บทนำ: บทบาทสำคัญของหม้อแปลงเครื่องวัด
ในโครงสร้างที่ซับซ้อนของระบบไฟฟ้าสมัยใหม่ หม้อแปลงเครื่องวัดทำหน้าที่เป็นดั่งตาและหูที่สำคัญ ซึ่งทำให้เครือข่ายไฟฟ้าแรงสูงและกระแสสูงสามารถวัด ควบคุม และปลอดภัยได้ อุปกรณ์เฉพาะทางเหล่านี้—โดยเฉพาะ หม้อแปลงกระแส (CTs) แล้ว หม้อแปลงศักย์ (PTs, หรือที่เรียกว่าหม้อแปลงแรงดัน (VTs))—ทำหน้าที่ปรับขนาดที่สำคัญ พวกมันแปลงปริมาณของระบบปฐมภูมิ (กระแสหลายพันแอมป์ แรงดันหลายร้อยกิโลโวลต์) ให้เป็นค่าทุติยภูมิระดับต่ำที่เป็นมาตรฐาน (โดยทั่วไปคือ 5 A และ 115–120 V) ซึ่งสามารถจัดการได้อย่างปลอดภัยโดยมิเตอร์ รีเลย์ และอุปกรณ์ตรวจสอบ.
สำหรับวิศวกร ผู้รวมระบบ และผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อ การทำความเข้าใจความแตกต่างพื้นฐานระหว่าง CT และ PT ไม่ได้เป็นเพียงเรื่องทางวิชาการเท่านั้น แต่มีผลกระทบโดยตรงต่อความแม่นยำของระบบ ความน่าเชื่อถือในการป้องกัน ความปลอดภัยของบุคลากร และการปฏิบัติตามกฎระเบียบ การใช้งานที่ไม่ถูกต้องอาจนำไปสู่ข้อผิดพลาดในการวัด ความล้มเหลวในการป้องกัน หรือแม้แต่สภาวะที่เป็นอันตราย เช่น การสลายตัวของฉนวนหรือการระเบิดของหม้อแปลง.
คู่มือฉบับสมบูรณ์นี้จาก VIOX Electric ผู้ผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าชั้นนำ จะอธิบายบทบาท การออกแบบ มาตรฐาน และการใช้งานที่แตกต่างกันของหม้อแปลงกระแสเทียบกับหม้อแปลงศักย์ ไม่ว่าคุณจะระบุหม้อแปลงสำหรับสถานีไฟฟ้าย่อยแห่งใหม่ ปรับปรุงโรงงานที่มีอยู่ หรือเพียงแค่ต้องการเพิ่มพูนความรู้ทางเทคนิคของคุณ บทความนี้จะให้การเปรียบเทียบที่ชัดเจนที่คุณต้องการเพื่อทำการตัดสินใจอย่างมีข้อมูล.
หม้อแปลงกระแส (CTs) คืออะไร
หม้อแปลงกระแสเป็นหม้อแปลงเครื่องวัดชนิดหนึ่งที่ออกแบบมาเพื่อลดกระแสไฟฟ้าปฐมภูมิสูงให้เป็นกระแสไฟฟ้าทุติยภูมิระดับต่ำที่เป็นมาตรฐาน—โดยทั่วไปคือ 5 A หรือ 1 A—เพื่อการวัดและการป้องกันที่ปลอดภัย CT ต่างจากหม้อแปลงไฟฟ้าที่ถ่ายเทพลังงาน แต่เป็นอุปกรณ์ตรวจจับที่ให้การแสดงสัดส่วนที่แม่นยำของกระแสไฟฟ้าปฐมภูมิ ในขณะที่แยกเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าออกจากวงจรไฟฟ้าแรงสูง.
หลักการทำงานหลัก: CT ทำงานบนหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นเดียวกับหม้อแปลงทั่วไป แต่มีความแตกต่างในการออกแบบที่สำคัญ: ขดลวดปฐมภูมิประกอบด้วยจำนวนรอบที่น้อยมาก (มักจะเป็นตัวนำหรือบัสบาร์เพียงตัวเดียว) และเชื่อมต่อใน ชุด อนุกรมกับสายที่นำกระแสที่จะวัด ขดลวดทุติยภูมิมีจำนวนรอบของลวดละเอียดจำนวนมาก ตามอัตราส่วนหม้อแปลง $I_p \times N_p = I_s \times N_s$ กระแสไฟฟ้าปฐมภูมิสูง $I_p$ จะถูกแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าทุติยภูมิต่ำกว่ามาก $I_s$ ซึ่งสามารถจัดการได้อย่างปลอดภัยโดยแอมมิเตอร์ มิเตอร์วัดพลังงาน รีเลย์ป้องกัน และระบบจัดเก็บข้อมูล.
