การป้องกันหม้อแปลงไฟฟ้า

สาเหตุที่ทำให้หม้อแปลงเกิดความเสียหาย

1.การลัดวงจรที่ขดลวด

ทำให้ขดลวดเกิดความเสียหาย และทำให้แกนเหล็กไหม้

2.การลัดวงจรที่แกนเหล็ก

เกิดจาการเสื่อมสภาพของฉนวนระหว่างขดลวดที่พันรอบแกนเหล็ก และ ระหว่างแผ่นแกนเหล็ก ทำให้เกิด eddy current ทำให้เกิดความร้อนเกิดขึ้น

การพกพร่องที่ตัวถังของหม้อแปลง( ภายใน )

เกิดจากการที่น้ำมันลดน้อยลง ทำให้การเป็นฉนวนลดน้อยลง และเพิ่มความร้อนมากขึ้น , ท่อระบายความร้อน พกพร่องทำให้อุณหภูมิสูงมากขึ้น

ภายในหม้อแปลงมีน้ำมันหม้อแปลง (เพื่อปิดช่องว่างอากาศ ทำให้ไม่เกิด partial discharge) หรือไม่เกิดประกายไฟ

สาเหตุข้อบกพร่องภายนอกตัวหม้อแปลง

1. การรับภาระเกินขนาดของหม้อแปลง

2.การลัดวงจรในระบบ

3. แรงดันสูงเกินไป

4. ความถี่ที่ต่ำลง

1. การรับภาระเกิน

ทำให้หม้อแปลงเกิดความร้อน เพราะ watt มากเกินไปทำให้ความสามารถของหม้อแปลงในการระบายความร้อนไม่เพียงพอ

กล่าวคือ w= I²R เมื่อมีภาระมากขึ้นกระแสก็เพิ่มขึ้น

w= I²R , R=1 ohm , I=100A

w= (100)²(1)

w= 1000 watt

แต่ถ้า ภาระมากเกินกระแสเท่ากับ I = 150 A

w= (150)²(1)

w= 22500 watt

2. การลัดวงจรในระบบ

การลัดวงจรในระบบ ทำให้หม้อแปลงชำรุด เนื่องมาจากการลดลงของ Impedance 4% หรือ 4 เท่าของ rate กล่าวคือ หม้อแปลงจะจ่ายกระแสจาก 100 A เพิ่มเป็น 2500 A ซึ่งเพิ่มขึ้น ทำให้เกิดแรงบีบอัดในหม้อแปลงที่มีขดลวดทำให้เกิดการลัดวงจร

วิธีการป้องกัน...............เพิ่ม Impedance ของ หม้อแปลงให้มากขึ้น

3.ความดันสูงเกินไป

E = ค่า rms ของรงดันเหนี่ยวนำ

Kf = ค่า factor ของแรงดัน

Bm = ความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็ก

A = พื้นที่หน้าตัดของแกนเหล็ก

f = ความถี่ของ E

N = จำนวนรอบของขดลวด

เนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงจาก 50 Hz และ Vaolt เพิ่ม, Kf เพิ่ม ,Bm เพิ่ม , คือการเพิ่มเส้นแรงแม่เหล็ก เป็นผลให้มีระดับความร้อนเพิ่มขึ้นทำให้ฉนวนชำรุด

4.ความถี่ในระบบต่ำ

f มีการเปลี่ยนแปลงลดต่ำลง ในขณะที่ E ยังคงที่ ทำให้ Bm จะต้องเพิ่มมากกว่าปกติทำให้เกิดความร้อน มีผลต่อฉนวนเช่นกัน ทำให้หม้อแปลงมีอายุการทำงานน้อยลง

การป้องกันความร้อนสูงเกินหม้อแปลง (Over heating protection)

สาเหตุ

ตัวระบายความร้อนชำรุดเสียหาย

ครีบระบายความร้อนมีฝุ่นเกาะมาก ทำให้ระบายความร้อนได้น้อย

หลัการป้องกัน

***น้ำมันในหม้อแปลงที่อยู่ทางด้านบนจะมีอุณหภูมิสูงกว่าทางด้านล่างของหม้อแปลง***

จากการที่น้ำมันที่มีความร้อนสูงจะอยู่ด้านบนของหม้อแปลง ทำให้สามารถตรวจจับ ความร้อนได้โดยการติด Senser ทางด้านบนของหม้อแปลง และต่อไปยังตัววัดค่าปริมาณความร้อน

## เมื่อ Senser ได้รับความร้อนที่มากขึ้น ทำให้อากาศหรือของเหลวขยายตัวไปดันเข็มบอกปริมาณความร้อนของหม้อแปลง(เรียกว่า Oil temperature)

แต่จุดที่ร้อนมากที่สุดไม่ได้อยู่ที่น้ำมันแต่เป็นขดลวด ซึ่งขึ้นอยู่กับกระแสที่ใหลเข้าหม้อแปลง คือถ้ามีกระแสใหลเข้ามากความร้อนก็จะมากทำให้ตรวจสอบได้ดังนี้

ทำให้อุณหภูที่ได้เกิดจาก (อุณหภูมิที่ได้จากน้ำมัน + อุณหภูมิที่เกิดจากปริมาณการใหลของกระแสที่ผ่าน Resistor) และความร้อนรวมกันเรียกว่า (Thermal image techique)หรือแบบจำลองเชิงความร้อน ความร้อนที่ส่งไปยัง Senser เพื่อบอกปริมาณความร้อนที่เกทบอกปริมาณ

ในบางระบบใช้ contect หลายตัวในการทำงาน โดยการให้สัมพันธ์กับเข็มบวกปริมาณ เช่น 80 องศา พัดลมตัวที่ 1 ทำงาน - 100 องศา พัดลมตัวที่ 2 ทำงาน และถ้าเกิน 110 องศา จะสั่งการให้ Circuit Breaker ทำงาน

