ตัวปรับแต่งขั้วไฟฟ้าแบบปิดวงจรกับแบบจ่ายไฟขณะทำงาน: ความแตกต่างคืออะไร?

อะไรคือ หม้อแปลง ตัวปรับแต่งขั้วไฟฟ้าคืออะไร?

ตัวปรับแต่งขั้วไฟฟ้าของหม้อแปลงคืออุปกรณ์ที่เปลี่ยนจำนวนรอบที่มีผลในการพันขดลวดข้างใดข้างหนึ่งของหม้อแปลง การเปลี่ยนจำนวนรอบจะส่งผลให้อัตราส่วนของหม้อแปลงเปลี่ยนไป จึงสามารถปรับค่าแรงดันข้างรองได้

ความสัมพันธ์พื้นฐานของหม้อแปลงสามารถแสดงได้ดังนี้:

V₁ / V₂ ≈ N₁ / N₂

ที่ไหน:

V₁ คือแรงดันข้างต้น
V₂ คือแรงดันข้างรอง
N₁ คือจำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิ
N₂ คือจำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิ

อุปกรณ์ปรับแต่งการเปลี่ยนหม้อแปลงมักติดตั้งอยู่ที่ขดลวดแรงดันสูง เนื่องจากกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านด้านนั้นมีค่าน้อยกว่า ทำให้สามารถลดภาระงานของการสลับวงจรและขนาดทางกายภาพของอุปกรณ์ปรับแต่งการเปลี่ยนหม้อแปลงได้ อย่างไรก็ตาม ตำแหน่งที่แท้จริงของขดลวดจะขึ้นอยู่กับการออกแบบหม้อแปลงและข้อกำหนดของระบบ

อุปกรณ์ปรับแต่งการเปลี่ยนหม้อแปลงโดยทั่วไปแบ่งออกเป็นสองประเภท

1. อุปกรณ์ปรับแต่งการเปลี่ยนหม้อแปลงขณะไม่มีพลังงาน (DETC)
2. อุปกรณ์ปรับแต่งการเปลี่ยนหม้อแปลงขณะมีโหลด (OLTC)

ความแตกต่างที่สำคัญคือ สามารถปรับตำแหน่งการเปลี่ยนหม้อแปลงได้หรือไม่ในขณะที่หม้อแปลงยังมีพลังงานและจ่ายโหลดอยู่

อุปกรณ์ปรับแต่งการเปลี่ยนหม้อแปลงขณะไม่มีพลังงานคืออะไร

อุปกรณ์ปรับแต่งการเปลี่ยนหม้อแปลงขณะไม่มีพลังงานสามารถใช้งานได้ก็ต่อเมื่อหม้อแปลงถูกตัดพลังงานอย่างสมบูรณ์เท่านั้น

ยังมีชื่อเรียกอื่นอีกทั่วไปว่า

• DETC หรือตัวปรับแต่งจุดรับไฟฟ้าขณะไม่มีพลังงาน
• ตัวปรับแต่งจุดรับไฟฟ้าขณะตัดวงจร
• ตัวปรับแต่งจุดรับไฟฟ้าขณะไม่มีโหลด
• ตัวปรับแต่งจุดรับไฟฟ้าขณะไม่จ่ายโหลด

คำเหล่านี้บางครั้งใช้แทนกันได้ในตลาด แต่คำว่า “ตัวปรับแต่งจุดรับไฟฟ้าขณะไม่มีพลังงาน” ให้คำอธิบายที่ชัดเจนที่สุด เพราะระบุเงื่อนไขความปลอดภัยหลักไว้โดยตรง นั่นคือ หม้อแปลงจะต้องไม่มีพลังงานขณะปฏิบัติการ

ก่อนเปลี่ยนตำแหน่งจุดรับไฟฟ้า ผู้ปฏิบัติงานต้องแยกหม้อแปลงออกจากรายการแหล่งจ่ายไฟฟ้าทั้งหมด ดำเนินการล็อกเอาต์และแท็กเอาต์ตามข้อกำหนดที่จำเป็น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีแรงดันไฟฟ้าอยู่ และปฏิบัติตามคำแนะนำของผู้ผลิตหม้อแปลง

เหตุใดจึงไม่สามารถปฏิบัติการ DETC ขณะมีพลังงานได้

ตัวปรับแต่งจุดรับไฟฟ้าขณะไม่มีพลังงานแบบทั่วไปไม่ได้ออกแบบมาเพื่อสร้างหรือตัดกระแสโหลด

ระหว่างการเปลี่ยนจุดรับไฟฟ้า ขั้วต่อของอุปกรณ์อาจตัดการเชื่อมต่อกับจุดรับไฟฟ้าหนึ่งชั่วคราว ก่อนจะสร้างการเชื่อมต่อใหม่กับจุดถัดไป หากหม้อแปลงยังมีพลังงานอยู่ การกระทำนี้อาจก่อให้เกิดประกายไฟฟ้าระหว่างขั้วต่อ

ผลที่อาจเกิดขึ้น ได้แก่

• ขั้วต่อที่ไหม้หรือสึกกร่อน;
• การเกิดคาร์บอนบนวัสดุฉนวนหรือน้ำมัน;
• วงจรลัดภายใน;
• ความล้มเหลวของตัวปรับแต่งแรงดัน;
• ความเสียหายต่อหม้อแปลง;
• อันตรายจากไฟไหม้หรือต่อบุคลากร