การกำหนดมาตรฐานและความปลอดภัย: พิกัดทุติยภูมิได้รับการกำหนดมาตรฐานในระดับสากลที่ 5 A (หรือ 1 A ในบางการใช้งาน) เพื่อให้มั่นใจถึงความเข้ากันได้ระหว่างอุปกรณ์จากผู้ผลิตรายต่างๆ กฎความปลอดภัยพื้นฐานควบคุมการติดตั้ง CT: วงจรทุติยภูมิต้องไม่เปิดวงจรในขณะที่ปฐมภูมิมีพลังงาน. ทุติยภูมิที่เปิดอยู่อาจทำให้แกนอิ่มตัว ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงที่เป็นอันตรายซึ่งเสี่ยงต่อความล้มเหลวของฉนวน การเกิดอาร์ค หรือแม้แต่การระเบิดของหม้อแปลง ทุติยภูมิ CT ที่ไม่ได้ใช้จะต้องลัดวงจรหรือเชื่อมต่อกับภาระ.
- การวัดพลังงาน (การเรียกเก็บเงินค่าสาธารณูปโภค, การวัดค่าแบบย่อย)
- การตรวจสอบระบบ (การทำโปรไฟล์โหลด, การวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้า)
- การป้องกันด้วยรีเลย์ (กระแสเกิน, ส่วนต่าง, การป้องกันระยะทาง)
- การควบคุมและระบบอัตโนมัติ (การประสานแบบใช้กระแส, การป้องกันมอเตอร์)
ที่ VIOX Electric เราผลิต CT ที่เป็นไปตามมาตรฐาน IEC และ ANSI ที่เข้มงวด เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำ ความน่าเชื่อถือ และความปลอดภัยสำหรับการใช้งานที่ต้องการมากที่สุดของคุณ.
หม้อแปลงศักย์ (PTs) คืออะไร
หม้อแปลงศักย์ หรือที่เรียกว่าหม้อแปลงแรงดัน (VT) เป็นหม้อแปลงเครื่องวัดที่ลดแรงดันไฟฟ้าระบบสูงให้เป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำที่เป็นมาตรฐาน—โดยทั่วไปคือ 115 V หรือ 120 V—เพื่อการวัดและการป้องกันที่ปลอดภัย PT ให้ความเป็นสัดส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำและการแยกแกลวานิก ทำให้มิเตอร์ รีเลย์ และอุปกรณ์ควบคุมสามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยในระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำ ในขณะที่ตรวจสอบวงจรไฟฟ้าแรงสูง.
หลักการทำงานหลัก: PT เป็นหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ที่มีความแม่นยำ โดยพื้นฐานแล้ว ขดลวดปฐมภูมิซึ่งมีจำนวนรอบของลวดละเอียดจำนวนมาก เชื่อมต่อใน ขนาน ขนาน (shunt) ข้ามสองสายหรือระหว่างสายและกราวด์ที่มีแรงดันไฟฟ้าที่จะวัด ขดลวดทุติยภูมิมีจำนวนรอบน้อยกว่า ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตที่ลดลงซึ่งรักษาอัตราส่วนคงที่กับแรงดันไฟฟ้าปฐมภูมิ การแปลงเป็นไปตามความสัมพันธ์ $V_p / V_s = N_p / N_s$ โดยที่ $V_p$ คือแรงดันไฟฟ้าปฐมภูมิ $V_s$ คือแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ และ $N_p$, $N_s$ คือจำนวนรอบของขดลวดตามลำดับ.
การกำหนดมาตรฐานและความปลอดภัย: แรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิได้รับการกำหนดมาตรฐานที่ 115 V หรือ 120 V สำหรับการวัดแบบสายต่อสาย และ 69.3 V หรือ 66.5 V สำหรับการกำหนดค่าแบบสายต่อสายดิน เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานร่วมกันในการติดตั้งทั่วโลก PT ต่างจาก CT ตรงที่สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยด้วยวงจรทุติยภูมิที่เปิดอยู่ อันตรายหลักคือ การลัดวงจรทุติยภูมิ, ซึ่งอาจทำให้กระแสไฟฟ้าไหลมากเกินไปและความเสียหายจากความร้อนต่อขดลวด PT ได้รับการออกแบบมาให้ทนต่อสภาวะแรงดันไฟฟ้าเกินอย่างต่อเนื่อง (โดยทั่วไปคือ 110% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด) และแรงดันไฟฟ้าเกินฉุกเฉินในช่วงเวลาสั้นๆ ตามที่กำหนดโดยกลุ่ม IEEE.
