ในระบบไฟฟ้ายุคใหม่ หม้อแปลงไฟฟ้ามีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง โดยสมรรถนะและความน่าเชื่อถือของหม้อแปลงเป็นปัจจัยชี้ขาดต่อความมั่นคงในการทำงานของเครือข่ายไฟฟ้าทั้งระบบ เพื่อให้มั่นใจว่าหม้อแปลงที่ผ่านการติดตั้ง ซ่อมบำรุง และทดสอบ commissioning แล้วเป็นไปตามมาตรฐานการออกแบบและปฏิบัติการ การทดสอบรับรอง (Acceptance Testing) จึงเป็นขั้นตอนที่ขาดไม่ได้
บทความนี้ได้รวบรวมรายการตรวจสอบอย่างละเอียดสำหรับหัวข้อหลักในการทดสอบรับรองหม้อแปลงหลังการติดตั้ง ซ่อมบำรุง และ commissioning โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยให้ผู้อ่านเข้าใจถึงความสำคัญและวิธีการปฏิบัติการทดสอบเหล่านี้อย่างเป็นรูปธรรม ด้วยความเข้าใจในกระบวนการทดสอบ วิศวกรและช่างเทคนิคด้านไฟฟ้าจะสามารถบริหารจัดการการควบคุมคุณภาพและการประเมินสมรรถนะของหม้อแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น อันจะนำไปสู่ความปลอดภัยและประสิทธิภาพของอุปกรณ์ไฟฟ้าโดยรวม ในส่วนต่อไปจะเจาะลึกถึงวัตถุประสงค์ ขั้นตอน และข้อกำหนดทางเทคนิคของการทดสอบแต่ละประเภท เพื่อเป็นแนวทางครบวงจรสำหรับผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมในการดำเนินการทดสอบรับรองหม้อแปลงอย่างรอบคอบและน่าเชื่อถือ
1. การทดสอบความต้านทานตรงของขดลวด (Winding DC Resistance Testing):
หลักการของการทดสอบนี้คือการวัดค่าความต้านทานของขดลวดแต่ละชุดในหม้อแปลง เพื่อตรวจสอบคุณภาพและคุณลักษณะทางไฟฟ้าของการเชื่อมต่อขดลวด โดยทั่วไปการทดสอบนี้จะเกี่ยวข้องกับการวัดความต้านทานของขดลวดแต่ละด้านของหม้อแปลง เช่น ขดลวดแรงสูง ขดลวดแรงกลาง และขดลวดแรงต่ำ
ในระหว่างการทดสอบ เครื่องมือทดสอบจะถูกเชื่อมต่อกับขดลวดแต่ละชุดของหม้อแปลง และจ่ายกระแสที่ทราบค่าเข้าไป ตามกฎของโอห์ม ค่าความต้านทานของขดลวดแต่ละชุดสามารถคำนวณได้จากค่าแรงดันและกระแสที่วัดได้ และด้วยการเปรียบเทียบค่าความต้านทานที่วัดได้กับค่าการออกแบบ ทำให้สามารถประเมินและระบุปัญหาต่างๆ ได้ เช่น คุณภาพการเชื่อมต่อขดลวด การสัมผัสไม่ดี วงจรเปิด วงจรลัดวงจร เป็นต้น และยืนยันได้ว่าขดลวดหม้อแปลงเป็นไปตามข้อกำหนดทางเทคนิคหรือไม่ เพื่อรับประกันความเสถียรและความน่าเชื่อถือของหม้อแปลง
ทำการวัดความต้านทานขดลวดของขดลวดทั้งหมดและการเชื่อมต่อย่อยทั้งหมด ความแตกต่างระหว่างค่าความต้านทานขดลวดของแต่ละเฟสของหม้อแปลงควรน้อยกว่า 2% นั่นคือ: [R(สูงสุด) - R(ต่ำสุด)] / R(เฉลี่ย) < 2% เมื่อขดลวดแรงต่ำต่อแบบเดลต้า ควรระบุค่าความต้านทานตรงของแต่ละเฟสสำหรับผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป ความแตกต่างระหว่างเฟสควรน้อยกว่า 2% ของค่าเฉลี่ย ความแตกต่างระหว่างค่าความต้านทานตรงที่ได้จากการวัดด้านไลน์ควรน้อยกว่า 1% ของค่าเฉลี่ย
เครื่องทดสอบที่แนะนำ:
JYR9310 (แบบมือถือ / รองรับทองแดงและทองคำ/ แปลงค่าอุณหภูมิ)
