เอกสารฉบับนี้จัดทำขึ้นเพื่ออธิบายการสร้างแบบจำลองและการวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะของหม้อแปลงไฟฟ้า

5.1 หลักการทำงานพื้นฐานและโครงสร้างของหม้อแปลงไฟฟ้า

5.1.1 หลักการทำงานพื้นฐานของหม้อแปลงไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้ามีผลในการบล็อกกระแสตรง

ถ้าฟลักซ์แม่เหล็กหลักเปลี่ยนแปลงตามกฎไซน์ นั่นคือ φ(t)=φ.sinot แล้วแต่ละฟิสิกส์

ค่าที่แท้จริงของปริมาณนั้นเป็นไปตามความสัมพันธ์ดังต่อไปนี้:

หากไม่คำนึงถึงความต้านทานของขดลวดและการสูญเสียในแกน กำลังไฟขั้นต้นและขั้นรองจะคงที่ดังนี้:

ดังนั้นจึงมี

อัตราส่วนจำนวนรอบ หรืออัตราส่วนจำนวนรอบของหม้อแปลงไฟฟ้า

กล่าวคือ ความจุที่ปรากฏ

จะเห็นได้ว่าหม้อแปลงไฟฟ้าทำหน้าที่แปลงกระแสไฟฟ้าไปพร้อมกับการแปลงแรงดันไฟฟ้า นอกจากนี้

หม้อแปลงไฟฟ้ายังสามารถทำหน้าที่แปลงค่าอิมพีแดนซ์ได้อีกด้วย

ค่าความต้านทานโหลดด้านรองคือ:

ถ้าดู ZI จากด้านหลัก ขนาดของมันคือ:

โครงสร้างของหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว

1- แกนแม่เหล็ก 2- โครงเหล็ก 3- ขดลวดแรงดันสูง 4- ขดลวดแรงดันต่ำ

โครงสร้างของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส

จุดต่อสำหรับขดลวดแรงดันสูงของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส

1-แกนเหล็ก 2-แอกเหล็ก

3- ขดลวดแรงดันต่ำ 4- ขดลวดแรงดันสูง

1- ป้ายชื่อ 2- เทอร์โมมิเตอร์ 3- ตัวดูดความชื้น 4- เกจวัดระดับน้ำมัน 5- ถังพักน้ำมัน 6- ช่องทางเดินอากาศเพื่อความปลอดภัย 7- รีเลย์แก๊ส 8- ท่อน้ำมันแรงดันสูง

9 - ท่อน้ำมันแรงดันต่ำ 10 - สวิตช์ก๊อก 11 - แกนถังน้ำมันเชื้อเพลิง 12 - วาล์วระบายน้ำมัน 13 - คอยล์ 14 - แผ่นกราวด์ 15 - รถเข็น

5.2 พิกัดกำลังของหม้อแปลง

➢ ความจุที่กำหนดหรือความจุที่ปรากฏ Sn;

➢แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด (หน่วย)

กระแสไฟฟ้าที่กำหนดคือ IV;

➢ความถี่ที่กำหนด fn;

➢ประสิทธิภาพที่วัดได้ ηn ;

ทั้งค่าแรงดันและค่ากระแสที่กำหนดนั้นหมายถึงค่าที่วัดได้จากสายส่ง (เช่น แรงดันสายส่งหรือกระแสสายส่ง)

ความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูลที่ได้รับการประเมินมีดังต่อไปนี้:

ในสูตร m แทนจำนวนเฟสของหม้อแปลงไฟฟ้า

U1Nφ และ I1Nφ แทนค่าเฟสของแรงดันไฟฟ้าพิกัดและกระแสไฟฟ้าพิกัด ตามลำดับ

สำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว:

สำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส:

5.3 การวิเคราะห์การทำงานขณะไม่มีโหลดของหม้อแปลงไฟฟ้า

คำนิยาม:

สภาวะไม่มีโหลดของหม้อแปลง หมายถึง สภาวะการทำงานที่ขดลวดปฐมภูมิได้รับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ และขดลวดทุติยภูมิเปิดอยู่ กล่าวคือ ด้านทุติยภูมิเปิดอยู่ (นั่นคือ กระแสไฟฟ้าเป็นศูนย์)