- การวัดแรงดันไฟฟ้า (การวัด, การตรวจสอบระบบ)
- การซิงโครไนซ์ (การขนานเครื่องกำเนิดไฟฟ้า, การเชื่อมต่อกริด)
- การป้องกันด้วยรีเลย์ (แรงดันไฟฟ้าต่ำ, แรงดันไฟฟ้าเกิน, การป้องกันระยะทาง)
- การวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้า (แรงดันไฟฟ้าตก, แรงดันไฟฟ้าเกิน, การตรวจสอบฮาร์มอนิก)
VIOX Electric จัดหา PT ที่เป็นไปตามมาตรฐาน IEC และ ANSI/IEEE ระหว่างประเทศ โดยให้ความแม่นยำและความทนทานที่จำเป็นสำหรับการใช้งานด้านสาธารณูปโภค อุตสาหกรรม และเชิงพาณิชย์.
CT เทียบกับ PT: ความแตกต่างหลักโดยสรุป
ตารางต่อไปนี้สรุปความแตกต่างพื้นฐานระหว่างหม้อแปลงกระแสและหม้อแปลงศักย์ในหลายมิติ.
| คุณสมบัติ | หม้อแปลงกระแส (CT) | หม้อแปลงศักย์ (PT) / หม้อแปลงแรงดัน (VT) |
|---|---|---|
| หน้าที่หลัก | ลดระดับสูง ปัจจุบัน เป็นกระแสไฟฟ้าต่ำที่เป็นมาตรฐาน (โดยทั่วไปคือ 5 A หรือ 1 A) เพื่อการวัดและการป้องกัน. | ลดระดับสูง แรงดันไฟฟ้า เป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำที่เป็นมาตรฐาน (โดยทั่วไปคือ 115 V หรือ 120 V) เพื่อการวัดและการป้องกัน. |
| การเชื่อมต่อวงจร | เชื่อมต่อใน ชุด อนุกรมกับตัวนำที่นำกระแสที่จะวัด. | เชื่อมต่อใน ขนาน ขนาน (shunt) ข้ามสายที่มีแรงดันไฟฟ้าที่จะวัด. |
| ประเภทหม้อแปลง | ทำงานเป็น หม้อแปลงสเต็ปอัพ (เพิ่มแรงดันไฟฟ้าเพื่อลดกระแสไฟฟ้า). | ทำงานเป็น หม้อแปลงสเต็ปดาวน์ (ลดแรงดันไฟฟ้า). |
| ขดลวดปฐมภูมิ | จำนวนรอบน้อย (มักจะเป็นตัวนำหรือบัสบาร์เพียงตัวเดียว); ตัวนำหนาเพื่อรองรับกระแสไฟฟ้าสูง. | จำนวนรอบของลวดละเอียดจำนวนมากเพื่อทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูง. |
| ขดลวดทุติยภูมิ | จำนวนรอบของลวดละเอียดจำนวนมากเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้าต่ำ. | จำนวนรอบน้อยกว่าเพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าต่ำ. |
| พิกัดทุติยภูมิ | มาตรฐานที่ 5 A (หรือ 1 A). | มาตรฐานที่ 115 V หรือ 120 โวลต์ (แรงดันไฟฟ้าเฟสต่อเฟส); 69.3 V หรือ 66.5 V (แรงดันไฟฟ้าเฟสต่อสายดิน). |
| อันตรายด้านความปลอดภัย | ห้ามเปิดวงจร ด้านทุติยภูมิในขณะที่ด้านปฐมภูมิมีไฟ—ทำให้แกนอิ่มตัว, แรงดันไฟฟ้าสูงอย่างอันตราย, ฉนวนล้มเหลว, หรือระเบิด. | ห้ามลัดวงจร ด้านทุติยภูมิ—ทำให้กระแสไฟฟ้ามากเกินไป, ความเสียหายจากความร้อนต่อขดลวด. |
| การพิจารณาภาระ | ภาระ (อิมพีแดนซ์) ด้านทุติยภูมิมีผลต่อความแม่นยำ; ต้องคำนวณเพื่อหลีกเลี่ยงการอิ่มตัว. | ภาระด้านทุติยภูมิมีผลต่อความแม่นยำ; ต้องอยู่ใน VA ที่กำหนดเพื่อรักษาความแม่นยำของคลาส. |
| คลาสความแม่นยำ (IEC) | การวัด: 0.1, 0.2, 0.5, 1, 3; 0.2S, 0.5S. การป้องกัน: P, PR, TPX, TPY, TPZ. |
การวัด: 0.1, 0.2, 0.5, 1, 3. การป้องกัน: P, PR. |