JYR-10C (ราคาประหยัด / เฟสเดียว)
JYR-50S (กระแสสูง / ทดสอบแบบครบวงจร /สามเฟส)
2. การทดสอบอัตราส่วนรอบ (TTR)
อัตราส่วนรอบ (Turns Ratio) หมายถึง อัตราส่วนระหว่างแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและขาออกของหม้อแปลงไฟฟ้า วัตถุประสงค์ของการทดสอบนี้คือเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าขาออกของหม้อแปลงสอดคล้องกับข้อกำหนดการออกแบบหลังการบำรุงรักษาและการติดตั้งใช้งาน และเพื่อยืนยันว่าอัตราส่วนรอบของหม้อแปลงเป็นไปตามข้อกำหนดทางเทคนิค
หลักการทดสอบอัตราส่วนรอบคือการจ่ายแรงดันไฟฟ้าพิกัดให้กับด้านหนึ่งของหม้อแปลง ในขณะที่วัดแรงดันไฟฟ้าอีกด้านหนึ่ง ด้วยการเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าขาออกที่วัดได้กับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า จะสามารถหาค่าอัตราส่วนรอบได้ โดยทั่วไป การทดสอบอัตราส่วนรอบจะดำเนินการภายใต้สภาวะโหลดที่แตกต่างกัน เพื่อให้แน่ใจว่าอัตราส่วนรอบมีความเสถียรภายใต้โหลดที่เปลี่ยนแปลง
ควรทำการทดสอบอัตราส่วนรอบของหม้อแปลงที่ขดลวดทั้งหมดและตำแหน่งแท็ปทั้งหมด ค่าความเบี่ยงเบนของอัตราส่วนรอบของหม้อแปลงต้องไม่เกิน ±0.5% ในทุกตำแหน่งแท็ป และกลุ่มการเชื่อมต่อต้องถูกต้อง
เครื่องทดสอบที่แนะนำ:
JYT (แบบมือถือ)
JYT-A (แบบนำหน้า)
JYT-B (ทดสอบมุม / จุดนิวทรัล / สกอตต์ / การเชื่อมต่อแบบ Z)
3. การทดสอบอิมพีแดนซ์ลัดวงจรและการสูญเสียภายใต้โหลด
การทดสอบอิมพีแดนซ์ลัดวงจรของหม้อแปลงไฟฟ้าใช้หลักในการวัดค่าอิมพีแดนซ์ลัดวงจรของหม้อแปลง ค่านี้ถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าด้านปฐมภูมิและกระแสไฟฟ้า เมื่อด้านทุติยภูมิถูกลัดวงจรและด้านปฐมภูมิได้รับกระแสไฟฟ้าพิกัด การทดสอบอิมพีแดนซ์ลัดวงจรช่วยให้เข้าใจคุณลักษณะเชิงเหนี่ยวนำและความต้านทานของส่วนประกอบภายในหม้อแปลง
ค่าอิมพีแดนซ์ลัดวงจรสามารถใช้ตรวจสอบว่าเครื่องแปลงไฟฟ้าตรงตามข้อกำหนดหรือไม่ หลังการติดตั้ง ซ่อมบำรุง และเดินระบบ หากค่าอิมพีแดนซ์ลัดวงจรเบี่ยงเบนจากค่าออกแบบอย่างมีนัยสำคัญ อาจบ่งชี้ถึงปัญหาภายในเครื่องแปลงไฟฟ้า เช่น จำนวนรอบขดลวดไม่ถูกต้อง หรือรูปทรงขดลวดไม่เหมาะสม นอกจากนี้ การทดสอบนี้ยังสามารถประเมินการสูญเสียในแกนเหล็ก กระแสลัดวงจร สมรรถนะการรักษาระดับแรงดัน และความแข็งแรงเชิงกลของเครื่องแปลงไฟฟ้าได้
การวัดการสูญเสียภายใต้โหลดควรทำที่ตำแหน่งแท็ปแรงดันพิกัด การวัดการสูญเสียจะถูกปรับแก้โดยใช้ตัวประกอบการแก้ไข ตัวประกอบการแก้ไขถูกกำหนดจากความแม่นยำของมิเตอร์ที่สอบเทียบ สำหรับการวัดการสูญเสียภายใต้โหลดที่มีตัวประกอบกำลังต่ำมาก (0.03 หรือน้อยกว่า) ควรแก้ไขค่าความคลาดเคลื่อนมุมเฟสของหม้อแปลงเครื่องมือทั้งหมด ค่าอิมพีแดนซ์และการสูญเสียภายใต้โหลดทั้งหมด ควรแปลงเป็นอุณหภูมิอ้างอิง (75 °C)
เครื่องทดสอบที่แนะนำ: JYW6300
4. การทดสอบการสูญเสียไร้โหลดและกระแสไร้โหลด (รวมถึงการทดสอบฮาร์มอนิกของกระแสไร้โหลด)
