หม้อแปลงไฟฟ้า TRANSFORMER มีประโยชน์อย่างไรวันนี้มาทำความรู้จักกัน

หม้อแปลงไฟฟ้า TRANSFORMER 

หม้อแปลงไฟฟ้า (TRANSFORMER) มีความสำคัญในการขับเคลื่อนของระบบไฟฟ้าแรงสูงส่วนใหญ่ที่นิยมใช้งานกันจะเป็นพวกสถานประกอบการที่ต้องการกำลังไฟฟ้าที่สูงเช่นโรงงานอุตสาหกรรมเป็นต้น อีกทั้งยังเป็นจุดเริ่มต้นของการจ่ายพลังงานไฟฟ้าเข้าสู่ระบบไฟฟ้า ดังนั้นจึงสามารถถือได้ว่าหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นหัวใจของระบบส่งพลังงานไฟฟ้า ในทุกขั้นตอนของการเปลี่ยนแรงดันจะต้องใช้หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นเครื่องปรับค่าแรงดันให้เหมาะสมกับกรณีต่างๆ การเลือกใช้หม้อแปลงไฟฟ้าให้ถูกต้องกับความต้องการและความจำเป็น รวมถึงถึงการเลือกผู้ผลิต ผู้ติดตั้ง ซึ่งให้ความมั่นใจกับคุณภาพ ของหม้อแปลงไฟฟ้าและการบริการ จึงมีความสำคัญอย่างมาก

หม้อแปลงไฟฟ้าคือ มีกี่แบบ

หม้อแปลงไฟฟ้า Transformer อุปกรณ์เปลี่ยนขนาดแรงดันไฟฟ้าหรือขนาดของกระแสไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับการออกแบบและใช้งาน ดังนั้นหม้อแปลงจึงเป็นอุปกรณ์หลักในระบบส่งกำลังไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีราคาสูงที่สุดในระบบส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ของการเลือกใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้าแต่ละชนิดล้วนมาจากบริษัทผู้ผลิต ซึ่งมักจะกล่าวถึงข้อดีทั้งสิ้น ทำให้ผู้มีอำนาจตัดสินใจสั่งซื้อได้รับข้อมูลด้านเดียว ดังนั้นเพื่อให้ได้หม้อแปลงที่เหมาะสมกับลักษณะการใช้งาน มีประสิทธิภาพการทำงานสูงสุดและอายุการใช้งานที่ยืนยาวคุ้มค่าจึงจำเป็นต้องมีข้อมูลที่รอบด้านและใช้การพิจารณาอย่างรอบคอบก่อนการตัดสินใจเลือกและสั่งซื้อเพื่อป้องกันปัญหายุ่งยากเกิดขึ้นในภายหลัง หม้อแปลงแบบต่าง ๆ 

1. หม้อแปลงฉนวนน้ำมัน (oil-Insulated Transformer) (1) หม้อแปลงฉนวนน้ำมันติดตั้งในอาคารต้องติดตั้งในห้องหม้อแปลง ยกเว้น หม้อแปลงใช้กับเตาหลอมไฟฟ้า มีขนาดไม่เกิน 75 เควี หากไม่อยู่ในห้อง หม้อแปลงต้องมีรั้วล้อมรอบ และระยะห่างระหว่างหม้อแปลงกับรั้ว ต้องไม่น้อยกว่า 1.00 เมตร (2) ห้ามติดตั้งหม้อแปลงฉนวนน้ำมันภายในอาคาร บนดาดฟ้าหรือบนส่วนยื่นของอาคารขนาดใหญ่พิเศษของอาคารสูง อาคารชุด (3) หม้อแปลงฉนวนน้ำมันติดตั้งภายนอกอาคาร เมื่อติดตั้งแล้ว ส่วนที่มีไฟฟ้าด้านแรงสูงของหม้อแปลง ต้องห่างจากโครงสร้างอื่นไม่น้อยกว่า 1.80 เมตร สำหรับหม้อแปลงที่ติดตั้งใกล้กับวัตถุหรืออาคารที่ติดไฟได้ ต้องมีการป้องกันไฟที่เกิดจากน้ำมันของหม้อแปลงลุกลามไปติดวัตถุติดไฟได้ 