| คลาสความแม่นยำ (ANSI/IEEE) | การวัด: 0.3%, 0.6%, 1.2%. การป้องกัน: C100, C200, C400, C800 (≈ 5P20 ที่ VA ที่สอดคล้องกัน). |
การวัด: 0.3%, 0.6%, 1.2%. การป้องกัน: กำหนดโดยความสามารถในการรับแรงดันไฟฟ้าเกิน (กลุ่ม IEEE). |
| คิดถึงเรื่องโปรแกรม | การวัดพลังงาน, การตรวจสอบโหลด, การป้องกันกระแสเกิน/ดิฟเฟอเรนเชียล/ระยะทาง, การป้องกันมอเตอร์. | การวัดแรงดันไฟฟ้า, การซิงโครไนซ์, การป้องกันแรงดันไฟฟ้าต่ำ/แรงดันไฟฟ้าเกิน, การวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้า. |
| มาตรฐาน | IEC 61869‑2, IEEE C57.13, ANSI C57.13. | IEC 61869‑3, IEEE C57.13, ANSI C57.13. |
| ข้อกังวลเรื่องแกนอิ่มตัว | ความเสี่ยงสูงระหว่างเกิดข้อผิดพลาดหรือสภาวะเปิดวงจรด้านทุติยภูมิ; ต้องระบุแรงดันไฟฟ้าจุดหักเข่า. | ความเสี่ยงต่ำกว่า; ออกแบบมาสำหรับการทำงานที่แรงดันไฟฟ้าเกินอย่างต่อเนื่อง. |
| การต่อสายดินด้านทุติยภูมิ | ต้องต่อสายดินที่ขั้วหนึ่งเพื่อความปลอดภัยและการอ้างอิง. | ต้องต่อสายดินที่ขั้วหนึ่งเพื่อความปลอดภัยและการอ้างอิง. |
กุญแจ Takeaway: CT คือ อุปกรณ์ตรวจจับกระแสที่ต่อแบบอนุกรม ซึ่งต้องไม่เปิดวงจรในขณะที่ PT คือ อุปกรณ์ตรวจจับแรงดันไฟฟ้าที่ต่อแบบขนาน ซึ่งต้องไม่ลัดวงจร ความแตกต่างพื้นฐานนี้กำหนดการออกแบบ การติดตั้ง และโปรโตคอลความปลอดภัย.
รูปแบบการก่อสร้างและการออกแบบ
หม้อแปลงกระแสและหม้อแปลงศักย์ถูกสร้างขึ้นในรูปแบบทางกายภาพที่แตกต่างกันเพื่อให้ตรงกับฟังก์ชันการวัดเฉพาะและความต้องการในการติดตั้ง CT มักปรากฏเป็นประเภทหน้าต่าง (โดนัท) เพื่อการติดตั้งที่ง่ายรอบตัวนำที่มีอยู่ การออกแบบปฐมภูมิแบบพันสำหรับช่วงกระแสที่ต่ำกว่า ตัวแปรแบบแท่งสำหรับการก่อสร้างทางกลที่แข็งแกร่ง และการกำหนดค่าบูชชิ่งสำหรับการใช้งานปรับปรุง PT โดยทั่วไปคือหม้อแปลงไฟฟ้า (เหนี่ยวนำ) สำหรับแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 36 kV, หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบคาปาซิเตอร์ (CVT) สำหรับระบบแรงดันไฟฟ้าสูงพิเศษ และรุ่นที่หล่อด้วยเรซินหรือแช่น้ำมันสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ประเภทการก่อสร้างแต่ละประเภทมีความสมดุลระหว่างความแม่นยำ ต้นทุน ขนาด และความยืดหยุ่นต่อสภาพแวดล้อมเพื่อให้เหมาะกับการใช้งานระบบไฟฟ้าที่แตกต่างกัน.
คลาสความแม่นยำและมาตรฐาน (IEC เทียบกับ ANSI)
หม้อแปลงเครื่องวัดได้รับอิทธิพลจากมาตรฐานสากลและระดับภูมิภาคที่กำหนดประสิทธิภาพความแม่นยำ วิธีการทดสอบ และระบบการให้คะแนน กรอบการทำงานที่โดดเด่นสองอย่างคือ IEC (คณะกรรมการอิเล็กโทรเทคนิคระหว่างประเทศ) มาตรฐานที่ใช้ทั่วโลก และ ANSI/IEEE (สถาบันมาตรฐานแห่งชาติอเมริกัน/สถาบันวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์) มาตรฐานที่แพร่หลายในอเมริกาเหนือ.