ด้วยเหตุนี้ หัวจ่ายแรงดันแบบปิดวงจร (DETC) ห้ามใช้งานเพียงเพราะหม้อแปลงดูเหมือนจะมีภาระเบาเท่านั้น ต้องใช้งานเฉพาะภายใต้สภาวะที่ตัดกระแสไฟฟ้าแล้วตามที่ผู้ผลิตกำหนดไว้

ข้อได้เปรียบของหัวจ่ายแรงดันแบบปิดวงจร

หัวจ่ายแรงดันแบบปิดวงจร (DETC) มีโครงสร้างเชิงกลและไฟฟ้าที่ค่อนข้างเรียบง่าย

ข้อได้เปรียบหลักโดยทั่วไปประกอบด้วย:

• ต้นทุนเริ่มต้นต่ำกว่า;
• โครงสร้างขนาดกะทัดรัด;
• ส่วนประกอบที่เคลื่อนไหวน้อยกว่า;
• ความต้องการในการบำรุงรักษาต่ำ;
• ความน่าเชื่อถือทางกลสูง;
• การควบคุมด้วยมือแบบง่าย;
• เหมาะสำหรับการปรับแรงดันไฟฟ้าเป็นครั้งคราวเท่านั้น

ตัวปรับแต่งตำแหน่งขดลวดแบบปิดวงจร (DETC) มักเหมาะสมเมื่อแรงดันไฟฟ้าจ่ายมีความเสถียรค่อนข้างสูง และตำแหน่งขดลวดของหม้อแปลงจำเป็นต้องเลือกเพียงครั้งเดียวในระหว่างการติดตั้ง การทดสอบระบบ การบำรุงรักษาตามฤดูกาล หรือการหยุดดำเนินการตามแผน

ข้อจำกัดของตัวปรับแต่งตำแหน่งขดลวดแบบปิดวงจร

ข้อจำกัดหลักคือ การปรับตำแหน่งขดลวดจำเป็นต้องนำหม้อแปลงออกจากการให้บริการชั่วคราว

ดังนั้น เครื่องปรับแต่งจุดต่อแบบไม่มีไฟฟ้าจึงไม่เหมาะสำหรับกรณีต่อไปนี้:

• แรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงบ่อย;
• โหลดมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในระหว่างวัน;
• การผลิตต้องดำเนินต่อเนื่องโดยไม่หยุดชะงัก;
• แรงดันไฟฟ้าต้องคงที่อยู่ภายในช่วงการทำงานที่แคบ;
• จำเป็นต้องควบคุมระยะไกลหรือควบคุมอัตโนมัติ;
• การผลิตพลังงานหมุนเวียนก่อให้เกิดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าบ่อยครั้ง

เครื่องปรับแต่งจุดต่อแบบไม่มีไฟฟ้ายังไม่สามารถปรับค่าแรงดันไฟฟ้าโดยอัตโนมัติได้ เว้นแต่ผู้ปฏิบัติงานจะปิดหม้อแปลงไฟฟ้าลงและเลือกตำแหน่งใหม่ด้วยตนเอง

เครื่องปรับแต่งจุดต่อขณะมีโหลดคืออะไร

เครื่องปรับแต่งจุดต่อขณะมีโหลดสามารถเปลี่ยนอัตราส่วนของหม้อแปลงไฟฟ้าได้ในขณะที่หม้อแปลงยังมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านและยังรับโหลดอยู่

มักย่อว่า OLTC ในบางตลาด คำว่า load tap changer หรือ LTC ก็ใช้เช่นกัน

OLTC ทำหน้าที่ถ่ายโอนกระแสโหลดจากขดลวดที่ต่อกับแทปหนึ่งไปยังแทปที่อยู่ติดกันโดยไม่ต้องตัดการจ่ายไฟ ความสามารถนี้ทำให้ OLTC เหมาะสำหรับระบบไฟฟ้าที่ต้องการการปรับแรงดันบ่อยครั้ง อัตโนมัติ หรือควบคุมจากระยะไกล

มาตรฐาน IEC 60214 ครอบคลุมข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพและวิธีการทดสอบสำหรับอุปกรณ์เปลี่ยนแทปขณะมีโหลดและขณะไม่มีโหลด ตามหลักการประยุกต์ใช้ของ IEC OLTC ถูกออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนอัตราส่วนของหม้อแปลงขณะที่หม้อแปลงมีพลังงานและมีโหลดโดยไม่ต้องตัดการจ่ายไฟ

การประยุกต์ใช้ OLTC ทั่วไป

หม้อแปลงแบบเปลี่ยนแทปขณะมีโหลดมักใช้ใน:

• สถานีไฟฟ้าย่อยระดับส่งกำลัง;
• สถานีจ่ายไฟฟ้า;
• โรงไฟฟ้า;
• โรงงานผลิตเหล็กและโลหกรรม;
• เหมืองแร่;
• ศูนย์ข้อมูล;
• โรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่;
• โครงการพลังงานหมุนเวียน;
• โครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ;
• สถานที่ที่มีโหลดที่ไวต่อการหยุดชะงักของกระแสไฟฟ้า;

---

ตัวปรับแต่งแรงดันขณะจ่ายไฟทำงานอย่างไร

อุปกรณ์ปรับแต่งแรงดันขณะจ่ายไฟ (OLTC) ต้องดำเนินการสองภาระงานพร้อมกัน

1. รักษาเส้นทางกระแสโหลดไว้ระหว่างการเปลี่ยนขั้วต่อ
2. ป้องกันไม่ให้เกิดกระแสไหลเวียนเกินขนาดระหว่างขั้วต่อที่อยู่ติดกัน

