5

บทท 2 ทฤษฎทเกยวของ

2.1 ทฤษฎเกยวกบหมอแปลงไฟฟา [1]

2.1.1 หมอแปลงไฟฟา หมอแปลงไฟฟาเปนอปกรณทใชส าหรบแปลงพลงงานไฟฟากระแสสลบจากวงจรหนงไปยงอกวงจรหนง โดยวธทางวงจรแมเหลกซงไมมจดตอไฟฟาถงกนและไมมชนสวนทางกลเคลอนท โดยทวไปเราใชหมอแปลงไฟฟาเพอแปลงแรงเคลอนไฟฟาใหมขนาดลดลงหรอ เพมขนจากเดมโดยมความถไฟฟาคงเดม

ภาพท 2.1 หมอแปลงไฟฟาชนด 1 เฟส และ 3 เฟส

6

2.1.2 โครงสราง [2] หมอแปลงแบงออกตามการใชงานของระบบไฟฟาก าลงได 2 แบบคอ หมอแปลงไฟฟาชนด 1 เฟส และหมอแปลงไฟฟาชนด 3 เฟส แตละชนดมโครงสรางส าคญประกอบดวย - ขดลวดตวน าปฐมภม (Primary Winding) ท าหนาทรบแรงเคลอนไฟฟา - ขดลวดทตยภม (Secondary Winding) ท าหนาทจายแรงเคลอนไฟฟา - แผนแกนเหลก (Core) ท าหนาทเปนทางเดนสนามแมเหลกไฟฟา และใหขดลวดพนรอบแกนเหลก - ขวตอสายไฟ (Terminal) ท าหนาทเปนจดตอสายไฟกบขดลวด - แผนปาย (Name Plate) ท าหนาทบอกรายละเอยดประจ าตวหมอแปลง - อปกรณระบายความรอน (Coolant) ท าหนาทระบายความรอนใหกบขดลวด เชน อากาศ, พดลม, น ามน หรอใชทงพดลมและน ามนชวยระบายความรอน เปนตน - โครง (Frame) หรอตวถงของหมอแปลง (Tank) ท าหนาทบรรจขดลวด แกนเหลกรวมทงการตดตงระบบระบายความรอนใหกบหมอแปลงขนาดใหญ - สวตชและอปกรณควบคม (Switch Controller) ท าหนาทควบคมการเปลยนขนาดของแรงเคลอนไฟฟา และมอปกรณปองกนไฟฟาชนดตาง ๆ รวมอยดวย

ภาพท 2.2 โครงสรางภายในของหมอแปลง

7

2.1.3 หลกการท างาน กฎของฟาราเดย (Faraday’s Law) กลาวไววา เมอขดลวดไดรบแรงเคลอนไฟฟากระแสสลบ จะท าใหขดลวดมการเปลยนแปลงเสนแรงแมเหลกตามขนาดของรปคลนไฟฟากระแสสลบ และท าใหมแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าเกดขนทขดลวดน ค าอธบาย : เมอขดลวดปฐมภมไดรบแรงเคลอนไฟฟากระแสสลบ จะท าใหมแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าเกดขนตามกฎของฟาราเดย ขนาดของแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน านขนอยกบ จ านวนรอบของขดลวด พนทแกนเหลก และความหนาแนนของเสนแรงแมเหลกทมการเปลยนแปลงจากไฟฟากระแสสลบ เมอกระแสไฟฟาไหลผานขดลวดจะท าใหมเสนแรงแมเหลกในขดลวด เสนแรงแมเหลกนเปลยนแปลงตามขนาดของรปคลนไฟ ฟาทไดรบ เสนแรงแมเหลกเกอบทงหมดจะอยรอบแกนเหลก เมอมการเปลยนแปลงของเสนแรงแมเหลกผานขดลวด จะท าใหมแรงเคลอนไฟฟาเหนยวน าเกดขนทขดลวดทตยภมน

ภาพท 2.3 การเหนยวน าทท าใหเกดแรงดนไฟฟา สมการแรงดนไฟฟาเหนยวน าในหมอแปลงไฟฟา คอ 𝐸1 = 4.44 × 𝑁1 × 𝑓 × 𝐵 × 𝐴 (2.1)

𝐸2 = 4.44 × 𝑁2 × 𝑓 × 𝐵 × 𝐴 (2.2)