มาตรฐาน IEC สำหรับ CT และ PT
- IEC 61869‑2: ข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับหม้อแปลงกระแส
- IEC 61869‑3: ข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับหม้อแปลงศักย์ (แรงดันไฟฟ้า)
คลาสความแม่นยำ CT ภายใต้ IEC 61869‑2
- คลาสมาตรฐาน: 0.1, 0.2, 0.5, 1, 3 (ข้อผิดพลาดอัตราส่วนเป็นเปอร์เซ็นต์ที่กระแสไฟฟ้าที่กำหนด)
- คลาสพิเศษ: 0.2S, 0.5S – ความแม่นยำที่ขยายออกไปในช่วงกระแสที่กว้างขึ้น (1% ถึง 120% ของกระแสไฟฟ้าที่กำหนด)
- คลาส P: P, PR (พร้อมด้วยการค้างของแม่เหล็ก) – กำหนดโดยขีดจำกัดข้อผิดพลาดรวมที่กระแสจำกัดความแม่นยำที่กำหนด (เช่น 5P20, 10P20)
- คลาส TP: TPX, TPY, TPZ – สำหรับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพชั่วคราวในรูปแบบการป้องกันความเร็วสูง
คลาสความแม่นยำ PT ภายใต้ IEC 61869‑3
คลาสการวัด: 0.1, 0.2, 0.5, 1, 3 (เปอร์เซ็นต์ความผิดพลาดของแรงดันไฟฟ้าและการกระจัดเฟสที่แรงดันไฟฟ้าและภาระที่กำหนด)
ระดับการป้องกัน: P, PR – คล้ายกับ CT แต่ใช้กับหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าสำหรับการใช้งานด้านการป้องกัน
มาตรฐาน ANSI/IEEE สำหรับ CT และ PT
IEEE C57.13 (และอนุพันธ์ของมัน) เป็นมาตรฐานหลักสำหรับหม้อแปลงเครื่องวัดในอเมริกาเหนือ.
ระดับความแม่นยำของ CT ภายใต้ IEEE C57.13
- 0.3%, 0.6%, 1.2% – สอดคล้องกับภาระ B‑0.1, B‑0.2, B‑0.5, B‑1, B‑2, B‑4, B‑8
- C‑class: C100, C200, C400, C800 – ตัวเลขระบุแรงดันไฟฟ้ารองที่ภาระมาตรฐาน (เช่น C200 ให้แรงดันไฟฟ้า 200 V ที่กระแสไฟฟ้ารอง 100 A ที่ภาระ 2‑Ω)
- T‑class: CT T‑class มีฟลักซ์รั่วไหลสูงกว่าและต้องมีการทดสอบเพื่อกำหนดปัจจัยการแก้ไขอัตราส่วน
ระดับความแม่นยำของ PT ภายใต้ IEEE C57.13
ความแม่นยำในการวัด: 0.3%, 0.6%, 1.2% – ขีดจำกัดความผิดพลาดของแรงดันไฟฟ้าที่ภาระและช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ระบุ (90% ถึง 110% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด)
กลุ่ม IEEE: PT ถูกจัดอยู่ในกลุ่ม (เช่น กลุ่ม 1, กลุ่ม 2) ตามระบบฉนวนและความสามารถในการรับแรงดันไฟฟ้าเกิน ซึ่งกำหนดปัจจัยแรงดันไฟฟ้าเกินต่อเนื่องและระยะสั้น.
รายการเทียบเท่าข้ามมาตรฐาน
- การวัด CT: IEC 0.2 ≈ ANSI 0.3%; IEC 0.5 ≈ ANSI 0.6%; IEC 1 ≈ ANSI 1.2%
- การป้องกัน CT: IEC 5P20 ที่ 50 VA ≈ C200; IEC 10P20 ที่ 100 VA ≈ C400
- การวัด PT: IEC 0.2 ≈ ANSI 0.3%; IEC 0.5 ≈ ANSI 0.6%
ความสำคัญของการพิจารณาภาระ
ในทั้งระบบ IEC และ ANSI ระดับความแม่นยำคือ ใช้ได้เฉพาะที่ภาระที่ระบุเท่านั้น. ภาระทุติยภูมิทั้งหมด (รวมถึงอิมพีแดนซ์ของมิเตอร์/รีเลย์, ความต้านทานของสายไฟ และความต้านทานของหน้าสัมผัส) จะต้องคำนวณและเก็บไว้ภายในภาระที่กำหนดของหม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อรักษาความแม่นยำที่ประกาศไว้ การเกินภาระที่กำหนดอาจทำให้เกิดความอิ่มตัว (CT) หรือแรงดันไฟฟ้าตกมากเกินไป (PT) ซึ่งนำไปสู่ข้อผิดพลาดในการวัดหรือการทำงานผิดพลาดของการป้องกัน.
VIOX Electric จัดเตรียมเอกสารข้อมูลทางเทคนิคโดยละเอียดที่ระบุระดับความแม่นยำ ภาระที่กำหนด และความสามารถในการรับกระแสเกิน/แรงดันไฟฟ้าเกินตามมาตรฐาน IEC และ ANSI/IEEE ทำให้สามารถเลือกได้อย่างเหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะของคุณ.