2. หม้อแปลงแห้ง (Dry-type transformer) (1) หม้อแปลงแห้งติดตั้งภายในอาคาร (Dry-type transformer installed indoor) มีข้อกำหนดสำหรับสถานที่ติดตั้ง (2) หม้อแปลงแห้งติดตั้งภายนอกอาคาร (Dry-type transformer installed outdoor) ก. หม้อแปลงต้องมีการกั้นที่สามารถทนสภาพอากาศ (Weatherproof) ได้ ข. หม้อแปลงที่มีขนาดเกิน 112.5 เควีเอ. ต้องติดตั้งห่างจากวัสดุที่ติดไฟได้ที่เป็นส่วนของอาคารไม่น้อยกว่า 30 เซนติเมตร ยกเว้นหม้อแปลง ชนิดมีอุณหภูมิเพิ่ม (temperature rise) 80 องศาเซลเซียส หรือสูงกว่าที่มีการปิดหุ้มมิดชิด (ยอมให้มีเฉพาะช่องระบายอากาศ) สามารถลดระยะห่างลงได้อีก 

3. หม้อแปลงฉนวนของเหลวไม่ติดไฟ (Nonflammable Fluid-Insulated Transformer) ยอมให้ติดตั้งได้ทั้งภายในและภายนอกอาคาร ถ้าติดตั้งภายในอาคารต้องติดตั้งในห้อง

หลักการทำงาน ในระบบจ่ายไฟฟ้าจะมีการแปลงแรงดันไฟฟ้าสลับให้มีขนาดสูงมากๆ เช่นให้มีขนาดเป็น 48kV หรือ 24kV เพื่อลดขนาดของลวดตัวนำ ที่ต้องใช้ในการจ่ายไฟฟ้าเป็นระยะทางไกลๆ  เมื่อถึงปลายทางก่อนที่จะจ่ายไฟฟ้าไปให้แก่บ้านเรือนต่างๆ ก็จะแปลงระดับแรงดันไฟฟ้าให้ลดลงเป็น 220 V  เพื่อลดอันตรายที่จะเกิดแก่ผู้ใช้ไฟฟ้า และเมื่อต้องการใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ระดับแรงดันต่ำๆ เช่น 6V หรือ 9V ก็จะต้องมีการแปลงดันไฟฟ้า ตามบ้านจาก 220 V เป็นระดับแรงดันไฟฟ้าตามที่ต้องการ  อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ดังกล่าว เราเรียกว่า หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer) การทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้านั้น อาศัยหลักการความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้ากับเส้นแรงแม่เหล็กในการสร้างแรงเคลื่อนเหนี่ยวนำให้กับตัวนำ คือ เมื่อมีกระแสไหลผ่านขดลวดตัวนำ ก็จะทำให้เกิดเส้นแรงแม่เหล็กรอบๆตัวนำนั้น และถ้ากระแสที่ป้อนมีขนาดและทิศทางที่เปลี่ยนแปลงไปมา ก็จะทำให้สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นมีการเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย  ถ้าสนามแม่เหล็กที่มีการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวตัดผ่านตัวนำ ก็จะเกิดแรงเคลื่อนเหนี่ยวนำขึ้นที่ตัวนำนั้น โดยขนาดของแรงเคลื่อนเหนี่ยวนำจะสัมพันธ์กับ ความเข้มของสนามแม่เหล็ก และความเร็วในการตัดผ่านตัวนำของสนามแม่เหล็ก

เทคโนโลยีหลักที่ใช้ในการออกแบบและผลิตหม้อแปลง คือ

1. ชนิดคอร์ (Core Type) การออกแบบและการจัดวางแผ่นแกนเหล็กง่าย มีเส้นแรงแม่เหล็กรวมอยู่ที่แกนของหม้อแปลง สามารถรื้อออกมาซ่อมได้ง่าย การระบายความร้อนออกจากขดลวดหม้อแปลงทำได้ดี เหมาะสำหรับใช้งานกับระดับแรงดันไฟฟ้าสูงมาก (EHV) 

2. ชนิดเปลือกรอบ (Shell Type) มีความซับซ้อนของโครงสร้างมากกว่าแบบคอร์ มีเส้นแรงแม่เหล็กรวมอยู่รอบนอกขดลวดหม้อแปลง ความแข็งแรงทางกลสูง การรื้อออกมาซ่อมทำได้ไม่ง่าย การระบายความร้อนออกจากขดลวดไม่ค่อยดีนักเนื่องจากถูกล้อมรอบด้วยแกนเหล็ก ไม่เหมาะสำหรับใช้งานกับระดับแรงดันไฟฟ้าสูงมาก