เมอ 𝐸 คอ แรงดนไฟฟาทเกดขน 𝑓 คอ ความถ 𝐵 คอ ความหนาแนนของเสนแรงแมเหลก 𝐴 คอ พนทหนาตดของแกนเหลก 𝑁 คอ จ านวนรอบของขดลวด

8

2.1.4 ชนดของหมอแปลงในระบบไฟฟาก าลง [1] ชนดของหมอแปลงอาจแบงไดหลายวธ เชน แบงตาม โครงสราง แบงตามตวกลางทใชเปนฉนวนและตวระบายความรอน แบงตามขนาด ซงมรายละเอยดดงน แบงตามโครงสรางออกเปน 2 ชนดใหญๆ คอ - แบบ Core Type ซงประกอบดวยแผนเหลกบางๆมาเรยงตดกนเปนแทง สวนขดลวดจะพนทบขาของแกนเหลกโดย ขดลวดปฐมภม และ ขดลวดทตยภม แยกไวคนละขาของแกนเหลกส าหรบหมอแปลงไฟฟาแบบเฟสเดยว สวนหมอแปลงไฟฟาแบบ 3 เฟส ขดลวดปฐมภม และ ขดลวดทตยภม จะพนคนละชดสวมอยในแกนเดยวกนโดยขดลวดปฐมภมอยดานนอกสวนขดลวดทตยภมอยดานใน ดงนนแกนเหลกแบบนจงเรยกวาเปนแบบขดลวดหมแกน ส าหรบหมอแปลงเฟสเดยวมขาแกนเหลก 2 ขา สวนหมอแปลง 3 เฟสจะมแกนเหลก 3 ขา - แบบ Shell Type ลกษณะของแกนเหลกแบบนจะประกอบดวยเหลกบางๆ 2 สวน คอรปตว E และตว I น ามาเรยงตดกนเปนแทง ขดลวดปฐมภม และ ทตยภม จะพนทบกนบนขากลางของแกนเหลก จงเรยกแกนเหลกแบบนวาชนดแกนหมขดลวด โดยหมอแปลง เฟสเดยวมขาแกนเหลก 3 ขา และหมอแปลง 3 เฟส มขาแกนเหลก 5 ขา แบงตามตวกลางทใชเปนฉนวนและตวระบายความรอนออกเปน 2 ชนด คอ - แบบระบายความรอนดวยอากาศ (Dry Type) ซงใชอากาศเปนฉนวนระบายความรอนแทนน ามน ปจจบนมใช 2 แบบ คอ • แบบ Air Ventilated หมอแปลงแบบนขดลวดจะสมผสกบอากาศโดยตรง หมอแปลงชนดนเมอพนขดลวดทงดานปฐมภม และ ดานทตยภม เสรจเรยบรอยแลวจะน าไปเคลอบฉนวนเชน วานช แลวอบใหปราศจากความชน ประกอบกบแกนเหลกใหสมบรณไมตองใสถงหมอแปลง โดยเมอใชงานจะน าไปประกอบอยในต • แบบ Cast Resin หมอแปลงชนดนจะท าการหลอโดยใชฉนวนจ าพวก Epoxy Resin หมขดลวดปฐมภม และ ทตยภมดวยระบบสญญากาศ เพอไมใหเกดฟองอากาศขนใน Epoxy Resin เพอปองกนการปลอยประจผานฟองอากาศท าใหเกดความเสยหายแกหมอแปลงได หมอแปลงชนดนจะทนตอสภาพความชนไดดกวา แบบ Air Ventilated แตการระบายความรอนจากขดลวดสฉนวน Epoxy Resin และระบายออกสอากาศตองใชเทคนคสงกวาชนดแรก - แบบขดลวดจมในน ามน (Oil Immerse) ซงใชของเหลวเปนฉนวน และ ระบายความรอน

9

แบงตามขนาดได 3 ชนด คอ - หมอแปลงไฟฟาก าลง (Power Transformer) เปนหมอแปลงขนาดใหญทมการตดตงตามสถานตนทาง สถานยอยของการไฟฟา บรษทผลตไฟฟาเอกชน หรอสถานจายไฟของโรงงานอตสาหกรรม ขนาดกลางจนถงขนาดใหญ โดยทวไปมขนาด 1 MVA จนถงหลายรอย MVA - หมอแปลงจ าหนาย (Distribution Transformer) เปนหมอแปลงขนาดกลางท ใชในระบบของการจ าหนายของการไฟฟาสวนภมภาค และการไฟฟานครหลวง ตดตงบนเสาไฟฟา นงราน หรอวางบนพน โดยทวไปมขนาดตงแต 1 kVA – 20 MVA - หมอแปลงเพอการวด (Instrument Transformer) เปนหมอแปลงส าหรบวดคาแรงดน หรอกระแสไฟฟาในระบบแรงดนไฟสงๆ ซงไมสามารถใชโวลทมเตอรหรอแอมปมเตอรวดไดโดยตรง เพราะอาจท าใหเครองมอวดและบคคลทเขาไปเกยวของไดรบอนตราย

