป็นศูนย์สำหรับการเชื่อมต่อเดลต้าเดลต้ามาตรฐาน โดยถือว่าการวางแนวของขดลวดที่ตรงกันและขั้วที่เหมาะสม สิ่งนี้มีประโยชน์เมื่อหม้อแปลงต้องทำงานแบบขนาน แม้ว่าการทำงานแบบขนานยังคงต้องมีการจับคู่อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้า อิมพีแดนซ์ ขั้ว และลำดับเฟสอย่างระมัดระวัง

เหตุใดจึงใช้การกำหนดค่านี้

มีการใช้หม้อแปลงเดลต้าเดลต้าเนื่องจากมีการถ่ายโอนพลังงานสามเฟส-ที่เชื่อถือได้ สามารถรองรับโหลดของมอเตอร์และอุตสาหกรรมจำนวนมากได้ดี และสามารถทำงานต่อไปได้ในสภาวะที่มีความจุลดลง-หากหม้อแปลงตัวหนึ่งในธนาคารถูกถอดออก มีประโยชน์อย่างยิ่งในกรณีที่ไม่จำเป็นต้องใช้ความเป็นกลาง และการติดตั้งจะได้รับประโยชน์จากเส้นทางเดลต้าแบบปิด

ข้อดี-ที่ทราบกันดีประการหนึ่งคือความเป็นไปได้ของการดำเนินการ-เดลต้าแบบเปิดในธนาคารที่มี-หม้อแปลงเฟสเดียว หากหนึ่งในสาม-หม้อแปลงไฟฟ้าเดลต้าแบงค์ล้มเหลวหรือต้องเลิกใช้งาน หน่วยที่เหลืออีกสองเครื่องอาจสามารถจ่ายไฟสามเฟส-ต่อไปได้โดยมีกำลังการผลิตลดลง นี่ไม่ใช่สิ่งทดแทนการซ่อมแซมที่เหมาะสม และต้องมีการจำกัดปริมาณงานที่มีอยู่ แต่สามารถช่วยรักษาความต่อเนื่องของบริการในแอปพลิเคชันที่เลือกได้

การเชื่อมต่อแบบเดลต้ายังช่วยในเรื่อง-กระแสฮาร์มอนิกที่สามโดยปล่อยให้กระแสฮาร์มอนิกไหลเวียนภายในวงเดลต้า แทนที่จะปรากฏอย่างเด่นชัดในตัวนำสายภายนอก สิ่งนี้สามารถปรับปรุงพฤติกรรมของรูปคลื่นในบางระบบได้ อย่างไรก็ตาม กระแสไฟฟ้าหมุนเวียนยังหมายถึงความร้อนที่เพิ่มขึ้นอาจเกิดขึ้นได้หากระบบได้รับการออกแบบไม่ดี มีโหลดมากเกินไป หรือสัมผัสกับสภาวะที่ผิดปกติ

เหตุผลทั่วไปในการเลือกข้อตกลงนี้ได้แก่:

บริการมอเตอร์สามเฟสโดยที่เส้น-}ถึง-ไม่จำเป็นต้องมีการโหลดแบบเป็นกลาง

การกระจายสินค้าทางอุตสาหกรรมโดยที่สายไฟสามสาย-ที่ทนทานมีความสำคัญมากกว่าความพร้อมใช้งานแบบเป็นกลาง

ความต้องการความต่อเนื่องของการบริการโดยที่การเปิด-การดำเนินการเดลต้าอาจยอมรับได้ชั่วคราว

การใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้าแบบขนานในกรณีที่ต้องการการกระจัดเฟสเป็นศูนย์

ระบบที่มีโหลดไม่สมดุลภายในขอบเขตที่เหมาะสม การป้องกันและความจุความร้อนได้รับการประเมินอย่างเหมาะสม

ข้อดีในทางปฏิบัติในการติดตั้งจริง

หม้อแปลงเดลต้าเดลต้าอาจเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับโรงงานที่มีโหลดสามเฟส-แบบเข้มข้น เช่น มอเตอร์ ปั๊ม คอมเพรสเซอร์ และอุปกรณ์ในกระบวนการผลิต เนื่องจากโหลดเหล่านี้โดยทั่วไปจะใช้แรงดันไฟฟ้าระหว่างเส้น-ถึง- การไม่มีความเป็นกลางอาจไม่เป็นปัญหา การกำหนดค่าทำให้การกระจายพลังงานเป็นเรื่องง่ายและเน้นไปที่การส่งพลังงานสาม-เฟส