การทดสอบไร้โหลด (วงจรเปิด) ของเครื่องแปลงไฟฟ้าเป็นวิธีการทดสอบมาตรฐานที่ใช้ประเมินสมรรถนะและคุณภาพของเครื่องแปลงไฟฟ้า ในระหว่างการทดสอบนี้ ขดลวดทุติยภูมิของเครื่องแปลงไฟฟ้าจะไม่ต่อกับโหลดใดๆ ในขณะที่ขดลวดปฐมภูมิจะได้รับแรงดันพิกัดโดยไม่ส่งกำลังไฟฟ้า พารามิเตอร์ต่างๆ ของเครื่องแปลงไฟฟ้าจะถูกวัดระหว่างการทดสอบ รวมถึงกระแสวงจรเปิด การสูญเสียไร้โหลด สมรรถนะการรักษาระดับแรงดันภายใต้การเปลี่ยนแปลงโหลด การสูญเสียในขดลวดและแกนเหล็ก ตลอดจนคุณลักษณะของฉนวน
การทดสอบภายใต้โหลดของเครื่องแปลงไฟฟ้าใหม่เป็นวิธีการที่ใช้ประเมินสมรรถนะและความเสถียรภายใต้สภาวะโหลด หลักการของการทดสอบภายใต้โหลดเกี่ยวข้องกับการป้อนโหลดให้กับขดลวดทุติยภูมิของเครื่องแปลงไฟฟ้า และสังเกตและวัดพารามิเตอร์สมรรถนะต่างๆ ขณะอยู่ภายใต้โหลด โดยการติดตามและบันทึกพารามิเตอร์ เช่น แรงดันเอาต์พุต กระแสอินพุต ตัวประกอบกำลัง และอุณหภูมิ การทดสอบภายใต้โหลดจะประเมินสมรรถนะการรักษาระดับแรงดันของเครื่องแปลงไฟฟ้าภายใต้การเปลี่ยนแปลงโหลด วัดการสูญเสียกำลังไฟฟ้า และประเมินการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิเพื่อให้มั่นใจในสมรรถนะทางความร้อนที่เหมาะสม
การทดสอบควรดำเนินการที่แรงดัน 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%, 105% และ 110% ของแรงดันพิกัด ตามลำดับ เพื่อวัดการสูญเสียไร้โหลดและกระแสไร้โหลด
การวัดการสูญเสียไร้โหลดและกระแสไร้โหลดเริ่มต้น: ก่อนการทดสอบฉนวนทั้งหมด จะทำการวัดการสูญเสียไร้โหลดและกระแสไร้โหลดที่แรงดัน 10%, 50%, 60%, 70%, 80% ของแรงดันพิกัด จากนั้นในช่วง 90% ถึง 115% ของแรงดันพิกัด จะทำการวัดเป็นขั้นโดยเพิ่มแรงดันปฐมภูมิครั้งละ 5% การสูญเสียไร้โหลดและกระแสไร้โหลดควรวัดที่ขดลวดแรงดันต่ำ ค่าการสูญเสียไร้โหลดและกระแสไร้โหลด จะต้องถูกวัดและปรับแก้ตามมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง
หลังจากเสร็จสิ้นการทดสอบฉนวนทั้งหมดแล้ว ค่าการวัดการสูญเสียที่แรงดันพิกัดจะถูกนำมาเป็นค่าที่วัดได้จริง โดยใช้ค่าการสูญเสียไร้โหลดที่วัดได้ครั้งสุดท้าย
เครื่องทดสอบที่แนะนำ: JYW6100
5. การทดสอบอุณหภูมิเพิ่ม (Heat run)
การทดสอบนี้มีวัตถุประสงค์หลักเพื่อตรวจสอบสมรรถนะเชิงโครงสร้างของหม้อแปลงไฟฟ้าหลังการติดตั้ง ซ่อมบำรุง และ commissioning โดยเฉพาะเพื่อตรวจสอบว่าหม้อแปลงสามารถระบายความร้อนได้อย่างรวดเร็วหรือไม่ นั่นคือ ความร้อนที่เกิดจาก total loss ในระหว่างการทำงานของหม้อแปลงสามารถกระจายออกไปได้อย่างรวดเร็วและเป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐาน IEC หรือไม่ รวมถึงค่าจำกัดของอุณหภูมิเพิ่มของขดลวด และยังตรวจสอบว่าชิ้นส่วนอื่นๆ มีปรากฏการณ์ร้อนเฉพาะจุดหรือไม่ เช่น แกนเหล็ก ถังน้ำมัน และชิ้นส่วนโครงสร้าง เป็นต้น โดยทั่วไปจะทำการทดสอบหลังจากผ่านการทดสอบความต้านทานฉนวน การสูญเสีย อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้า และความต้านทานไฟฟ้ากระแสตรงแล้ว ตามข้อมูลบนแผ่นป้ายหรือข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง
หลักการของการทดสอบ heat-run คือการจ่ายกระแสโหลดพิกัดให้กับขดลวดของหม้อแปลง ปล่อยให้ทำงานต่อเนื่องเป็นระยะเวลาหนึ่ง จากนั้นวัดอุณหภูมิเพิ่มของขดลวด โดยปกติการทดสอบอุณหภูมิเพิ่มจะดำเนินการภายใต้สภาวะโหลดเต็มของหม้อแปลง เพื่อจำลองสภาวะการทำงานในสภาพแวดล้อมจริง
เครื่องทดสอบที่แนะนำ: JYR-40E
6. การทดสอบน้ำมันฉนวนหม้อแปลงไฟฟ้า
การทดสอบน้ำมันฉนวนครอบคลุมการทดสอบสมบัติทางกายภาพ เคมี และไฟฟ้า และให้รายงานการทดสอบจากโรงงาน การทดสอบความแข็งแรงแรงดันทะลุ (BDV) ดำเนินการด้วยช่องว่างทรงกลม 2.5 มม. และแรงดันทะลุควรไม่ต่ำกว่า 50 KV ส่วนการทดสอบความแข็งแรงแรงดันทะลุด้วยอิเล็กโทรดแบบแผ่น แรงดันทะลุควรไม่ต่ำกว่า 40 kV วัดค่า dielectric loss factor ของน้ำมัน ซึ่งควรน้อยกว่า 0.5% (ที่อุณหภูมิ 90°C) และปริมาณความชื้นควรน้อยกว่า 15 มก./ลิตร หลังจากเติมน้ำมันหม้อแปลงลงในถังหม้อแปลง และดำเนินการทดสอบ routine ตามที่กำหนดทั้งหมดในโรงงานเสร็จสิ้นแล้ว ต้องทำการวิเคราะห์ไมโครวอเตอร์และโครมาโตกราฟีในน้ำมัน โดยปริมาณอะเซทิลีนต้องเป็น 0 และต้องส่งผลการวิเคราะห์ให้กับหน่วยปฏิบัติการ น้ำมันในถังน้ำมันของอุปกรณ์เปลี่ยน Tap ขณะมีโหลด (on-load tap-changer) ก็ควรได้รับการทดสอบแบบ simplified และการทดสอบไมโครวอเตอร์ด้วย แรงดันน้ำมันต้องมากกว่า 40kV/2.5 มม. และปริมาณความชื้นควรน้อยกว่า 15 มก./ลิตร
เครื่องทดสอบที่แนะนำ:
JY6611 (สำหรับทดสอบแรงดันทะลุของน้ำมัน)
GTD-61A (Tan Delta / DDF)
JYC (Dielectric Loss / Tan Delta)
7. การทดสอบความต้านทานฉนวนของขดลวดหม้อแปลงไฟฟ้า
การทดสอบความต้านทานฉนวนสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นวิธีการที่ใช้เพื่อประเมินความสมบูรณ์และคุณภาพของฉนวนขดลวดหม้อแปลง ในการทดสอบนี้ โดยทั่วไปจะวัดความต้านทานฉนวนระหว่างขดลวดแรงสูงและขดลวดแรงต่ำเทียบกับถังหม้อแปลง รวมถึงความต้านทานฉนวนระหว่างขดลวดแรงต่ำกับขดลวดแรงสูงและถังหม้อแปลง
หลักการของการทดสอบนี้อาศัยกฎของโอห์ม ซึ่งอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้า ความต้านทาน และกระแสไฟฟ้า โดยการจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงค่าหนึ่งและวัดกระแสไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน ทำให้สามารถคำนวณความต้านทานฉนวนระหว่างขดลวดกับกราวด์ได้ จุดประสงค์ของการทดสอบความต้านทานฉนวนคือเพื่อตรวจจับกระแสรั่วไหลใดๆ ระหว่างขดลวดหรือระหว่างขดลวดกับกราวด์ และเพื่อประเมินความสมบูรณ์และคุณภาพของฉนวน
การทดสอบความต้านทานฉนวนสามารถตรวจหาความสมบูรณ์ของฉนวนหม้อแปลงไฟฟ้าหลังการติดตั้ง ซ่อมบำรุง และ commissioning ระบุปัญหาการรั่วไหลที่อาจเกิดขึ้น และประเมินคุณภาพฉนวน ค่าความต้านทานที่สูงกว่ามักบ่งชี้ถึงความสมบูรณ์ของฉนวนที่ดี ในขณะที่ค่าความต้านทานที่ต่ำกว่าอาจบ่งบอกถึงปัญหาฉนวนที่อาจเกิดขึ้น
