18 ก.พ. 2021 เวลา 08:42 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
ชนิดของหม้อแปลงไฟฟ้า
ชนิดของหม้อแปลงสามารถจำแนกตามประเภทต่างๆ ได้ดังนี้
จำแนกตามลักษณะของแกนเหล็ก
1 แกนแหล็กแบบคอร์ (Core Type) เป็นแกนเหล็กแผ่นบางๆ มีลักษณะเป็นรูปตัว L สองตัวประกบเข้าหากัน หรือเป็นรูปตัว U กับตัว I นำมาประกอบเข้าด้วยกัน มีวงจรแม่เหล็กเป็นแบบวงจรเดี่ยวหรือวงจรอนุกรม ซึ่งมีขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิพันอยู่บนแกนเหล็กทั้งสองด้านแยกกันอยู่คนละข้าง
2 แกนเหล็กแบบเซลล์ (Shell Type) แกนเหล็กแบบนี้มีลักษณะเป็นรูปตัว E กับ I เมื่อประกอบเข้าด้วยกันจะมีวงจรแม่เหล็ก 2 วง หรือ วงจรแม่เหล็กแบบขนาน ขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิจะพันอยู่ที่ขากลางของแกนเหล็ก
3 แกนเหล็กแบบตัว H หรือแบบกระจาย เป็นการรวมกันระหว่างแกนเหล็กแบบคอร์กับแบบเซลล์หรือรวมตัว L เข้ากับตัว EI มีวงจรแม่เหล็กล้อมรอบขดลวดหม้อแปลง ขดลวดแรงดันสูงจะพันไว้ระหว่างขดลวดแรงดันต่ำทั้งสองชุด และระหว่างขดลวดแต่ละชุดจะกั้นด้วยฉนวนไฟฟ้า การพันขดลวดหม้อแปลงแบบนี้จะทำให้เกิดเส้นแรงแม่เหล็กรั่วไหลน้อยที่สุด
จำแนกตามระบบไฟฟ้า
1 หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว (Single Phase Transformer) เป็นหม้อแปลงที่ใช้กับระบบไฟฟ้า 1 เฟส มีขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิอย่างละหนึ่งชุด
2 หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส (Three Phase Transformer) เป็นหม้อแปลงที่ใช้กับระบบไฟฟ้า 3 เฟส มีขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิอย่างละ 3 ชุด ต่อเข้าด้วยกันเป็นแบบ วาย (Wye) หรือแบบเดลตา(Delta)
จำแนกตามพิกัดของแรงดันไฟฟ้าเข้าและออก
1 หม้อแปลงไฟฟ้าเพิ่ม ( Step up Transformer) เป็นหม้อแปลงที่จ่ายแรงดันไฟฟ้าออกมากกว่าแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเข้าหม้อแปลง เช่น หม้อแปลงที่ใช้ในระบบส่งไฟฟ้าของการไฟฟ้าฝ่ายผลิต โดยใช้ปรับระดับแรงดันของเครื่องกำเนิดในโรงไฟฟ้า ซึ่งปกติจะจ่ายแรงดันไฟฟ้าประมาณ 20 กิโลโวลต์ ให้สูงขึ้นเป็น 69,115,230 และ500 กิโลโวลต์ ส่งไปตามสายส่งไฟฟ้าแรงสูง หรืออาจจะมีหม้อแปลงมากกว่า หนึ่งตัวใช้ยกระดับแรงดันไฟฟ้าให้สูงขึ้นเป็นช่วงๆก็ได้ นอกจากนี้หม้อแปลงไฟฟ้าเพิ่มยังใช้กับหลอดนีออนที่ทำเป็นรูปอักษรหรือตกแต่งเป็นรูปต่างๆ