5.3.1 ความสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของหม้อแปลงไฟฟ้าขณะไม่มีโหลด

เขียนในรูปแบบเฟเซอร์ได้ดังนี้:

สรุปแล้ว:

ขนาดของศักย์เหนี่ยวนำในขดลวดเป็นสัดส่วนกับความถี่ จำนวนรอบของขดลวด และแอมพลิจูดของฟลักซ์แม่เหล็ก โดยที่ศักย์เหนี่ยวนำในขดลวดหม้อแปลงจะล้าหลังฟลักซ์แม่เหล็กหลัก

เมื่อจ่ายแรงดันพิกัดให้กับขดลวดปฐมภูมิ แรงดันวงจรเปิดของขดลวดทุติยภูมิจะเท่ากับแรงดันพิกัดด้านทุติยภูมิ กล่าวคือ ด้วยวิธีนี้ อัตราส่วนการแปลงของหม้อแปลงสามารถหาได้ดังนี้:

5.3.2 ค่าเทียบเท่าของพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของวงจรแม่เหล็ก

แนวคิดพื้นฐาน:

ปัญหาเกี่ยวกับวงจรแม่เหล็กในหม้อแปลงไฟฟ้าจะถูกแปลงเป็นปัญหาเกี่ยวกับวงจร จากนั้นจึงคำนวณหม้อแปลงไฟฟ้าตามทฤษฎีวงจรรวม

สำหรับอัตราการรั่วซึม:

จากนั้น X1δ หรือ L1δ สามารถใช้เพื่อสะท้อนวงจรแม่เหล็กที่รั่วไหลได้ (ทำไมถึงใช้เป็นค่าคงที่?)

สำหรับฟลักซ์หลัก:

ขั้นแรก จะมีการแนะนำแนวคิดของกระแสคลื่นไซน์เทียบเท่า และแทนที่กระแสไม่มีโหลดที่ไม่เป็นรูปคลื่นไซน์ด้วยกระแสคลื่นไซน์เทียบเท่า

(a) แผนภาพเฟเซอร์ (b) วงจรสมมูล (c) วงจรสมมูล

สำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าในอุดมคติ:

5.3.3 สมการสมดุลแรงดันขณะไม่มีโหลด แผนภาพเฟเซอร์ และแผนภาพวงจรสมมูลของหม้อแปลง

สรุปแล้ว:

ค่าตัวประกอบกำลังของด้านปฐมภูมิจะต่ำกว่าเมื่อหม้อแปลงทำงานโดยไม่มีโหลด ดังนั้น

โดยทั่วไป หม้อแปลงไฟฟ้าจะไม่รองรับการทำงานในสภาวะไม่มีโหลดหรือมีโหลดเบา

5.4 การวิเคราะห์การทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าภายใต้ภาระโหลด

หลังจากที่หม้อแปลงได้รับโหลดแล้ว กระแสไฟฟ้าด้านรองจะไม่เป็นศูนย์อีกต่อไป ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการทางแม่เหล็กไฟฟ้าภายในแกนหม้อแปลง

5.4.1 สมการสมดุลของศักย์แม่เหล็กเมื่อหม้อแปลงทำงานภายใต้ภาระ

5.4.1 สมการสมดุลของศักย์แม่เหล็กเมื่อหม้อแปลงทำงานภายใต้ภาระ

ไม่มีโหลด/มีโหลด

สูตรข้างต้นสามารถเข้าใจได้ดังนี้: เมื่อกระแสโหลดเพิ่มขึ้น ศักย์แม่เหล็ก (หรือกระแส) ที่สอดคล้องกันจะต้องเพิ่มขึ้นทางด้านปฐมภูมิเพื่อชดเชยศักย์แม่เหล็กทางด้านทุติยภูมิ เพื่อรักษาระดับฟลักซ์แม่เหล็กหรือศักย์แม่เหล็กให้คงที่ในสภาวะไม่มีโหลด ดังนั้นจึงมี:

สรุปแล้ว:

หลังจากที่หม้อแปลงเริ่มทำงาน กระแสไฟฟ้าด้านปฐมภูมิจะเพิ่มขึ้น ยิ่งโหลด (กระแสไฟฟ้า) ที่ต้องการทางด้านทุติยภูมิมากเท่าใด กระแสไฟฟ้าที่จ่ายทางด้านปฐมภูมิก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น กล่าวคือ สามารถมองได้ว่าหม้อแปลงเป็นตัวสร้างสมดุลระหว่างอุปทานและอุปสงค์

5.4.2 พารามิเตอร์ทางไฟฟ้าเทียบเท่าของวงจรแม่เหล็กรั่วไหลรองหลังจากหม้อแปลงได้รับโหลด

X₂δ หรือ Ḯ₂ สามารถใช้เพื่อสะท้อนสถานการณ์ของวงจรแม่เหล็กรั่วไหลด้านรองได้

5.4.3 ความสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อหม้อแปลงทำงานภายใต้ภาระ

5.5 สมการพื้นฐาน วงจรสมมูล และแผนภาพเฟเซอร์ของหม้อแปลงไฟฟ้า

5.5.1 สมการพื้นฐานของหม้อแปลงไฟฟ้าเทียบเท่ากับการวิเคราะห์และพารามิเตอร์ต่างๆ ในส่วนก่อนหน้า และเฟส

สมการพื้นฐานของหม้อแปลงไฟฟ้าในรูปแบบเชิงปริมาณ

5.5.2 วงจรสมมูลสำหรับการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าขณะรับโหลด

จากสมการพื้นฐานที่กล่าวมาข้างต้น สามารถทำการวิเคราะห์และคำนวณหม้อแปลงไฟฟ้าได้หลากหลายวิธี แต่การคำนวณค่อนข้างยุ่งยาก ในทางวิศวกรรมจึงมักแปลงเป็นวงจรสมมูลเพื่อใช้แทนหม้อแปลงไฟฟ้าจริง

ด้านปฐมภูมิและด้านทุติยภูมิของวงจรสมมูลนั้นเป็นอิสระทางไฟฟ้าต่อกัน เพื่อให้การคำนวณง่ายขึ้น โดยทั่วไปแล้วจำนวนรอบของขดลวดด้านทุติยภูมิจะเพิ่มขึ้นจาก N เป็น 1 ทำให้ปริมาณทางกายภาพแต่ละอย่างในด้านทุติยภูมิเปลี่ยนแปลงไปตามนั้น กระบวนการนี้เรียกว่าการแปลงค่า

หลักการของการแปลง:

ก่อนและหลังการแปลง ควรคงความสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าไว้ไม่เปลี่ยนแปลง กล่าวคือ:

(1) ศักย์แม่เหล็กก่อนและหลังการแปลงควรคงอยู่ที่เดิม

(2) กำลังไฟฟ้าและการสูญเสียก่อนและหลังการแปลงควรคงที่

(1) การแปลงแรงดันไฟฟ้า (แปลง E ₁ ให้เหมือนกับ E₂)

(2) การแปลงกระแสไฟฟ้า (เพื่อให้แน่ใจว่าศักยภาพแม่เหล็กยังคงไม่เปลี่ยนแปลง)

(3) การแปลงอิมพีแดนซ์ (เพื่อให้แน่ใจว่าความสัมพันธ์การถ่ายโอนพลังงานยังคงไม่เปลี่ยนแปลง รวมถึงกำลังไฟฟ้าแอคทีฟและรีแอคทีฟ)

กำลังไฟฟ้าแอคทีฟ

กำลังปฏิกิริยา

5.5.3 แผนภาพเฟเซอร์เมื่อหม้อแปลงอยู่ภายใต้โหลด แผนภาพเฟเซอร์ไม่เพียงแต่แสดงความสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้าของหม้อแปลงเท่านั้น แต่ยังสามารถมองเห็นความสัมพันธ์ระหว่างขนาดและเฟสของปริมาณทางกายภาพแต่ละอย่างในหม้อแปลงได้อย่างชัดเจนอีกด้วย

หากทราบพารามิเตอร์ของวงจร และกำหนดขนาดและเฟสของโหลดแล้ว สามารถวาดแผนภาพเฟเซอร์ได้ตามขั้นตอนต่างๆ ดังนี้

สรุปแล้ว:

หลังจากที่หม้อแปลงเริ่มทำงานแล้ว ค่ามุมตัวประกอบกำลังด้านปฐมภูมิจะลดลง และค่าตัวประกอบกำลังจะดีขึ้น

5.6 การทดสอบและการวัดพารามิเตอร์วงจรสมมูลของหม้อแปลงไฟฟ้า วงจรสมมูลสามารถใช้ในการวิเคราะห์ประสิทธิภาพการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าได้ ขั้นแรก ต้องทราบพารามิเตอร์ในวงจรสมมูลก่อน

การทดสอบแบบไม่มีโหลด -> อัตราส่วนการแปลง k, อิมพีแดนซ์การกระตุ้น

การทดสอบลัดวงจร → อิมพีแดนซ์ลัดวงจร

5.7 การคำนวณคุณลักษณะการทำงานในสภาวะคงที่ของหม้อแปลงไฟฟ้า

5.7.1 ลักษณะภายนอกและอัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันของหม้อแปลงไฟฟ้า

นิยามของลักษณะภายนอก (ซึ่งสะท้อนถึงคุณภาพของการจ่ายพลังงานจากหม้อแปลงไปยังโหลด)

กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วด้านทุติยภูมิของหม้อแปลงและกระแสโหลดด้านทุติยภูมิ ภายใต้เงื่อนไขแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดและตัวประกอบกำลังโหลดที่แน่นอน

ลักษณะภายนอกทั่วไปของหม้อแปลงไฟฟ้าภายใต้ภาระต่างๆ

นิยามของอัตราการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า:

ภายใต้เงื่อนไขของแรงดันไฟฟ้าแหล่งจ่ายที่กำหนดและตัวประกอบกำลังโหลดที่แน่นอน เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วด้านรองจากสภาวะไม่มีโหลดไปจนถึงโหลดที่กำหนด มีดังนี้:

∆u

ปัจจัยภายใน: xᶄ, rᶄ → พารามิเตอร์โครงสร้างของหม้อแปลงไฟฟ้า

ปัจจัยภายนอก: cosφ2, β-→เฉพาะโหลด, ขนาดโหลด

การอภิปราย: โดยทั่วไปหม้อแปลงจะมีค่า rᶄ น้อยกว่า xᶄ มาก โปรดดูตัวอย่าง (5-1)

◆สำหรับโหลดความต้านทานบริสุทธิ์ cosφ2=1, sinφ2=0 ดังนั้น ∆u จึงมีค่าเล็กน้อย

◆สำหรับโหลดแบบเหนี่ยวนำ

cosφ2>0, sinφ2>0 ดังนั้น ∆u>0

กล่าวคือ เมื่อกระแสโหลดเพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าด้านรองจะลดลงอย่างมาก

◆สำหรับโหลดแบบคาปาซิทีฟ cosφ2>0, sinφ2<0 ถ้า |rᶄ cosφ2|<| xᶄ sinφ2| แล้ว ∆u<0

ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเมื่อกระแสโหลด I2 เพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าด้านรองสามารถเพิ่มขึ้นได้

อาจสูงขึ้นได้

การต่อโหลดแบบคาปาซิทีฟเข้ากับแรงดันขั้วรองของหม้อแปลง:

(1) ชดเชยกำลังปฏิกิริยา ปรับปรุงตัวประกอบกำลัง และลดการสูญเสียในสายส่ง

(2) เพิ่มแรงดันไฟฟ้าของโครงข่ายไฟฟ้าของโรงงานเพื่อแก้ปัญหาโหลดของโรงงานที่มากเกินไปและแรงดันไฟฟ้าตกของโครงข่ายไฟฟ้า

5.7.2 คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้า

ประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้าถูกกำหนดโดย:

ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อ η

ปัจจัยภายใน: พารามิเตอร์โครงสร้างของหม้อแปลง เช่น พารามิเตอร์การกระตุ้นและการลัดวงจร

ปัจจัยภายนอก: cosφ2, ลักษณะการรับน้ำหนัก β, ขนาดของน้ำหนักบรรทุก

คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพถูกกำหนดดังนี้:

ภายใต้เงื่อนไขของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดและตัวประกอบกำลังไฟฟ้าของโหลดที่แน่นอน

η= f(I2)

(หรือ η = f(β))