ขั้วต่อของหม้อแปลงที่อยู่ติดกันมีศักย์ไฟฟ้าต่างกัน การเชื่อมต่อโดยตรงจะทำให้เกิดกระแสไหลเวียนซึ่งอาจมีค่าสูงพอที่จะทำลายขดลวดหรืออุปกรณ์ควบคุมการเปลี่ยนขั้วต่อ

ดังนั้น อุปกรณ์ปรับแต่งแรงดันขณะจ่ายไฟ (OLTC) จึงใช้กระบวนการเปลี่ยนผ่านแบบควบคุม

การสลับแบบสร้างก่อนตัด

อุปกรณ์ปรับแต่งแรงดันขณะจ่ายไฟ (OLTC) ทั่วไปจะสร้างการเชื่อมต่อกับขั้วต่อถัดไปก่อนที่จะตัดการเชื่อมต่อกับขั้วต่อเดิมอย่างสมบูรณ์ หลักการปฏิบัตินี้มักเรียกว่า สร้างก่อนตัด .

ในช่วงเวลาเปลี่ยนผ่านสั้น ๆ อุปกรณ์ปรับแต่งแรงดันขณะจ่ายไฟ (OLTC) อาจเชื่อมต่อกับขั้วต่อที่อยู่ติดกันสองขั้วพร้อมกัน

จะมีการใส่ความต้านทานเพื่อจำกัดกระแสไหลเวียนระหว่างขั้วต่อทั้งสองนี้ ทั้งนี้ ค่าความต้านทานในการเปลี่ยนผ่านนี้อาจมีลักษณะต่างกันไปตามการออกแบบของอุปกรณ์ปรับแต่งแรงดันขณะจ่ายไฟ (OLTC)

• ตัวต้านทานแบบเปลี่ยนช่วง;
• ขดลวดเหนี่ยวนำแบบเปลี่ยนช่วง ซึ่งบางครั้งเรียกว่าหม้อแปลงอัตโนมัติแบบป้องกัน

บริษัทเมกก์เกอร์อธิบายกระบวนการ OLTC ว่าเป็นการเชื่อมต่อแท็ปที่อยู่ติดกันก่อนจะตัดแท็ปที่รับภาระโหลด โดยใช้ความต้านทานหรือความเหนี่ยวนำเพื่อจำกัดกระแสไหลเวียนขณะที่แท็ปทั้งสองเชื่อมต่อกันชั่วคราว

ลำดับการทำงานแบบ OLTC ที่ใช้ตัวต้านทานโดยทั่วไป

แม้ว่าลำดับที่แน่นอนจะขึ้นอยู่กับการออกแบบ OLTC แต่การดำเนินการแบบใช้ตัวต้านทานที่เรียบง่ายคือ:

1. หม้อแปลงรับภาระโหลดผ่านแท็ปปัจจุบัน
2. ขั้วต่อแบบเปลี่ยนช่วงเชื่อมต่อแท็ปถัดไปผ่านตัวต้านทานแบบเปลี่ยนช่วง
3. แท็ปทั้งสองเชื่อมต่อกันชั่วคราว ในขณะที่ตัวต้านทานจำกัดกระแสไหลเวียน
4. เส้นทางกระแสหลักถ่ายโอนไปยังแท็ปใหม่
5. แท็ปเดิมถูกตัดการเชื่อมต่อ
6. ตัวต้านทานการเปลี่ยนผ่านถูกนำออกจากวงจร
7. อุปกรณ์ปรับแรงดันแบบมีโหลดทำงานเสร็จสิ้นที่ตำแหน่งให้บริการใหม่

ตัวต้านทานการเปลี่ยนผ่านใช้งานได้เพียงช่วงเวลาสั้น ๆ ขณะเปลี่ยนสถานะเท่านั้น และไม่ได้ออกแบบมาให้เชื่อมต่ออยู่ตลอดเวลาในตำแหน่งให้บริการปกติ

อุปกรณ์ปรับแรงดันแบบมีโหลดรุ่นใหม่อาจใช้ขั้วไฟฟ้าแบบเกิดอาร์กแบบดั้งเดิม ตัวตัดสุญญากาศ การเปลี่ยนผ่านด้วยตัวต้านทาน การเปลี่ยนผ่านด้วยขดลวดเหนี่ยวนำ หรือการจัดวางแบบเฉพาะของผู้ผลิต

---

ส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์ปรับแรงดันแบบมีโหลด

อุปกรณ์ปรับแรงดันแบบมีโหลดชนิดตัวต้านทานแบบดั้งเดิมอาจประกอบด้วย

ตัวเลือกจุดรับกระแส

ตัวเลือกจุดรับกระแสระบุจุดรับกระแสถัดไปบนขดลวด โดยปกติจะทำหน้าที่เลือกจุดรับกระแสโดยไม่ต้องสลับกระแสโหลดเต็ม

ตัวสลับกระแส

ตัวสลับกระแสทำหน้าที่ถ่ายโอนกระแสโหลดจากจุดรับกระแสเดิมไปยังจุดรับกระแสที่เลือกไว้

ตัวต้านทานสำหรับการเปลี่ยนสถานะ

ตัวต้านทานสำหรับการเปลี่ยนสถานะทำหน้าที่จำกัดกระแสไหลเวียนขณะที่ขั้วต่อสองขั้วที่อยู่ติดกันถูกเชื่อมชั่วคราว

ตัวเลือกการสลับแบบเปลี่ยนทาง

ตัวเลือกการสลับแบบย้อนกลับหรือแบบหยาบ/ละเอียดอาจขยายขอบเขตการปรับค่าโดยไม่จำเป็นต้องมีจำนวนการต่อขดลวดปรับค่ามากเกินไป

กลไกขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์

กลไกขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์จัดหาพลังงานและลำดับการควบคุมที่จำเป็นเพื่อดำเนินการเปลี่ยนขั้วต่อให้เสร็จสมบูรณ์

ขึ้นอยู่กับการออกแบบ ตัวปรับแรงดันแบบไม่ตัดโหลด (OLTC) อาจประกอบด้วย:

• ตัวบ่งชี้ตำแหน่ง;
• สวิตช์จำกัดแบบกลไกและแบบไฟฟ้า;
• เครื่องนับจำนวนการใช้งาน;
• การควบคุมแบบท้องถิ่นและระยะไกล
• รีเลย์ปรับแรงดันอัตโนมัติ
• ตัวบ่งชี้ระดับน้ำมัน
• ระบบป้องกันที่ใช้แรงดันหรือก๊าซเป็นตัวขับเคลื่อน
• การตรวจสอบอุณหภูมิ
• อุปกรณ์ตรวจสอบสภาพการทำงานแบบออนไลน์

ไม่ใช่ตัวควบคุมการเปลี่ยนแท็ปแบบออฟไลน์ทุกตัวที่มีส่วนประกอบเหมือนกัน ตัวอย่างเช่น ตัวควบคุมการเปลี่ยนแท็ปแบบสุญญากาศและแบบแห้งอาจมีการจัดเรียงของวงจรสวิตช์และฉนวนที่แตกต่างกัน

---

การเปลี่ยนแท็ปส่งผลต่อแรงดันข้างรองอย่างไร

สำหรับหม้อแปลงที่มีแท็ปควบคุมอยู่ที่ขดลวดแรงดันสูง และมีแรงดันป้อนเข้าข้างต้นคงที่โดยประมาณ

• การเพิ่มจำนวนรอบของขดลวดแรงดันสูงอย่างมีประสิทธิภาพจะทำให้อัตราส่วนเพิ่มขึ้น และโดยทั่วไปจะลดแรงดันข้างรอง
• การลดจำนวนรอบของขดลวดแรงดันสูงที่มีผลทำให้อัตราส่วนลดลง และโดยทั่วไปจะทำให้แรงดันข้างรองเพิ่มขึ้น

กล่าวโดยสรุป:

v₂ ≈ V₁ × (N₂/N₁)

หาก V₁ และ N₂ คงที่:

• การเพิ่ม N₁ จะทำให้ V₂ ลดลง
• การลด N₁ จะทำให้ V₂ เพิ่มขึ้น

อย่างไรก็ตาม คำเช่น “raise tap”, “lower tap”, “tap up” และ “tap down” ไม่มีความหมายที่สอดคล้องกันทั่วโลก ความหมายของแต่ละคำอาจขึ้นอยู่กับผู้ผลิต ข้อตกลงของหน่วยงานไฟฟ้า รูปแบบการจัดเรียงขดลวด ระบบควบคุม หรือวิธีการกำหนดหมายเลขตำแหน่ง

ผู้ปฏิบัติงานจึงควรอ้างอิงจาก:

• ป้ายชื่อหม้อแปลง
• แผนผังตำแหน่งแท็ป
• แผนผังวงจรควบคุม
• คู่มือการใช้งาน OLTC;
• ขั้นตอนการปฏิบัติงานที่ได้รับการรับรอง

พวกเขาไม่ควรสมมุติทิศทางของแรงดันไฟฟ้าโดยอิงจากหมายเลขตำแหน่งแทปเพียงอย่างเดียว

---

DETC กับ OLTC: ความแตกต่างหลัก

ค่าใช้จ่าย ขนาด ช่วงเวลาการบำรุงรักษา และความสามารถในการทำงานที่แน่นอนนั้นขึ้นอยู่กับอันดับกำลังของหม้อแปลง ระดับแรงดัน ช่วงการปรับแต่งแท็ป เทคโนโลยีการเปลี่ยนแท็ป และผู้ผลิต โดยอัตราส่วนราคาคงที่ระหว่างหม้อแปลง DETC กับหม้อแปลง OLTC ไม่ควรถือเป็นกฎทั่วไป

---

เหตุใดจึงควรเลือกหม้อแปลงแบบปรับแท็ปขณะจ่ายไฟ

1. การควบคุมแรงดันโดยไม่ต้องหยุดระบบตามปกติ

ข้อได้เปรียบหลักของหม้อแปลง OLTC คือสามารถปรับอัตราส่วนของหม้อแปลงได้โดยไม่จำเป็นต้องนำหม้อแปลงออกจากการให้บริการในแต่ละครั้งที่ดำเนินการเปลี่ยนแท็ป

สิ่งนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในกรณีที่การหยุดระบบตามแผนอาจส่งผลกระทบต่อ:

• การผลิตแบบต่อเนื่อง
• โครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ;
• ระบบคอมพิวเตอร์และการสื่อสาร
• โรงพยาบาล
• ระบบรถไฟฟ้า;
• การดำเนินงานด้านการทำเหมือง;
• ลูกค้าภาคสาธารณูปโภค

อุปกรณ์ OLTC ช่วยรักษาความต่อเนื่องของการจ่ายไฟ แต่ไม่สามารถรับประกันได้ว่าระบบไฟฟ้าจะไม่เกิดภาวะไฟดับเลย ความผิดปกติของหม้อแปลงไฟฟ้า การทำงานของระบบป้องกัน ความล้มเหลวของส่วนที่อยู่เหนือขึ้นไป การบำรุงรักษา และเหตุการณ์อื่น ๆ ภายในระบบยังคงอาจทำให้การจ่ายไฟหยุดชะงักได้