2 หม้อแปลงไฟฟ้าลด (Step down Transformer) หม้อแปลงชนิดนี้จะจ่ายแรงดันด้านออกน้อยกว่าแรงดันด้านเข้า เช่น หม้อแปลงขนาดเล็กที่มีจำหน่ายตามท้องตลาดร้านขายอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ หม้อแปลงที่ใช้ในระบบจำหน่ายของการไฟฟ้าภูมิภาคและการไฟฟ้านครหลวง ซึ่งหม้อแปลงของการไฟฟ้าภูมิภาคมีแรงดันไฟฟ้าด้านสูง 11,22 และ 33 กิโลโวลต์ และแรงดันไฟฟ้าด้านต่ำในระบบ 3 เฟส 400/230 โวลต์ และระบบ 1 เฟส 460/230 โวลต์ ส่วนหม้อแปลงของการไฟฟ้านครหลวงใช้กับแรงดันไฟฟ้าด้านสูง 12,24 กิโลโวลต์ และแรงดันไฟฟ้าด้านต่ำในระบบ 3 เฟส 416/240 โวลต์ และระบบ 1 เฟส 480/240 โวลต์
3 หม้อแปลงไอโซเลติ้ง (Isolating Transformer) หม้อแปลงชนิดนี้จะจ่ายแรงดันไฟฟ้าด้านออกเท่ากับแรงดันไฟฟ้าด้านเข้า เช่น หม้อแปลงที่ใช้กับโต๊ะทดลองของห้องปฏิบัติการทางไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิแยกออกจากกัน เมื่อเกิดข้อบกพร่องในการทดลองหรือเกิดการลัดวงจร จะเกิดความรุนแรงน้อยกว่าเมื่อไม่มีหม้อแปลง สาเหตุมาจากการยุบตัวของเส้นแรงแม่เหล็กทำให้ไม่เกิดการอาร์กที่รุนแรง นับเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการป้องกันระบบไฟฟ้าชนิดหนึ่ง และยังใช้กับเครื่องจักรที่นำเข้าจากต่างประเทศ ซึ่งใช้กับแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์ โดยการแปลงไฟจาก 380 โวลต์ 3 เฟส 3 สาย ให้เป็น 380/220 โวลต์ 3 เฟส 4 สาย
จำแนกตามพิกัดขนาดของหม้อแปลงไฟฟ้า
1  หม้อแปลงขนาดเล็ก  มีพิกัด 1000 โวลต์ –แอมป์ลงมา  เป็นหม้อแปลงที่นำมาใช้กับภาคจ่ายไฟของเครื่องใช้ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์  นอกจากนี้ยังรวมถึงหม้อแปลงขนาดเล็กที่ใช้ในการเชื่อมโยงสัญญาณของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ด้วย
2  หม้อแปลงขนาดกลาง  มีพิกัด 1-1000  กิโลโวลต์-แอมป์  ส่วนใหญ่จะใช้กับระบบจำหน่ายของการไฟฟ้าภูมิภาคและการไฟฟ้านครหลวง ใช้กับโรงงาน โรงพยาบาล สำนักงาน อาคารสูงและที่พักอาศัย
3  หม้อแปลงกำลัง  มีขนาดตั้งแต่  1000  โวลต์-แอมป์ขึ้นไป   เป็นหม้อแปลงที่มีใช้งานกับระบบส่งของการไฟฟ้าฝ่ายผลิต ใช้กับสถานีไฟฟ้าแรงสูง  การผลิตและการส่งจ่ายไฟฟ้า
จำแนกตามการใช้งานของเครื่องมือวัด