โดยทั่วไปแล้วประสิทธิภาพที่ระบุไว้ของหม้อแปลงไฟฟ้าจะสูงกว่า

ส่วนใหญ่มีประสิทธิภาพมากกว่า 95% และหม้อแปลงขนาดใหญ่สามารถมีประสิทธิภาพสูงถึง 99% ส่วนมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับนั้นมีส่วนที่หมุนได้ จึงมีประสิทธิภาพต่ำกว่า

จงหาค่าประสิทธิภาพสูงสุดของหม้อแปลงไฟฟ้า:

5.8 ปัญหาพิเศษของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส

บทก่อนหน้านี้ได้ยกตัวอย่างหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวเพื่อศึกษาถึงสมการพื้นฐาน วงจรสมมูล และวิธีการคำนวณประสิทธิภาพของหม้อแปลง ซึ่งสามารถนำไปใช้กับหม้อแปลงสามเฟสได้เช่นกัน

หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสก็มีปัญหาเฉพาะตัวเช่นกัน:

➢วิธีการเชื่อมต่อ

➢โครงสร้างวงจรแม่เหล็ก

5.8.1 วิธีการเชื่อมต่อและกลุ่มการเชื่อมต่อของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส

(1) วิธีการเชื่อมต่อ

(ก) การต่อแบบดาว (ข) การต่อแบบเดลต้า

ระเบียบข้อบังคับ:

ตัวอักษรพิมพ์ใหญ่ (A, B, C, N) แทนช่องสี่เหลี่ยมดั้งเดิม

ใช้ตัวอักษรพิมพ์เล็ก (x, y, z, n) แทนฝ่ายผู้ชำระเงิน

(2) กลุ่มเชื่อมโยง

ในหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส โดยทั่วไปจะใช้กลุ่มเพื่อแสดงความแตกต่างของเฟสระหว่างแรงดันไฟฟ้าด้านปฐมภูมิและด้านทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส: θ=(EABEab) ซึ่งเป็นพหุคูณของ 30° ตรงกับตำแหน่งชั่วโมงบนหน้าปัดนาฬิกาพอดี ดังนั้น ความสัมพันธ์ของเฟสระหว่างศักย์ไฟฟ้าของขดลวดแรงดันสูงและแรงดันต่ำของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสจึงมักแสดงด้วย "สัญกรณ์นาฬิกา" นั่นคือ หมายเลขกลุ่ม

วิธีการกำหนดกลุ่ม:

ใช้ศักยภาพด้านสูง EAB เป็นเข็มยาว ชี้ไปยังศักยภาพด้านต่ำ "12" บนหน้าปัดนาฬิกา

Eab เป็นเข็มสั้น และตัวเลขที่เข็มชี้คือหมายเลขกลุ่มการเชื่อมต่อของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส

A. กลุ่มจุดเชื่อมต่อของหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว

แนวคิดที่มีชื่อเดียวกัน:

เมื่อพันขดลวดสองขดลงบนแกนเหล็กเดียวกัน เพื่อให้ขดลวดทั้งสองสะท้อนกันบนแกนเหล็กเดียวกัน

ความสัมพันธ์ของทิศทางการพันขดลวดมักนำไปสู่แนวคิดเรื่อง "ปลายขดลวดชื่อเดียวกัน"

ด้านที่มีชื่อเดียวกันระบุว่า:

ขดลวดสองขดบนแกนเดียวกันเชื่อมต่อกันด้วยฟลักซ์แม่เหล็กเดียวกัน เมื่อฟลักซ์แม่เหล็กเป็นกระแสสลับ ถ้าศักย์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำชั่วขณะที่ปลายด้านหนึ่งของขดลวดเป็นบวกเมื่อเทียบกับปลายอีกด้านหนึ่งของขดลวดเดียวกัน ขั้วทั้งสองที่ให้ค่าบวกเหมือนกันจะเรียกว่าขั้วบวก ซึ่งแทนด้วยเครื่องหมาย "*"