การป้องกันการทำงานผิดปกติในหม้อแปลงโดยการตรวจับในหม้อแปลง

1.Buchholz Relay------->ใช้กับหม้อแปลงชนิดน้ำมัน

2.Sudden pressure Relay------->ใช้กับหม้อแปลงชนิดน้ำมัน

1.Buchholz Relay

จุดที่หลวมในหม้อแปลงเกิดความต้านทานสูงทำให้เกิดความร้อนมากเช่นกันทำให้เกิดการเสื่อมของแกนเหล็กหรือการเสื่อมสภาพของขดลวด จากที่กล่าวมาทำให้น้ำมันของหม้อแปลงเกิดการระเหยที่อุณหภูมิ T = 200 - 350 องศา จะได้เป็นก๊าซ เช่น COC₂H , CO₂C₂Hก๊าซเหล่านี้จะลอยตัวขึ้นข้างบนเข้าสู่ Consenrator Tank

- เมื่อน้ำมันเกิด gas จะมี Buchholz ดักอยู่ gasจะเข้าสู่ Buchholz ไปแทนที่นน้ำมันมากขึ้นทำให้ลูกลอยเอียงตามปริมาณ gas ที่มากขึ้น ด้วยกรณีนี้ ทำให้ Switch ปรอท 1 contect ทำงาน เป็นสัญญาณเตือนว่ามี gas ในหม้อแปลงมากเกินไป เมื่อ gas ก็สามารถเอาออกได้โดยใช้ท่อของ Gas นำ gas ไปวิเคราะห์ โดยใช้ DGA (Disslore gas analysis)เพราะ gas แต่ละตัว มีส่วประกอบที่แตกต่างกันตามสาเหตุ ของความผิดปกติที่เกิดกับหม้อแปลง

เมื่อเกิดการ Short circuit ในหม้อแปลงทำให้น้ำมันพุ่งขึ้งอย่างรวดเร็ว ไปกระแทก Buchholz Switch ที่จุด Switch ปรอท 2 ทำให้ไป trip การทำงานของ circuit breaker

ข้อดีของ Buchholz ความผิดปกติที่เกิดขึ้นในหม้อแปลงจะเห็นได้ทั้งสิ้น แต่จะช้ากว่า relay แบบ difference

Sudden pressure relay

หม้อแปลงชนิดนี้ไม่มีวงจรในการเตือน ใช้ได้ทั้งหม้อแปลงที่มี Consenrator tank และไม่มี

เมื่อมีการ Short circuit ทำให้เกิดแรงดันรุนแรงไปดันน้ำมัน Tank 2 และผลักแผ่น Diagram ไปต่อกับวงจร Trip circuit breaker

Over current relay

ขณะทำงานปกติ relay จะรับกระแส 5 A ซึ่ง relay จะไม่ทำงาน จนกว่าจะมีการ Short circuit จะมีกระแสสูงมาก ทำให้ CT รับกระแสเกินเท่ากับ 10 A ส่งผลให้ relay ทำงานด้วยความรวดเร็ว สั่งให้ circuit breaker ตัดวงจรทันที

ข้อดีของรีเลย์ชนิดนี้ ทำงานได้ด้วยความเร้วที่สูง และเลือกค่า pickup ได้

ข้อเสียของรีเลย์ชนิดนี้ บางครั้งความผิดปกติไม่ได้เกิดที่หม้อแปลงแต่รีเลย์กลับทำงานด้วย เช่น การต่อแบบ Y จะที่การลัดวงจรที่นอกหม้อแปลง รีเลย์ก็ยังมองเห็นจึงต้องการแก้ปัญหาโดยการตั้ง Timer ให้ยาวนานกว่าปกติ

การป้องกันแบบกระแสผลต่าง (Differenctial relay)

**** สามารถจำกัดบริเวณได้ ถ้า Diff relay และ Buckhholz ทำงานพร้อมกันแสดงว่า หม้อแปลงเสียหายแน่นอน***

ขอ้ดีมีประสิทธิภาพสูง 99 %

หลักการเมื่อ I1 กับ I2 มีค่าเท่ากัน รีเลย์ จะไม่ทำงาน : เมื่อ I1กับ I2 มีค่าไม่เท่ากัน รีเลย์ จะทำงาน

กฎการป้องกันหม้อแปลงโดยการใช้ Differential Relay

1).ต้องใช้ CT ที่มีอัตราการทดกระแสต่างกัน ในด้าน Primary และ Secondary ของหม้อแปลงเพราะกระแสในด้านทั้งสองไม่เท่ากัน

2).ในกรณีที่เป็นหม้อแปลง 3 เฟส และการต่อขดลวด Primary และ Secondary เป็นคนละแบบ เช่น ด้านหนึ่งเป็นแบบ วาย อีกด้านหนึ่งต้องเป็น เดลต้า จะเป็น Phase shift ระหว่าง กระแสทั้งสองเป็นมุม 30 องศาซึ่งกันและกัน ดังนั้นการต่อ CT จึงต้องต่อขั้วให้ถูกต้อง โดยด้านหม้อแปลงต่อเป็น วาย - เดลต้า และด้าน CT ต่อเป็น เดลต้า - วาย

3).หม้อแปลงทั่วไปมี tap charge สามารถเปลี่ยนอัตราส่วนแรงดัน จะทำให้กระแสเปลี่ยนแปลงด้วย ดังนั้นการตั้งรีเลย์ จะต้องเผื่อกระแสที่เปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากากรเปลี่ยนแปลงของ tap

ยินดีต้อนรับครับ