การใช้งานในการวัด, การป้องกัน และการตรวจสอบ
หม้อแปลงกระแสและหม้อแปลงศักย์ไฟฟ้ามีบทบาทเสริมซึ่งกันและกันในสามหน้าที่หลักของหม้อแปลงเครื่องวัด: การวัด (รายได้และการดำเนินงาน), การป้องกัน (ความปลอดภัยของระบบและอุปกรณ์) และการตรวจสอบ (คุณภาพไฟฟ้าและสุขภาพของระบบ).
การใช้งานด้านการวัด
CT สำหรับการวัดพลังงาน: CT ให้กระแสไฟฟ้าอินพุตสำหรับมิเตอร์วัดวัตต์‑ชั่วโมง ทำให้สามารถเรียกเก็บเงินได้อย่างแม่นยำสำหรับสาธารณูปโภคและการวัดย่อยสำหรับโรงงานอุตสาหกรรม CT ระดับการวัด (IEC 0.2/0.5, ANSI 0.3%/0.6%) ช่วยให้มั่นใจได้ถึงอัตราส่วนและความผิดพลาดของมุมเฟสน้อยที่สุดที่กระแสโหลดปกติ.
PT สำหรับการวัดแรงดันไฟฟ้า: PT จ่ายแรงดันไฟฟ้าอ้างอิงสำหรับมิเตอร์เดียวกัน ทำให้การคำนวณกำลังไฟฟ้าสมบูรณ์ (P = V×I×cosθ) หากไม่มี PT ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดอย่างมีนัยสำคัญ.
การใช้งานด้านการป้องกัน
CT สำหรับการรีเลย์: CT ระดับการป้องกัน (IEC 5P20, 10P20; ANSI C200, C400) ส่งสัญญาณกระแสไฟฟ้าไปยังรีเลย์ป้องกันที่ตรวจจับความผิดพลาด (กระแสเกิน, ดิฟเฟอเรนเชียล, ระยะทาง) พวกเขาต้องรักษาความแม่นยำจนถึงกระแสจำกัดความแม่นยำ (เช่น กระแสที่กำหนด 20 เท่า) เพื่อให้มั่นใจถึงการตัดวงจรที่เชื่อถือได้.
PT สำหรับการป้องกันตามแรงดันไฟฟ้า: PT ให้สัญญาณแรงดันไฟฟ้าสำหรับรีเลย์ป้องกันแรงดันไฟฟ้าต่ำ, แรงดันไฟฟ้าเกิน และระยะทาง พวกเขาต้องทนต่อแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวระหว่างความผิดปกติของระบบโดยไม่เกิดความอิ่มตัวหรือสูญเสียความแม่นยำ.
การใช้งานด้านการตรวจสอบและการควบคุม
CT สำหรับการทำโปรไฟล์โหลด: CT ที่เชื่อมต่อกับเครื่องบันทึกข้อมูลหรือระบบ SCADA ติดตามรูปแบบโหลด, จุดสูงสุดของความต้องการ และตัวประกอบกำลังสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงาน.
PT สำหรับการวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้า: PT ช่วยให้สามารถตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าตก, แรงดันไฟฟ้าเกิน, ฮาร์มอนิก และความไม่สมดุล ซึ่งมีความสำคัญต่อกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่ละเอียดอ่อนและการปฏิบัติตามมาตรฐานคุณภาพไฟฟ้า.
ระบบบูรณาการ: ในสถานีย่อยดิจิทัลที่ทันสมัย CT และ PT จะป้อนหน่วยรวมที่แปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิทัลสำหรับระบบป้องกันและควบคุมตามมาตรฐาน IEC 61850.
การใช้งานเฉพาะทาง
CT สำหรับการป้องกันมอเตอร์: CT ตรวจสอบกระแสมอเตอร์สำหรับการโอเวอร์โหลด, โรเตอร์ล็อค และการป้องกันการสูญเสียเฟส.
PT สำหรับการซิงโครไนซ์: PT ให้ข้อมูลแรงดันไฟฟ้าและมุมเฟสที่แม่นยำสำหรับการซิงโครไนซ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากับกริด.
CT/PT สำหรับพลังงานหมุนเวียน: ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม หม้อแปลงเครื่องวัดจะตรวจสอบเอาต์พุตอินเวอร์เตอร์, จุดเชื่อมต่อกริด และระบบรวบรวม.
กลุ่มผลิตภัณฑ์ CT และ PT ของ VIOX Electric ครอบคลุมการใช้งานทั้งหมดเหล่านี้ ด้วยการออกแบบที่ปรับให้เหมาะสมเพื่อความแม่นยำ ความน่าเชื่อถือ และความเสถียรในระยะยาวในสภาพแวดล้อมการทำงานที่หลากหลาย.