(ก) พันไปในทิศทางเดียวกัน (ข) พันไปในทิศทางตรงกันข้าม

สำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว ปลายด้านหัวของขดลวดแรงดันสูงจะถูกทำเครื่องหมายด้วย A และปลายด้านท้ายจะถูกทำเครื่องหมายด้วย X ส่วนปลายด้านหัวของขดลวดแรงดันต่ำจะถูกทำเครื่องหมายด้วย a และปลายด้านท้ายจะถูกทำเครื่องหมายด้วย X

ระเบียบข้อบังคับ:

ทิศทางบวกของศักยภาพคือจากส่วนหัวไปยังส่วนท้าย

ในหม้อแปลงไฟฟ้า ปลายด้านที่มีชื่อเดียวกันสามารถใช้เป็นปลายหัว หรือปลายด้านที่มีชื่อเดียวกันสามารถใช้เป็นปลายหัวได้ รูปที่ ก และ ข ด้านล่างแสดงความสัมพันธ์ของเฟสระหว่างศักย์ไฟฟ้าปฐมภูมิและทุติยภูมิในสองกรณีนี้ตามลำดับ

(ก) ปลายที่มีชื่อเดียวกันจะถูกทำเครื่องหมายเป็นปลายหัว (ข) ปลายที่มีชื่อเดียวกันจะถูกทำเครื่องหมายเป็นปลายหัว

หากใช้วิธีการระบุตัวตนโดยทำเครื่องหมายปลายที่มีชื่อเดียวกันเป็นปลายหัว (ดูรูป ก) กลุ่มของหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวจะเป็น I, i0; สำหรับ I, i6

B. กลุ่มจุดเชื่อมต่อของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส

โดยอาศัยความสัมพันธ์ของเฟสระหว่างศักย์ไฟฟ้าหลักและศักย์ไฟฟ้าทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว (หรือศักย์ไฟฟ้าเฟสหลักและศักย์ไฟฟ้าทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส) เราสามารถกำหนดความสัมพันธ์ของเฟสระหว่างศักย์ไฟฟ้าหลักและศักย์ไฟฟ้าทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสได้เพิ่มเติม นั่นคือ กลุ่มการเชื่อมต่อ

(1) หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสแบบ Y/Y

(2) หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟสแบบ Y/△

ขั้นตอนทั่วไปในการกำหนดกลุ่มหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส:

(1) วาดแผนภาพเฟสเซอร์ศักย์ของขดลวดด้านแรงดันสูง

(2) จับคู่จุด a และจุด A และวาดศักย์เฟสของขดลวดแรงดันต่ำ ax ตามความสัมพันธ์เฟสระหว่างขดลวดแรงดันสูงและแรงดันต่ำบนแกนเดียวกัน

(3) ตามวิธีการเดินสายของขดลวดแรงดันต่ำ ให้วาดแผนภาพเฟสเซอร์ศักย์ของอีกสองเฟสของขดลวดแรงดันต่ำ

(4) กำหนดค่า EB และ E จากแผนภาพเฟสเซอร์ศักย์ของขดลวดแรงดันสูงและแรงดันต่ำ ระหว่าง

ได้ความสัมพันธ์ของเฟสของหม้อแปลงสามเฟส และได้หมายเลขกลุ่มการเชื่อมต่อของหม้อแปลงสามเฟสแล้ว

Y/Y,△/△ กลุ่มที่เท่ากัน

Y/△,Y/△ อาร์เรย์คี่

กลุ่มการเชื่อมต่อมาตรฐานที่ใช้กันทั่วไปมีอยู่ 5 ประเภท:

Y, yn0, Y, d11, YN, d11, YN, y0, Y, y0 สามตัวแรกที่ใช้กันมากที่สุด

5.8.2 โครงสร้างวงจรแม่เหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส

ลักษณะเฉพาะของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบสามเฟส คือ วงจรแม่เหล็กของแต่ละเฟสเป็นอิสระต่อกัน

ลักษณะเฉพาะของหม้อแปลงแกนสามเฟส: วงจรแม่เหล็กของแต่ละเฟสมีความสัมพันธ์กัน

5.8.3 การจับคู่ที่ถูกต้องระหว่างการต่อขดลวดและโครงสร้างวงจรแม่เหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส

ฟลักซ์คลื่นไซน์สอดคล้องกับกระแสคลื่นสูงสุด กระแสคลื่นไซน์สอดคล้องกับฟลักซ์คลื่นยอดราบ

สรุปแล้ว:

เพื่อให้แน่ใจว่ารูปคลื่นศักย์เฟสเป็นรูปคลื่นไซน์ ฟลักซ์แม่เหล็กหลักของแต่ละเฟสควรเปลี่ยนแปลงตามกฎไซน์ ในขณะนี้ จำเป็นต้องให้กระแสกระตุ้นเป็นคลื่นสูงสุด นั่นคือ ต้องแน่ใจว่ามีเส้นทางของกระแสฮาร์มอนิกที่สามในการเชื่อมต่อวงจร (ทำไม?)