2. การปรับปรุงความสอดคล้องของแรงดันไฟฟ้า

แรงดันไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากโหลดที่แปรผัน ความต้านทานเชิงซ้อนของสายส่ง ทิศทางของการไหลของกำลังไฟฟ้า กำลังการผลิตของแหล่งกำเนิดไฟฟ้า และสภาพเครือข่ายที่อยู่เหนือขึ้นไป

อุปกรณ์ OLTC สามารถช่วยรักษาแรงดันไฟฟ้าที่จุดควบคุมให้อยู่ภายในช่วงที่กำหนดไว้ การรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้สนับสนุน:

• การปฏิบัติงานของอุปกรณ์อย่างเหมาะสม;
• คุณภาพของพลังงาน;
• ประสิทธิภาพของมอเตอร์;
• อายุการใช้งานของฉนวน;
• ความสอดคล้องของแรงดันไฟฟ้าสำหรับลูกค้า;
• ความมั่นคงในการดำเนินงานของระบบ

3. การประสานงานที่ดีขึ้นกับการชดเชยกำลังปฏิบัติ

กำลังปฏิบัติที่ปล่อยออกมาจากตัวเก็บประจุแบบขนานมีค่าโดยประมาณสัดส่วนกับกำลังสองของแรงดันไฟฟ้าในการดำเนินงาน:

q ∝ V²

หากแรงดันไฟฟ้าลดลง ธนาคารตัวเก็บประจุจะผลิตกำลังปฏิบัติน้อยลง หากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มสูงเกินไป กำลังปฏิบัติที่ผลิตออกมาก็จะเพิ่มขึ้น และอาจก่อให้เกิดภาวะแรงดันเกินหรือการชดเชยเกิน

การประสานงานการควบคุม OLTC กับธนาคารตัวเก็บประจุ รีแอคเตอร์ เครื่องชดเชยกำลังปฏิบัติแบบสถิต (STATCOM) และแหล่งพลังงานที่ใช้อินเวอร์เตอร์ สามารถปรับปรุงการจัดการแรงดันไฟฟ้าและกำลังปฏิบัติโดยรวมได้

กลยุทธ์การควบคุมจำเป็นต้องออกแบบอย่างรอบคอบ การประสานงานที่ไม่ดีอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนตำแหน่งแทปบ่อยเกินไป การสลับตัวเก็บประจุ การสั่นสะเทือนของการควบคุม หรือการไหลของกำลังปฏิบัติในทิศทางที่ไม่พึงประสงค์

4. การสูญเสียพลังงานในเครือข่ายลดลงในบางสภาวะการดำเนินงาน

การรักษาแรงดันระบบให้อยู่ในช่วงการทำงานที่เหมาะสม อาจช่วยลดกระแสไฟฟ้าเกินขนาดและหลีกเลี่ยงการสูญเสียพลังงานบางส่วนในเครือข่าย

อย่างไรก็ตาม การระบุว่าการปรับแต่งตัวควบคุมแรงดันแบบมีโหลด (OLTC) ทุกครั้งจะทำให้การสูญเสียลดลงโดยอัตโนมัตินั้น เป็นการกล่าวที่กว้างเกินไป ผลลัพธ์ที่แท้จริงขึ้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้

• ลักษณะของภาระโหลด
• ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์
• อิมพีแดนซ์ของสายส่ง
• ความต้องการพลังงานที่แปรผันตามแรงดัน
• การสูญเสียพลังงานในหม้อแปลง
• การไหลของพลังงานปฏิกิริยา
• การผลิตไฟฟ้าแบบกระจาย
• เป้าหมายในการควบคุม

ดังนั้น กลยุทธ์การควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบทันสมัยจึงพิจารณาปัจจัยมากกว่าแรงดันไฟฟ้าเพียงอย่างเดียว

5. การดำเนินการจากระยะไกลและแบบอัตโนมัติ

เครื่องปรับแรงดันไฟฟ้าขณะจ่ายโหลด (OLTC) สามารถควบคุมได้โดย:

• ปุ่มกดในสถานที่
• ระบบควบคุมจากระยะไกล
• SCADA
• รีเลย์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบอัตโนมัติ
• ระบบอัตโนมัติของสถานีไฟฟ้าย่อยที่ประสานงานกัน

การควบคุมแบบอัตโนมัติช่วยให้ระบบควบคุมสามารถเปรียบเทียบค่าแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้กับค่าเป้าหมาย และส่งคำสั่งเพิ่มหรือลดแรงดันหลังจากผ่านช่วงเวลาหน่วงที่กำหนดไว้และเงื่อนไขของแถบความไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลง (deadband) ได้รับการปฏิบัติตามแล้ว

แถบความไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลง (deadband) และช่วงเวลาหน่วงช่วยป้องกันการดำเนินการที่ไม่จำเป็นซึ่งเกิดจากความเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าที่มีขนาดเล็กหรือเกิดขึ้นชั่วคราว

---

ควรหลีกเลี่ยงการใช้งาน OLTC ในกรณีใดบ้าง

ไม่มีรายการทั่วไปเพียงรายการเดียวที่สามารถใช้ได้กับ OLTC ทุกตัว การใช้งานที่อนุญาตขึ้นอยู่กับค่ากระแสผ่านที่ระบุไว้ ลักษณะการออกแบบ ระบบป้องกัน คู่มือการปฏิบัติงาน สภาพของหม้อแปลง และขั้นตอนการปฏิบัติงานเฉพาะสถานที่