วิธีเลือกหม้อแปลงไฟฟ้าที่เหมาะสมสำหรับระบบของคุณ
การเลือกหม้อแปลงกระแสหรือหม้อแปลงศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสมต้องพิจารณาอย่างรอบคอบถึงพารามิเตอร์หลักหลายประการ:
กุญแจส่วนที่เลือกเงื่อนไขการเรียงลำดับ
1. พิกัดหลัก: จับคู่กระแสไฟฟ้าหลัก (CT) หรือแรงดันไฟฟ้า (PT) ของหม้อแปลงไฟฟ้ากับค่าการทำงานของระบบของคุณ พิจารณาทั้งโหลดปกติและสภาวะความผิดพลาดสูงสุด.
- การวัด: IEC 0.2/0.5 หรือ ANSI 0.3%/0.6% เพื่อความแม่นยำในการเรียกเก็บเงิน
- การป้องกัน: IEC 5P20/10P20 หรือ ANSI C200/C400 เพื่อการตรวจจับความผิดพลาดที่เชื่อถือได้
3. พิกัดภาระ: คำนวณอิมพีแดนซ์ของวงจรทุติยภูมิทั้งหมด (สายไฟ, มิเตอร์, รีเลย์) และเลือกหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีพิกัด VA เพียงพอเพื่อรักษาความแม่นยำ.
4. ระดับฉนวน: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าฉนวนที่กำหนดของหม้อแปลงไฟฟ้าสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของระบบของคุณ รวมถึงแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วขณะ.
5. สภาพแวดล้อม: พิจารณาช่วงอุณหภูมิ ความชื้น ระดับความสูง และการป้องกันน้ำเข้า (ระดับ IP) สำหรับสถานที่ติดตั้ง.
ข้อผิดพลาดในการเลือกทั่วไปที่ควรหลีกเลี่ยง
- การใช้ CT ที่มีขนาดเล็กเกินไป สำหรับกระแสไฟฟ้าลัดวงจร ซึ่งนำไปสู่การอิ่มตัวและความล้มเหลวในการป้องกัน
- การละเลยการคำนวณภาระ, ทำให้ความแม่นยำลดลง
- การผสมมาตรฐาน IEC และ ANSI โดยไม่เข้าใจความเท่าเทียมกัน
- การละเลยข้อกำหนดด้านความปลอดภัย (การต่อลงดิน การป้องกันวงจรเปิดสำหรับ CT)
การสนับสนุนการเลือก VIOX
VIOX Electric ให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่ครอบคลุมเพื่อช่วยคุณเลือก CT หรือ PT ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานของคุณ ผู้เชี่ยวชาญของเราสามารถช่วยในการคำนวณภาระ การตีความมาตรฐาน และข้อกำหนดการออกแบบที่กำหนดเอง.
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
คำถามที่ 1: ฉันสามารถใช้หม้อแปลงกระแสเพื่อวัดแรงดันไฟฟ้า หรือหม้อแปลงศักย์เพื่อวัดกระแสได้หรือไม่
ไม่ได้ ซีที (CTs) ถูกออกแบบมาเฉพาะสำหรับการวัดกระแสและต้องเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับตัวนำ พีที (PTs) ถูกออกแบบมาสำหรับการวัดแรงดันและเชื่อมต่อแบบขนาน การใช้สลับกันจะส่งผลให้ค่าที่อ่านได้ไม่ถูกต้อง อุปกรณ์อาจเสียหาย และเป็นอันตรายต่อความปลอดภัย.
คำถามที่ 2: จะเกิดอะไรขึ้นถ้าฉันเปิดวงจรทุติยภูมิของ CT ในขณะที่ปฐมภูมิมีพลังงาน
การเปิดวงจรทุติยภูมิของ CT ภายใต้โหลดจะทำให้แกนแม่เหล็กอิ่มตัว ซึ่งเหนี่ยวนำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าสูงที่เป็นอันตราย (หลายกิโลโวลต์) ข้ามขั้วเปิดวงจร สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การ breakdown ของฉนวน, การเกิดอาร์ค, ไฟไหม้ หรือการระเบิดของหม้อแปลงไฟฟ้า ควรสรุปวงจรทุติยภูมิของ CT ที่ไม่ได้ใช้งานเสมอ.
คำถามที่ 3: ฉันจะแปลงระหว่างคลาสความแม่นยำ IEC และ ANSI ได้อย่างไร
ค่าเทียบเคียงโดยประมาณ: IEC 0.2 ≈ ANSI 0.3%; IEC 0.5 ≈ ANSI 0.6%; IEC 1 ≈ ANSI 1.2% สำหรับ CT ป้องกัน, IEC 5P20 ที่ 50 VA ≈ C200, และ IEC 10P20 ที่ 100 VA ≈ C400 โปรดตรวจสอบข้อมูลจากผู้ผลิตเสมอเพื่อประสิทธิภาพที่แม่นยำภายใต้ภาระเฉพาะของคุณ.