ฟลักซ์ของคลื่นยอดแบน - (ที่มา) - ศักยภาพของคลื่นยอดแหลม หากยอดแหลมมีขนาดใหญ่เกินไป อาจทำให้ฉนวนของขดลวดเสียหายได้

เนื่องจากวงจรแม่เหล็กของแต่ละเฟสในหม้อแปลงกลุ่มเป็นอิสระต่อกัน จึงไม่มีความสัมพันธ์กัน ฟลักซ์แม่เหล็กฮาร์มอนิกที่สามที่อยู่ในฟลักซ์แม่เหล็กหลักนั้นเหมือนกับฟลักซ์แม่เหล็กของคลื่นพื้นฐาน และไหลเวียนอยู่ในวงจรแม่เหล็กหลักของหม้อแปลงแต่ละเฟส ทำให้เกิดศักย์ฮาร์มอนิกที่สามที่มีแอมพลิจูดสูงขึ้นในขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิ ส่งผลให้รูปคลื่นศักย์เฟสเป็นคลื่นยอดแหลม (ได้มาจากการหาอนุพันธ์ของฟลักซ์แม่เหล็กคลื่นยอดแบน) จุดสูงสุดของศักย์เฟสคลื่นยอดแหลมอาจทำให้ฉนวนของขดลวดเสียหายได้

เมื่อพิจารณาว่าวงจรแม่เหล็กของแต่ละเฟสของหม้อแปลงแกนมีความสัมพันธ์กัน เฟสของฟลักซ์แม่เหล็กฮาร์มอนิกที่สามในฟลักซ์แม่เหล็กหลักของคลื่นสามเฟสแบบแบนราบจึงเหมือนกัน และเป็นไปไม่ได้ที่จะเกิดการหมุนเวียนในวงจรแม่เหล็กของแกนเหล็กหลัก เกิดเป็นวงจรแม่เหล็กปิด ส่งผลให้ศักย์ฮาร์มอนิกที่สามที่เหนี่ยวนำโดยฟลักซ์แม่เหล็กฮาร์มอนิกที่สามในขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิมีขนาดเล็ก และรูปคลื่นศักย์เฟสยังคงใกล้เคียงกับคลื่นไซน์

สรุปแล้ว:

(1) ขดลวดสามเฟสของหม้อแปลงโครงสร้างกลุ่มสามเฟสไม่สามารถเชื่อมต่อแบบ Y/Y ได้

(2) ขดลวดสามเฟสของหม้อแปลงที่มีโครงสร้างแกนสามเฟสสามารถเชื่อมต่อแบบ Y/Y ได้ แต่ความจุไม่ควรมากเกินไป

ด้านหนึ่งของขดลวดต่อแบบเดลต้า และกระแสฮาร์มอนิกที่สามมีเส้นทาง ดังนั้นไม่ว่าวงจรแม่เหล็กจะเป็นแบบกลุ่มหรือแบบแกน ขดลวดสามเฟสก็สามารถต่อแบบ △/Y ได้

ด้านหนึ่งของขดลวดต่อแบบ Y กระแสฮาร์มอนิกที่สามไม่สามารถไหลผ่านได้ แต่ฟลักซ์แม่เหล็กฮาร์มอนิกที่สามที่เกิดจากกระแสคลื่นไซน์จะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสฮาร์มอนิกที่สามในขดลวดทุติยภูมิ (การต่อแบบเดลต้า) (ดูรูปด้านล่าง) นอกจากนี้ยังช่วยให้มั่นใจได้ว่ารูปคลื่นฟลักซ์แม่เหล็กหลักใกล้เคียงกับคลื่นไซน์ ดังนั้นศักย์เฟสที่เหนี่ยวนำจึงเป็นคลื่นไซน์ด้วย จะเห็นได้ว่าผลของการต่อแบบสามเหลี่ยมในด้านปฐมภูมิเดียวกันนั้นคล้ายคลึงกัน