ผู้ปฏิบัติงานต้องปฏิบัติตามคำแนะนำที่ผู้ผลิตหม้อแปลงและผู้ผลิต OLTC จัดให้

อาจจำเป็นต้องปิดกั้นหรือระงับการเปลี่ยนตำแหน่งแท็ปในสภาวะดังต่อไปนี้

กระแสไฟฟ้าเกินค่าที่กำหนดสำหรับการเปลี่ยนตำแหน่งแท็ป

OLTC แต่ละตัวมีค่ากระแสผ่านที่ระบุไว้และมีความสามารถในการใช้งานที่กำหนดไว้ หากกระแสไฟฟ้าของหม้อแปลงเกินค่าที่กำหนดสำหรับการเปลี่ยนตำแหน่งแท็ป การสลับตำแหน่งอาจทำให้ส่วนประกอบที่นำกระแส เช่น ขั้วสัมผัสสำหรับเปลี่ยนตำแหน่ง อุปกรณ์ตัดกระแสแบบสุญญากาศ ตัวต้านทานสำหรับเปลี่ยนตำแหน่ง หรือส่วนประกอบอื่นๆ เกิดความเครียดมากเกินไป

OLTC บางรุ่นมีความสามารถในการทำงานเกินภาระที่ระบุไว้ ขณะที่บางรุ่นต้องถูกปิดกั้นเมื่อกระแสไฟฟ้าเกินเกณฑ์ที่ตั้งไว้ การใช้งานเกินภาระจึงควรประเมินจากค่าความสามารถเฉพาะของ OLTC ตัวนั้น ๆ และคู่มือของผู้ผลิต ไม่ใช่จากกฎทั่วไป

สัญญาณเตือนการป้องกันตัวควบคุมแรงดันแบบไม่ปกติ

ตัวควบคุมแรงดันแบบจุ่มในน้ำมันอาจมีรีเลย์ความดันเฉพาะ รีเลย์การไหลของน้ำมัน อุปกรณ์ที่ทำงานจากก๊าซ หรืออุปกรณ์ป้องกันอื่นๆ

สัญญาณเตือนอาจบ่งชี้ถึงการเกิดอาร์ก การสร้างก๊าซ ปัญหาในระบบหล่อลื่น หรือเงื่อนไขภายในผิดปกติอื่นๆ ห้ามดำเนินการเปลี่ยนตำแหน่งต่อจนกว่าจะตรวจสอบสาเหตุตามคู่มือการปฏิบัติงาน

ระบบป้องกันมีความแตกต่างกันไปตามประเภทของตัวควบคุมแรงดัน ได้แก่ แบบน้ำมันทั่วไป แบบสุญญากาศ แบบฉนวนด้วยก๊าซ และแบบแห้ง

สารฉนวนไม่เพียงพอ

สำหรับตัวควบคุมแรงดันที่ใช้น้ำมันเป็นฉนวน การทำงานอาจถูกห้ามหาก:

• ระดับน้ำมันต่ำกว่าช่วงที่กำหนด;
• ความต้านทานแรงดันไฟฟ้าไม่อยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้;
• น้ำมันปนเปื้อนอย่างรุนแรง;
• ตรวจพบการรั่วซึม;
• ระบบช่องเก็บน้ำมันหรือระบบแรงดันผิดปกติ

เงื่อนไขเหล่านี้ไม่ใช้กับเทคโนโลยีตัวปรับแต่งระดับแรงดันแบบต่าง ๆ อย่างเดียวกันทุกกรณี

การบ่งชี้ตำแหน่งหรือการขับเคลื่อนผิดปกติ

ควรหยุดการดำเนินการทันทีหาก OLTC แสดงสัญญาณดังต่อไปนี้

• การเปลี่ยนระดับแรงดันไม่สมบูรณ์
• ตำแหน่งที่แสดงไม่ตรงกับตำแหน่งจริง
• ระบบขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ล้มเหลว
• ส่วนประกอบกลไกติดขัด
• เกิดเสียงผิดปกติ
• เกิดการตัดวงจรเพื่อป้องกันซ้ำ ๆ
• สวิตช์จำกัดที่เสียหาย;
• ตัวนับการดำเนินงานหรือความผิดปกติของเวลา

การสั่งการซ้ำๆ ไปยัง OLTC ที่ติดขัดหรือไม่สมบูรณ์ อาจทำให้ความเสียหายรุนแรงขึ้น

ถึงขีดจำกัดการบำรุงรักษาแล้ว

OLTC ได้กำหนดเกณฑ์การตรวจสอบหรือการบำรุงรักษาตามปัจจัยต่างๆ เช่น:

• จำนวนครั้งที่ดำเนินการ;
• กระแสไฟฟ้าที่สลับ;
• การสึกหรอของคอนแทค;
• สภาพน้ำมัน;
• ระยะเวลาในการใช้งาน;
• คำแนะนำจากผู้ผลิต;
• ผลการตรวจสอบสภาพ

หากถึงเกณฑ์การบำรุงรักษาแล้ว การดำเนินการต่ออาจไม่ได้รับอนุญาตจนกว่าจะเสร็จสิ้นการตรวจสอบหรือบริการที่จำเป็น

---

เหตุใดกระแสไฟฟ้าสูงจึงอาจเป็นอันตรายระหว่างการเปลี่ยนแต้ม (tap change)

ในช่วงการเปลี่ยนแต้มแบบตัวต้านทาน (resistor-type OLTC) ระบบสวิตช์ต้องรับกระแสโหลดของหม้อแปลงไว้ด้วย ขณะเดียวกันก็ควบคุมกระแสไหลเวียน (circulating current) ระหว่างแต้มที่อยู่ติดกัน