คำถามที่ 4: ฉันสามารถเชื่อมต่อมิเตอร์หรือรีเลย์หลายตัวกับ CT หรือ PT ตัวเดียวได้หรือไม่
ได้ แต่ภาระรวม (ผลรวมของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อทั้งหมดบวกความต้านทานของสายไฟ) ต้องไม่เกินภาระที่กำหนดของหม้อแปลง การเกินภาระที่กำหนดจะทำให้ความแม่นยำลดลง และสำหรับ CT อาจทำให้เกิดการอิ่มตัวก่อนเวลาอันควรระหว่างเกิดข้อผิดพลาด.
คำถามที่ 5: ควรทดสอบหรือสอบเทียบหม้อแปลงเครื่องมือบ่อยแค่ไหน
การตรวจสอบเบื้องต้นควรเกิดขึ้นหลังจากการติดตั้ง ช่วงเวลาการทดสอบเป็นระยะขึ้นอยู่กับการใช้งาน: การวัดค่ารายได้อาจต้องมีการสอบเทียบประจำปี ในขณะที่ CT/PT ป้องกันในสภาพแวดล้อมที่เสถียรอาจได้รับการทดสอบทุกๆ 5-10 ปี ปฏิบัติตามแนวทางของสาธารณูปโภคหรือข้อกำหนด.
คำถามที่ 6: อะไรคือความแตกต่างระหว่างหม้อแปลงศักย์ (PT) และหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบคาปาซิเตอร์ (CVT)
PT คือหม้อแปลงไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่ลดแรงดันไฟฟ้าโดยตรง ส่วน CVT ใช้ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าแบบ capacitive ตามด้วยหม้อแปลงไฟฟ้า ทำให้ประหยัดกว่าสำหรับระบบแรงดันไฟฟ้าสูงพิเศษ (EHV) (โดยทั่วไป ≥72.5 kV) นอกจากนี้ CVT ยังทำหน้าที่เป็นตัวเก็บประจุสำหรับเชื่อมต่อการสื่อสารผ่านสายส่งไฟฟ้า.
คำถามที่ 7: ทำไมต้องต่อสายดินทุติยภูมิของ CT และ PT
การต่อสายดินที่ขั้วทุติยภูมิหนึ่งขั้วจะให้จุดอ้างอิงที่เสถียร ป้องกันศักย์ไฟฟ้าลอยตัวที่อาจเป็นอันตรายต่อบุคลากร และจำกัดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำจากแหล่งภายนอก การต่อสายดินที่เหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับความปลอดภัยและการวัดที่แม่นยำ.
สรุป: ร่วมมือกับ VIOX เพื่อหม้อแปลงเครื่องมือที่เชื่อถือได้
การทำความเข้าใจความแตกต่างพื้นฐานระหว่างหม้อแปลงกระแสและหม้อแปลงศักย์เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการออกแบบระบบไฟฟ้าที่ปลอดภัย แม่นยำ และเชื่อถือได้ CT ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม จะแปลงกระแสไฟฟ้าสูงเป็นสัญญาณกระแสไฟฟ้าต่ำที่เป็นมาตรฐานสำหรับการวัดแสงและการป้องกัน PT ที่เชื่อมต่อแบบขนาน จะลดแรงดันไฟฟ้าสูงลงสู่ระดับที่ปลอดภัยและวัดได้ การออกแบบที่แตกต่างกัน คลาสความแม่นยำ และข้อกำหนดด้านความปลอดภัยจะต้องได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบระหว่างการเลือกและการติดตั้ง.
VIOX Electric ในฐานะผู้ผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าชั้นนำ นำเสนอ CT และ PT ที่ครอบคลุมซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานสากล IEC และ ANSI/IEEE ผลิตภัณฑ์ของเราได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อความแม่นยำ ความทนทาน และประสิทธิภาพในการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่สถานีย่อยของสาธารณูปโภคไปจนถึงโรงงานอุตสาหกรรมและโรงงานพลังงานหมุนเวียน.
เมื่อคุณต้องการหม้อแปลงเครื่องมือที่ให้ความแม่นยำและความน่าเชื่อถือที่เหนือกว่า ร่วมมือกับ VIOX ติดต่อทีมเทคนิคของเราเพื่อขอความช่วยเหลือส่วนบุคคลในการเลือกหม้อแปลงที่เหมาะสมกับความต้องการเฉพาะของคุณ.