สรุปแล้ว:

สำหรับขดลวดสามเฟสที่ต่อแบบ 0/Y (หรือ Y/0) สามารถใช้ได้กับหม้อแปลงสามเฟสแบบกลุ่ม หรือหม้อแปลงสามเฟสแบบโครงสร้างกลุ่ม

สรุปแล้ว:

เพื่อให้แน่ใจว่าศักย์ไฟฟ้าเฟสเป็นรูปคลื่นไซน์ ควรใช้การต่อแบบเดลต้าที่ด้านใดด้านหนึ่งของหม้อแปลงสามเฟส

5.9 หม้อแปลงไฟฟ้าพิเศษในระบบลากไฟฟ้า

5.9.1 หม้อแปลงอัตโนมัติ

(ก) แผนภาพโครงสร้าง (ข) แผนภาพการต่อสายขดลวด

คุณสมบัติ: มีการพันขดลวดร่วมกันระหว่างขดลวดด้านปฐมภูมิและด้านทุติยภูมิ ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำทางแม่เหล็กเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิดการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าKระหว่างขดลวดด้านปฐมภูมิและด้านทุติยภูมิอีกด้วย

สรุปแล้ว:

ความจุของหม้อแปลงอัตโนมัติประกอบด้วยสองส่วน:

(1) กำลังแม่เหล็กไฟฟ้า U2nIl2: คือกำลังที่ส่งไปยังโหลดผ่านการเชื่อมต่อแม่เหล็กไฟฟ้าระหว่างขดลวด Aa และขดลวดร่วม ax

(2) กำลังไฟฟ้าที่ส่งผ่าน U2nI1N: คือกำลังไฟฟ้าที่ส่งตรงไปยังโหลดผ่านแกนขดลวดร่วม

➢ความจุแม่เหล็กไฟฟ้า < ความจุที่กำหนด

ขนาดเล็ก ใช้เหล็กและทองแดงน้อย ประสิทธิภาพสูง

➢อัตราส่วนเล็ก

กระแสไฟฟ้าด้านทั่วไปมีค่าน้อยกว่าพิกัดด้านรอง

ช่องว่างไม่ชัดเจน เศรษฐกิจหดตัวลง

➢มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าโดยตรง จำเป็นต้องเสริมความแข็งแรงของฉนวนภายในและการป้องกันแรงดันเกิน

5.9.2 หม้อแปลงไฟฟ้า

หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า - การวัดแรงดันไฟฟ้าสูงด้วยมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าต่ำ

ข้อควรระวัง:

ปลายด้านหนึ่งของขดลวดทุติยภูมิควรต่อลงดิน (เพื่อความปลอดภัยและป้องกันการสะสมของประจุไฟฟ้าสถิตซึ่งอาจส่งผลต่อการอ่านค่า)

ด้านรองต้องไม่ลัดวงจร มิฉะนั้นหม้อแปลงแรงดันจะไหม้ (หากสามารถลดแรงดันลงได้ จะทำให้กระแสเพิ่มขึ้น)

หม้อแปลงกระแสไฟฟ้า 1 - วัดกระแสไฟฟ้าปริมาณมากด้วยแอมมิเตอร์ค่าต่ำ

ข้อควรระวัง:

➢ ปลายด้านหนึ่งของขดลวดทุติยภูมิควรต่อลงดิน (เพื่อความปลอดภัยและป้องกันการสะสมของประจุไฟฟ้าสถิตซึ่งอาจส่งผลต่อการอ่านค่า)

➢ ด้านรองไม่สามารถเปิดได้ มิฉะนั้นจะเกิดแรงดันไฟฟ้ากระชากสูงขึ้นที่ด้านรองเนื่องจากจำนวนรอบของขดลวดด้านรองมีมาก และฉนวนของขดลวดหม้อแปลงจะเสียหาย (สามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าได้หากลดกระแสไฟฟ้าลงได้)