เส้นทางเดลต้าแบบปิดยังมีประโยชน์ในระหว่างการโหลดที่ไม่สมดุลอีกด้วย เมื่อโหลดทั้งสามเฟสไม่เท่ากัน การจัดเรียงแบบเดลต้ามักจะสามารถทนต่อความไม่สมดุลได้ดีกว่าทางเลือกอื่น ที่กล่าวว่า "อดทน" ไม่ได้หมายความว่า "เพิกเฉย" ความไม่สมดุลอย่างต่อเนื่องยังคงทำให้เกิดความร้อน แรงดันไฟฟ้าผิดเพี้ยน การตัดการทำงานที่น่ารำคาญ และอายุการใช้งานของอุปกรณ์สั้นลง

จากมุมมองของการบำรุงรักษา เดลต้าแบงค์ที่สร้างจากหน่วยเฟสเดียว-แต่ละหน่วยสามารถให้ความยืดหยุ่นได้ หน่วยที่เสียหายอาจถูกแยก ทดสอบ เปลี่ยน หรือข้ามชั่วคราว ขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบและนโยบายการปฏิบัติงาน ความเป็นโมดูลนี้เป็นเหตุผลหนึ่งที่ทำให้การจัดเตรียมนี้ยังคงคุ้นเคยในบริบทด้านสาธารณูปโภคและอุตสาหกรรมต่างๆ

ข้อจำกัดและข้อควรพิจารณาในการออกแบบ

ข้อจำกัดที่ชัดเจนที่สุดคือการขาดจุดที่เป็นกลาง หากสิ่งอำนวยความสะดวกต้องการทั้งไฟสาม-เฟสและ-สายเฟสเดียว-ถึง-วงจรนิวทรัล การเชื่อมต่อหม้อแปลงอื่นอาจมีความเหมาะสมมากกว่า หรืออาจจำเป็นต้องมีหม้อแปลงหรือการจัดเตรียมสายดินเพิ่มเติม การเลือกเดลต้าเดลต้าโดยไม่คำนึงถึงความต้องการที่เป็นกลางอาจนำไปสู่การออกแบบใหม่ที่มีราคาแพงในภายหลัง

การต่อสายดินยังสมควรได้รับความสนใจอย่างระมัดระวัง ระบบเดลต้าสามารถไม่ต่อสายดิน, ต่อสายดิน- หรือต่อสายดินได้ด้วยวิธีการเฉพาะ ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของโค้ดและจุดประสงค์ทางวิศวกรรม แต่ละแนวทางส่งผลต่อการตรวจจับข้อผิดพลาด พฤติกรรมแรงดันไฟฟ้าเกิน การประสานงานการป้องกัน และความปลอดภัยในการบำรุงรักษา ตัวเลือกเหล่านี้ควรทำโดยผู้เชี่ยวชาญที่มีคุณสมบัติเหมาะสม ไม่ถือว่าเป็นการเลือกสายไฟ

การป้องกันต้องคำนึงถึงความสัมพันธ์ในปัจจุบันในการเชื่อมต่อแบบเดลต้า ควรเลือกฟิวส์ เบรกเกอร์ รีเลย์ และตัวนำโดยคำนึงถึงกระแสขดลวดและกระแสไฟตามจริง อุปกรณ์กระแสเกินที่ปรากฏขนาดถูกต้องบนกระดาษอาจทำงานได้ไม่ดีหากสมมติฐานพื้นฐานเกี่ยวกับกระแสเฟสไม่ถูกต้อง

การตรวจสอบการออกแบบที่สำคัญ ได้แก่ :

ยืนยันว่าโหลดต้องใช้ตัวนำที่เป็นกลางหรือไม่

ตรวจสอบพิกัดแรงดันไฟฟ้าหลักและรอง

ตรวจสอบลำดับเฟสและขั้วก่อนจ่ายไฟ

ประเมินสมดุลโหลดที่คาดหวังและปริมาณฮาร์มอนิก

ยืนยันวิธีการต่อสายดินและข้อกำหนดรหัสไฟฟ้าที่เกี่ยวข้อง

การป้องกันขนาดสำหรับทั้งการทำงานปกติและสภาวะความผิดปกติ

พิจารณาความร้อน การระบายอากาศ ประเภทของตู้ และสภาวะแวดล้อม

เปรียบเทียบกับการเชื่อมต่อหม้อแปลงอื่น ๆ ได้อย่างไร?