องค์ประกอบที่ใช้ในการเปลี่ยนแต้มจะได้รับความเครียดทั้งด้านไฟฟ้าและด้านความร้อนร่วมกัน หากกระแสที่ใช้งานสูงกว่าความสามารถในการสลับแต้มที่กำหนดไว้สำหรับ OLTC ความเครียดที่เกิดขึ้นกับคอนแทคและตัวต้านทานที่ใช้ในการเปลี่ยนแต้มอาจสูงเกินขีดจำกัดการออกแบบ

ผลที่อาจเกิดขึ้น ได้แก่

• การสึกหรอของคอนแทคมากเกินไป
• ความร้อนสูงเกินไป
• การลุกไหม้ของอาร์กอย่างรุนแรง
• ความเสียหายต่อตัวต้านทานที่ใช้ในการเปลี่ยนแต้ม
• การสลายตัวของน้ำมัน
• แรงดันเพิ่มขึ้น
• การดำเนินการป้องกัน
• ความล้มเหลวของอุปกรณ์ปรับแต่งแรงดันแบบไม่ตัดไฟ (OLTC) หรือหม้อแปลงไฟฟ้า

นี่คือเหตุผลที่ระบบควบคุมหม้อแปลงไฟฟ้าหลายระบบจึงมีฟังก์ชันบล็อกกระแสเกินสำหรับคำสั่งปรับระดับแรงดันโดยอัตโนมัติ

อย่างไรก็ตาม ค่าที่ใช้บล็อกนั้นต้องอิงตามค่ากำหนดจริงของอุปกรณ์ปรับแต่งแรงดันแบบไม่ตัดไฟ (OLTC) การออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้า การตั้งค่ารีเลย์ และคำแนะนำจากผู้ผลิต

---

วิธีเลือกระหว่าง DETC กับ OLTC

อุปกรณ์ปรับแต่งแรงดันแบบตัดไฟ (DETC) อาจเป็นทางเลือกที่เหมาะสมกว่าเมื่อ

• แรงดันขาเข้ามีความเสถียร
• การปรับระดับแรงดันมีความจำเป็นน้อยมาก
• การปิดระบบตามกำหนดเวลาเป็นสิ่งที่ยอมรับได้
• ความเรียบง่ายมีความสำคัญสูงสุด
• การควบคุมแบบอัตโนมัติไม่จำเป็น
• ต้นทุนเริ่มต้นที่ต่ำมีความสำคัญ

เครื่องปรับแต่งแรงดันขณะจ่ายโหลดอาจเหมาะสมกว่าเมื่อ:

• แรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงบ่อย
• โหลดมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก
• ความต่อเนื่องของการจ่ายไฟมีความสำคัญ
• ต้องการการควบคุมแรงดันแบบอัตโนมัติ
• ต้องการการควบคุมจากระยะไกล
• การผลิตพลังงานหมุนเวียนส่งผลต่อแรงดันไฟฟ้า
• บัสที่ควบคุมต้องรักษาอยู่ภายในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่แคบ

การตัดสินใจควรพิจารณาความต้องการตลอดอายุการใช้งาน ไม่ใช่เพียงราคาเริ่มต้นของหม้อแปลงเท่านั้น

ปัจจัยสำคัญที่ใช้ประเมิน ได้แก่

• ช่วงการปรับแรงดันไฟฟ้า
• จำนวนและขนาดของขั้นการปรับแต่ง (tap steps)
• กระแสผ่านสูงสุด
• ความถี่ของการดำเนินการ
• ลักษณะภาระโหลด
• ภาระกระแสลัดวงจร
• ระดับฉนวน
• ทรัพยากรสำหรับการบำรุงรักษา;
• ข้อกำหนดด้านการควบคุมและการสื่อสาร;
• ความน่าเชื่อถือที่จำเป็น;
• เงื่อนไขด้านสิ่งแวดล้อม;
• มาตรฐานที่ใช้บังคับ

คำถามที่พบบ่อย

สามารถปรับเปลี่ยนตำแหน่งตัวจ่ายแรงดันแบบไม่มีพลังงาน (de-energized tap changer) ได้หรือไม่ เมื่อหม้อแปลงไม่มีโหลดแต่ยังมีกระแสไฟฟ้าป้อนอยู่?

โดยปกติแล้ว ไม่สามารถทำได้

ตัวจ่ายแรงดันแบบไม่มีพลังงานโดยทั่วไปจำเป็นต้องตัดแหล่งจ่ายไฟฟ้าออกจากหม้อแปลงอย่างสมบูรณ์ ไม่ใช่เพียงแค่ปล่อยให้ไม่มีโหลดเท่านั้น แม้หม้อแปลงจะยังมีกระแสไฟฟ้าป้อนอยู่ ก็อาจยังมีแรงดันปรากฏอยู่ที่ขั้วต่อของตัวจ่ายแรงดัน แม้กระแสโหลดที่ขดลวดรองจะต่ำมากหรือไม่มีเลยก็ตาม

ต้องปฏิบัติตามขั้นตอนการแยกวงจรตามที่ผู้ผลิตกำหนดเสมอ

ระบบปรับแรงดันขณะจ่ายไฟ (OLTC) ทำให้หม้อแปลงสามารถจ่ายไฟต่อเนื่องได้หรือไม่?