เป็นหม้อแปลงที่ใช้สำหรับเครื่องมือวัดทางไฟฟ้า เช่น เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้า หรือ กิโลวัตต์-ฮาวมิเตอร์ เพื่อวัดปริมาณการใช้ไฟฟ้าแต่ละเดือน ซึ่งการวัดโดยตรงของแรงดันหรือกระแสสูงๆ ทำให้ต้องใช้เครื่องวัดขนาดใหญ่ซึ่งมีราคาแพง หม้อแปลงเครื่องมือวัดจะมีขนาดเล็กและราคาไม่แพง ถูกออกแบบให้มีขนาดที่เหมาะสมสำหรับเครื่องมือวัด มีความปลอดภัยและเที่ยงตรงสูง มี 2 ชนิดด้วยกัน
1  หม้อแปลงแรงดัน (Potential Transformer )  เป็นหม้อแปลงแรงดันขนาดเล็กใช้แปลงแรงดันไฟฟ้าสูงๆ เป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำๆใช้กับโวลต์มิเตอร์  วัตต์มิเตอร์ และกิโลวัตต์ฮาวมิเตอร์  พิกัดกำลังเอาต์พุตจะบอกเป็นโวลต์-แอมป์(VA)   ส่วนพิกัดแรงดันจะบอกแรงดันไฟฟ้าของขดปฐมภูมิและขดทุติยภูมิ เช่น  1500/100  โวลต์ , 4800/120 โวลต์ , 22000/220  โวลต์  เป็นต้น
2  หม้อแปลงกระแส (Current Transformer ) เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้งานสำหรับลดกระแสสูงๆ ที่ไหลในสายไฟฟ้าให้มีค่าลดต่ำลง  เพื่อนำไปต่อเข้ากับแอมมิเตอร์ วัตต์มิเตอร์ และ กิโลวัตต์-ฮาวมิเตอร์เช่นเดียวกัน  ขนาดกำลังเอาต์พุตจะบอกเป็นโวลต์-แอมป์ (VA) พิกัดกระแสบอกเป็นอัตราส่วน เช่น 100/5 , 200/5, 300/5  เป็นต้น
จำแนกตามลักษณะของการพันขดลวด
1 หม้อแปลงแบบแยกขดลวด ซึ่งขดลวดปฐมภูมิและขดทุติยภูมิที่พันอยู่บนแกนเหล็กทั้งสองชุดแยกออกจากกัน โดยไม่มีส่วนหนึ่งส่วนใดของขดลวดต่อถึงกัน เป็นหม้อแปลงที่มีใช้งานโดยทั่วไป
2  หม้อแปลงแบบใช้ขดลวดชุดเดียวร่วมกัน  หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า หม้อแปลงออโต (Auto Transformer)  หม้อแปลงแบบนี้มีขดลวดเป็นชุดเดียวที่ทำหน้าที่เป็นทั้งขดปฐมภูมิ และขดทุติยภูมิ จึงทำให้ประหยัดลวดทองแดง และมีราคาถูกกว่าหม้อแปลงไฟฟ้าแบบขดลวด 2 ชุด  อัตราส่วนของหม้อแปลงแบบออโตจะต่ำ ซึ่งส่วนมากแล้วจะไม่เกินกว่า  4 : 1 สามารถแปลงแรงดันได้ทั้งลดลงและเพิ่มขึ้น  ส่วนมากจะนำไปใช้เพื่อชดเชยแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมของสายเคเบิลที่จ่ายไปยังโหลด   ใช้เป็นอุปกรณ์สตาร์ตของมอเตอร์เหนี่ยวนำ  ใช้กับหม้อแปลงของเตาหลอมโลหะ(Furnace Transformer)  และใช้เป็นหม้อแปลงกำลังในสถานีไฟฟ้าแรงสูงของการไฟฟ้าฝ่ายผลิต
จำแนกตามลักษณะการปรับแรงดันไฟฟ้า