เมื่อเปรียบเทียบกับหม้อแปลงที่เชื่อมต่อแบบไวย์- หม้อแปลงเดลต้าเดลต้ามักจะง่ายกว่าสำหรับโหลดสามเฟส- ล้วนๆ แต่สะดวกน้อยกว่าสำหรับการกระจาย-เฟสเดียวและสาม-แบบผสม การเชื่อมต่อแบบไวย์สามารถให้จุดที่เป็นกลาง ซึ่งมีประโยชน์สำหรับโหลดและการต่อสายดินแบบสาย-ถึง{6}}ที่เป็นกลาง ในทางตรงกันข้าม เดลต้าเดลต้าเน้นที่-การถ่ายโอนพลังงานของสายสาม-และพฤติกรรมเฟสลูปปิด

เมื่อเปรียบเทียบกับการจัดเรียงเดลต้า-ไวย์ เดลต้าเดลต้ามักจะหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนเฟสที่มักเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อหม้อแปลงเดลต้า-ไวย์ ซึ่งสามารถลดความซับซ้อนของสถานการณ์การจับคู่แบบขนานหรือระบบ- อย่างไรก็ตาม หม้อแปลงเดลต้า-ไวย์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในกรณีที่จำเป็นต้องมีสายดินทุติยภูมิที่มีการต่อสายดิน ดังนั้นตัวเลือกที่ดีกว่าจึงขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของระบบมากกว่าการเชื่อมต่อเดียวที่เหนือกว่าในระดับสากล

การตัดสินใจทำได้ดีที่สุดโดยจับคู่การเชื่อมต่อหม้อแปลงกับโปรไฟล์โหลด ปรัชญาการต่อสายดิน แผนการป้องกัน และแผนการขยายในอนาคต สิ่งอำนวยความสะดวกที่ในปัจจุบันมีเพียงโหลดของมอเตอร์อาจเพิ่มแผงควบคุม โหลดเต้ารับ หรืออุปกรณ์ที่ต้องการความเป็นกลางในภายหลัง การวางแผนสำหรับความเป็นไปได้นั้นสามารถป้องกันข้อจำกัดหลังการติดตั้งได้

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการเลือกและใช้งาน

ก่อนที่จะระบุหม้อแปลงเดลต้าเดลต้า ให้เริ่มต้นด้วยโหลด ไม่ใช่การเชื่อมต่อ ระบุว่าระบบรองรับมอเตอร์ เครื่องทำความร้อน ตัวขับเคลื่อน ไฟส่องสว่าง ตัวควบคุม หรือการผสมผสานกัน จากนั้นจึงพิจารณาข้อกำหนดด้านแรงดันไฟฟ้า ข้อกำหนดที่เป็นกลาง กระแสเริ่มต้น อุปกรณ์ที่สร้างฮาร์โมนิก- และความจำเป็นใดๆ สำหรับการดำเนินการซ้ำซ้อนหรือ-เดลต้าแบบเปิดชั่วคราว

การติดตั้งและการว่าจ้างควรมีการตรวจสอบอย่างรอบคอบ ขั้วหรือลำดับเฟสที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้อุปกรณ์เสียหาย สร้างสภาวะที่ไม่ปลอดภัย หรือป้องกันไม่ให้มอเตอร์หมุนไปในทิศทางที่ต้องการ การทดสอบควรได้รับการบันทึกไว้เพื่อให้ทีมบำรุงรักษาในอนาคตทราบว่าระบบได้รับการกำหนดค่าอย่างไรเมื่อเข้ารับบริการ

ใช้รายการตรวจสอบด่วนนี้ระหว่างการวางแผน:

กำหนดภาระงานสาม-เฟสและความต้องการในการขยายในอนาคต

ตัดสินใจว่าจำเป็นต้องใช้บริการสาย-ถึง-เป็นกลางหรือไม่

ยืนยันว่าเดลต้าเดลต้าเข้ากันได้กับแผนการต่อสายดิน

ตรวจสอบความจุของหม้อแปลงไฟฟ้าภายใต้สภาวะปกติและภาวะฉุกเฉิน

ประสานงานอุปกรณ์ป้องกันกับกระแสไฟฟ้าลัดที่มีอยู่

จัดให้มีการระบายความร้อนที่เพียงพอและการเข้าถึงสำหรับการตรวจสอบ

ติดฉลากตัวนำและอุปกรณ์อย่างชัดเจนเพื่อการบำรุงรักษา

ติดต่อได้เลย