ลำดับที่

การปรับแต่งแบบ OLTC ช่วยหลีกเลี่ยงการหยุดให้บริการเพียงเพื่อการปรับแต่งระดับทั่วไปเท่านั้น ไม่ได้ป้องกันระบบจากความล้มเหลวของหม้อแปลง ระบบเครือข่าย อุปกรณ์ป้องกัน หรือแหล่งจ่ายไฟด้านต้นทางทุกกรณี

สถานที่สำคัญอาจยังจำเป็นต้องมีหม้อแปลงสำ dựอง แหล่งจ่ายไฟคู่ ระบบ UPS เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ระบบสลับแหล่งจ่าย หรือมาตรการรักษาความต่อเนื่องอื่น ๆ

หม้อแปลงแบบ OLTC ทุกตัวใช้ตัวต้านทานเปลี่ยนระดับหรือไม่

ลำดับที่

หม้อแปลงแบบ OLTC หลายตัวใช้ตัวต้านทานเปลี่ยนระดับ แต่บางตัวใช้ขดลวดเหนี่ยวนำเปลี่ยนระดับ แบบที่ทันสมัยยังอาจใช้สวิตช์ตัดสุญญากาศและระบบสวิตช์เลือกระดับหรือสวิตช์เปลี่ยนเส้นทางที่แตกต่างกัน

หม้อแปลงแบบ OLTC ทำงานโดยอัตโนมัติเสมอหรือไม่

ลำดับที่

หม้อแปลงแบบ OLTC สามารถควบคุมได้ทั้งแบบด้วยมือ ควบคุมด้วยไฟฟ้าผ่านแผงควบคุมในสถานที่ ควบคุมจากระยะไกลผ่านระบบ SCADA หรือทำงานโดยอัตโนมัติผ่านรีเลย์ควบคุมแรงดัน

เลขระดับที่สูงขึ้นจะทำให้แรงดันข้างรองสูงขึ้นเสมอหรือไม่

ไม่จำเป็นเสมอไป

การกำหนดหมายเลขระดับและการเรียกชื่อแนวคิด 'เพิ่ม/ลด' อาจแตกต่างกันไป ผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องตรวจสอบแผนภูมิระดับของหม้อแปลงและเอกสารควบคุม

หม้อแปลงแบบ DETC มีความน่าเชื่อถือมากกว่าหม้อแปลงแบบ OLTC หรือไม่

ตัวปรับอัตราส่วนแบบไม่มีโหลด (DETC) มีโครงสร้างเชิงกลที่เรียบง่ายกว่า และโดยทั่วไปแล้วต้องการการบำรุงรักษาลดลง ในขณะที่ตัวปรับอัตราส่วนแบบมีโหลด (OLTC) มีความซับซ้อนมากกว่า เนื่องจากต้องเปลี่ยนกระแสโหลดโดยไม่หยุดจ่ายไฟ

อย่างไรก็ตาม ความน่าเชื่อถือที่แท้จริงขึ้นอยู่กับการออกแบบ การใช้งาน การบำรุงรักษา ภาระงานระหว่างการใช้งาน การติดตั้ง และคุณภาพของการผลิต

ควรบำรุงรักษาตัวปรับอัตราส่วนแบบมีโหลด (OLTC) บ่อยแค่ไหน

ไม่มีช่วงเวลาที่ใช้ได้ทั่วไป

การบำรุงรักษาอาจขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่ผ่านมา จำนวนครั้งที่ใช้งาน ภาระงานของกระแสที่สลับ ความสึกหรอของขั้วต่อ สภาพน้ำมัน ผลการวินิจฉัย และคำแนะนำจากผู้ผลิต ตัวปรับอัตราส่วนแบบมีโหลดที่ใช้สุญญากาศอาจมีข้อกำหนดการบำรุงรักษาที่แตกต่างจากตัวปรับอัตราส่วนแบบมีโหลดที่ใช้น้ำมันแบบดั้งเดิม

บทสรุป

ความแตกต่างระหว่างตัวปรับอัตราส่วนแบบไม่มีโหลด กับตัวปรับอัตราส่วนแบบมีโหลดนั้นชัดเจนมาก

• เอ DETC เปลี่ยนอัตราส่วนของหม้อแปลงได้เฉพาะเมื่อหม้อแปลงไม่มีพลังงาน
• หนึ่ง OLTC เปลี่ยนอัตราส่วนขณะที่หม้อแปลงมีพลังงานและกำลังจ่ายโหลด

วิศวกรรมที่อยู่เบื้องหลัง OLTC มีความซับซ้อนมากกว่า เนื่องจากต้องรักษาเส้นทางกระแสโหลดไว้ขณะจำกัดกระแสไหลเวียนระหว่างขดลวดที่เชื่อมต่อกันแบบต่อเนื่อง ซึ่งทำได้ผ่านลำดับการสลับสัญญาณที่ควบคุมอย่างแม่นยำ โดยใช้ความต้านทานหรือค่าความเหนี่ยวนำในการเปลี่ยนผ่าน ขึ้นอยู่กับการออกแบบ

DETC มีราคาประหยัด ขนาดกะทัดรัด และเหมาะสำหรับการปรับค่าไม่บ่อยนัก ส่วน OLTC เหมาะสมกว่าสำหรับงานที่ต้องการการควบคุมแรงดันไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง การควบคุมจากระยะไกล การทำงานอัตโนมัติ หรือความต่อเนื่องที่ดีขึ้นในช่วงที่เปลี่ยนตำแหน่งแทป

การเลือกสุดท้ายควรพิจารณาจากโครงข่ายไฟฟ้า ข้อกำหนดในการปฏิบัติงาน กลยุทธ์การบำรุงรักษา มาตรฐานที่เกี่ยวข้อง และต้นทุนรวมตลอดอายุการใช้งาน