1  หม้อแปลงแบบมีแทปแยก  ซึ่งลักษณะของแทปแยกจะอยู่ทางด้านขดทุติยภูมิ มีให้เลือกใช้งานตามความต้องการ เช่น 6,12,24,48 โวลต์ หรืออาจจะเป็นแบบมีแทปศูนย์อยู่ตรงกลาง เช่น 36-0-36โวลต์ และ 48-0-48 โวลต์ เป็นต้น   ส่วนมากจะนำไปใช้งานกับอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็ก   เครื่องขยายเสียง
2  หม้อแปลงแบบปรับค่าแรงดันไฟฟ้าต่อเนื่อง ซึ่งเป็นหม้อแปลงไฟฟ้าแบบออโต      ชนิดหนึ่ง เรียกว่า แวรีแอก หรือ สไลด์ เรกกูเลเตอร์ (Slide regulator)  ขดลวดจะพันอยู่รอบๆ แกนทอรอยด์ (Toroid)  ที่ด้านบนของขดลวดจะถูกกดให้แบนเพื่อให้แปรงถ่านสัมผัสกับขดลวดได้ดี
จำแนกตามการผลิตของโรงงาน
1  หม้อแปลงชนิดจุ่มน้ำมันแบบมีถังพัก (Conservator Type)   เป็นหม้อแปลงแบบถังเปิด (Open Type)  คือมีช่องทางให้อากาศถ่ายเทเข้าและออกจากตัวถังได้ตามกระแสเพิ่ม-ลด ของปริมาตรน้ำมันจากความร้อนของการใช้งาน   ทั้งนี้เพื่อไม่ให้เกิดความดันสูงในตัวถัง โดยหม้อแปลงจะมีช่องในการระบายอากาศ  หม้อแปลงระบบถังเปิดได้รับการปรับปรุงพัฒนาเรื่อยมาจนกระทั่งกลายมาเป็นแบบที่มีถังน้ำมันสำรองขนาดเล็กอยู่บนตัวถังหลัก  และติดตั้งสารดูดความชื้นเพื่อป้องกันไม่ให้ความชื้นจากภายนอกเข้ามาทำปฏิกิริยากับน้ำมันหม้อแปลงที่จะเป็นอันตรายต่อหม้อแปลงได้
2  หม้อแปลงชนิดจุ่มน้ำมันแบบปิดผนึก (Hermetically  Sealed Fully Oil Filled)         หม้อแปลงชนิดนี้จะป้องกันความชื้นและออกซิเจนได้  100 %  ไม่มีถังพักน้ำมันสำรอง  น้ำมันของหม้อแปลงจะเติมเต็มถังปิดผนึกอย่างดีไม่ให้อากาศจากภายนอกเข้าได้   น้ำมันจะช่วยในการระบายความร้อนให้กับ Bushing  และประเก็นบริเวณฝาถังได้  เมื่อหม้อแปลงจ่ายกระแสให้กับโหลดความร้อนในหม้อแปลงจะเพิ่มขึ้น  ปริมาตรของน้ำมันจะเพิ่มขึ้นตาม  ครีบระบายความร้อนแบบลูกฟูก (Corrugated) จะเกิดการพองตัวทำให้รักษาระดับของความดันในตัวถังมีค่าเท่าเดิม  และเมื่อน้ำมันลดปริมาตรลงครีบลูกฟูกก็จะหุบตัวลง  เรียกตัวถังแบบนี้ว่า ตัวถังแบบยืดหยุ่น (Elastic Tank)   ดังนั้นการเพิ่มขึ้นและลดลงของปริมาตรภายในหม้อแปลงจึงไม่ต้องกังวลเรื่องความดันสูงที่จะเกิดกับตัวถังของหม้อแปลง