เครื่องทดสอบที่แนะนำ:JYM
8. การทดสอบ AC Hipot
การทดสอบ AC Hipot ของขดลวดพร้อมด้วยบุชชิงเป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการประเมินความแข็งแรงของฉนวนหม้อแปลงไฟฟ้า หลักการของการทดสอบเกี่ยวข้องกับการจ่ายแรงดันไฟฟ้าสูง ซึ่งสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดแต่เป็นระยะเวลาสั้นมาก ไปยังปลายด้านหนึ่งของหม้อแปลง ในขณะที่ต่อกราวด์อีกด้านหนึ่ง หากฉนวนไม่เกิดการเบรกดาวน์หรือแสดงการฟลาชโอเวอร์บนพื้นผิว แสดงว่าความแข็งแรงของฉนวนสามารถทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูงที่จ่ายได้ จึงผ่านการทดสอบ Hipot
การทดสอบ AC Hipot สามารถตรวจจับข้อบกพร่องฉนวนหลัก เช่น การซึมเข้าของความชื้นและข้อบกพร่องแบบรวมศูนย์ รวมถึงฉนวนหลักแตกร้าว การเคลื่อนที่ของขดลวด ระยะห่างของฉนวนสายนำไม่เพียงพอ และการปนเปื้อนด้วยน้ำและสิ่งสกปรกบนฉนวน นอกจากนี้ยังสามารถระบุข้อบกพร่องฉนวนเฉพาะที่ผ่านความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและกระแสรั่วไหลได้
เมื่อเปรียบเทียบกับการทดสอบด้วยแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) การทดสอบด้วยแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC) มีประสิทธิภาพมากกว่าในการตรวจหาข้อบกพร่องของฉนวนส่วนปลาย เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าจะถูกแบ่งตามความต้านทานฉนวนภายใต้สภาวะกระแสตรง อย่างไรก็ตาม การทดสอบHipot ด้วย AC อาจทำให้จุดอ่อนที่มีอยู่เดิมในฉนวนรุนแรงขึ้นได้ ดังนั้น ก่อนดำเนินการทดสอบHipot ด้วย AC จึงจำเป็นต้องทำการทดสอบเบื้องต้นบนหม้อแปลงไฟฟ้าเสียก่อน ซึ่งรวมถึงการวัดความต้านทานฉนวน ดัชนีโพลาไรเซชัน กระแสรั่วไหล และการสูญเสียไดอิเล็กตริก ควรดำเนินการทดสอบHipot ด้วย AC ก็ต่อเมื่อผลการทดสอบเบื้องต้นเหล่านี้เป็นที่น่าพอใจเท่านั้น มิฉะนั้น ควรดำเนินการแก้ไขที่จำเป็น และเมื่อพารามิเตอร์ทั้งหมดเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนดแล้ว จึงสามารถทำการทดสอบHipot ด้วย AC ได้ เพื่อป้องกันความเสียหายที่ไม่จำเป็นต่อฉนวน
แรงดันทดสอบสำหรับการทดสอบHipot ด้วย AC มักสร้างขึ้นโดยใช้หม้อแปลงทดสอบแรงดันสูง สำหรับหม้อแปลงที่มีความจุขนาดใหญ่ ก็สามารถใช้วงจรเรโซแนนซ์แบบอนุกรมเพื่อสร้างแรงดันสูงได้เช่นกัน
เครื่องทดสอบที่แนะนำ: JYDHV
บทความที่เกี่ยวข้อง:
รายการทดสอบรับรองสำหรับการติดตั้ง commissioning และซ่อมแซมหม้อแปลงไฟฟ้ามีอะไรบ้าง?
ต้องทำการทดสอบอะไรบ้าง (FAT) ก่อนที่หม้อแปลงจะออกจากโรงงาน?
การทดสอบประเภท (Type Test) ของหม้อแปลงคืออะไร (พร้อมตัวอย่างการวิเคราะห์)?
Kingrun Transformer Instrument Co.,Ltd.
เครื่องทดสอบหม้อแปลงเพิ่มเติมจาก Kingrun