3  หม้อแปลงชนิดจุ่มน้ำมันแบบปิดผนึกและบรรจุก๊าซไนโตเจน (N2 Gas Sealed)       หม้อแปลงชนิดจุ่มน้ำมันแบบปิดผนึกและบรรจุก๊าซไนโตเจน   ตัวถังของหม้อแปลงจะออกแบบทำให้มีความสูงเพิ่มขึ้นและจะต้องเติมน้ำมันให้ท่วมชุดขดลวดและแทป  แต่เติมไม่เต็มถัง โดยปล่อยให้มีช่องว่างใต้ฝาถัง ซึ่งมีปริมาตรเพียงพอต่อการขยายตัวของน้ำมัน และที่ช่องว่างจะเติมด้วยก๊าซเฉื่อยที่ไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับน้ำมัน  ส่วนใหญ่จะใช้ก๊าซไนโตเจน  ในขณะที่น้ำมันหม้อแปลงมีปริมาตรเพิ่มขึ้นและถึงแม้ว่าภายในถังมีช่องว่างอากาศไว้รองรับการขยายตัว  แต่น้ำมันที่เพิ่มขึ้นจะไปอัดให้ปริมาตรของอากาศลดลง ทำให้เกิดความดันภายในตัวถังหม้อแปลง
4  หม้อแปลงชนิดแห้งแบบหล่อเรซิน  (Dry Type Cast Resin)  เป็นหม้อแปลงที่มีความปลอดภัยมากที่สุด เหมาะสำหรับติดตั้งภายในอาคาร เนื่องจากสารเรซิน (Resin) และส่วนผสมที่ใช้หล่อหุ้มขดลวดหม้อแปลงมีคุณสมบัติคงทนต่อไฟไหม้ได้ดี หม้อแปลงชนิดนี้ขดลวดแรงดันสูงจะห่อหุ้มด้วยฉนวน Class F ซึ่งเป็นไฟเบอร์กลาสเทหล่อด้วยเรซิน  มีสัมประสิทธิ์การขยายตัวของวัสดุทุกส่วนใกล้เคียงกันมากที่สุด จะไม่มีโอกาสแตกร้าวอันเกิดจากการใช้งานที่อุณหภูมิสูงๆ   ส่วนไฟเบอร์กลาสที่หล่ออยู่ในเรซินมีคุณสมบัติทำให้ขดลวดคงทนต่อความเค้นเชิงกลได้ดี  สำหรับขดลวดแรงดันต่ำของหม้อแปลงจะมีลักษณะเป็นทองแดงแผ่นบางหุ้มด้วยฉนวน  Prepreg ขดลวดทองแดงแผ่นบางมีคุณสมบัติทนต่อกระแสกระชากและกระแสลัดวงจร  เนื่องจากสามารถกระจายกระแสสลับที่วิ่งตามผิวได้ดีกว่า และสามารถรักษาสมดุลย์ของแรงที่เกิดจากขดลวดแรงดันสูง  ทำให้แรงในแนวแกนจะถูกหักล้างให้เป็นศูนย์ตลอดเวลาแม้ในสภาวะลัดวงจร
ฉนวน Prepreg  ที่ห่อหุ้มแผ่นทองแดงเป็นวัสดุที่คงทนและมีความยืดหยุ่นสูงสามารถรองรับการขยายตัวของขดลวดทองแดงจากการจ่ายกระแสสูงๆ  และยังป้องกันความชื้นในอากาศได้ 100 %  ขดลวดแรงดันต่ำจะถูกเคลือบผิวด้วยแผ่นเรซินในขั้นตอนสุดท้ายก่อนการอบความร้อน ทำให้ขดลวดคงทนต่อแรงในแนวรัศมี อันเกิดจากกระแสลัดวงจร ทำให้หม้อแปลงที่ผลิตมีคุณภาพสูง
5  หม้อแปลงชนิดแห้งแรงดันต่ำ  ( Low Volt Dry Type )   เป็นหม้อแปลงขนาดไม่ใหญ่มากนัก  ใช้สำหรับแปลงแรงดันไฟฟ้าให้กับเครื่องจักรเป็นการเฉพาะ เช่น  แปลงไฟจาก 380  โวลต์ เป็น 220 โวลต์ หรือแปลงไฟ 380  โวลต์ 3  เฟส 3 สาย ให้เป็น 380 โวลต์  3  เฟส 4 สาย   นิยมติดตั้งในบริเวณพื้นที่ทำงานของเครื่องจักร เพราะเป็นการประหยัดและมีความปลอดภัย
โฆษณา