2.2 การบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟา [1] การบ ารงรกษาสวนใหญมจดมงหมายเพอ รกษาอปกรณ ใหอยในสภาพใหม และปลอดภย อยเสมอ ซงการกระท าเชนนนอาจไมเหมาะสมเมอคดในแงเศรษฐศาสตร เชน ราคาในการบ ารงรกษาสงเกนไป เมอเทยบกบมลคาของอปกรณ หรอความเสยงเมอเกดความเสยหาย ดงนนการก าหนดตารางในการบ ารงรกษาจงตองค านงถงหลายองคประกอบ ทงทางดานวศวก รรมศาสตรและเศรษฐศาสตร ซงสรปไดดงน - ความส าคญของอปกรณทมตอระบบ ประเมนเปนมลคาของความเสยหาย - สภาพของการใชงานนนเสยงตอความเสอมของอปกรณหรอไม เชน หมอแปลงมความจ าเปนตองจายโหลดเกนพกดบอยครง หรอมการทปองกนทไมดนก ตองท าการตรวจสอบบอยขน - สภาพแวดลอมของสถานทตดตง เชน รอนจด มฝ นมาก มสารเคมแพรกระจายอยในอากาศ ตองมการปรบระยะเวลาในการตรวจสอบใหเหมาะสม

10

2.3 การตรวจสอบหมอแปลงไฟฟา การตรวจสอบหมอแปลงไฟฟาถอเปนสงทส าคญ โดยจะมการตรวจสอบหมอแปลงไฟฟาเพอใหหมอแปลงไฟฟาอยในสภาวะปกตและยงท าใหหม อแปลงไฟฟามอายการใชงานท นานขน ซงในระบบฉนวนภายในหมอแปลงไฟฟาจะประกอบดวย ฉนวนน ามน กระดาษ ซลยาง ฉนวนทองแดง โดยวสดเ หลานจะมการเสอมสภาพเมอมความชน เขมา หรอสงเจอปนอนๆ และกาซ ปะปนอย ซงอาจเปนสาเหตทท าใหหมอแปลงไฟฟาเกดการ ลดวงจรหรอระเบดได ดงนนจงควรท าการตรวจสอบสภาพ และบ ารงรกษาหมอแปลงไฟฟาอยางสม าเสมอ เพอเปนการลดความเสยหายทอาจเกดขน อกทงยงท าใหไดประโยชนและประสทธภาพสงสดในการใชงาน ส าหรบหมอแปลงไฟฟาก าลงนบเปนอปกรณทส าคญในระบบไฟฟา จงตองมการตรวจสอบและบ ารงรกษาอยางสม าเสมอ โดยทวไปจะมการตรวจสอบทกๆ 6 เดอน หรอ 1 ป เพอเปนการเพมประสทธภาพและยดอายการใชงานขอหมอแปลงไฟฟา ซงในการตรวจสอบหมอแปลงไฟฟามกจะใชการตรวจวดทางไฟฟา และ การตรวจวดทางน ามน ในการประเมนสภาพของหมอแปลงไฟฟา

2.4 การตรวจวดทางไฟฟา [3] 2.4.1 การวดคาความตานทานของฉนวน (Insulation Resistance Measurement) ส าหรบการทดสอบคาความตานทาน ของฉนวน เพอตรวจสอบแนวโนมของ การเสอมสภาพของฉนวน ทเกดขน ภายในหมอแปลงไฟฟา ซงขนตอนในการทดสอบ เปนวธกา รลดวงจรของขดลวดในแตละชดของหมอแปลงเขาดวยกน เพอทจะใหแรงดนทดสอบมคาเทากนในแตละเฟส ถาขดลวดทดสอบมพกดแรงดนตงแต 3,300 V ขนไปใหทดสอบดวยแรงดน 2,500 Vdc และถาพกดแรงดนนอยกวา 3,300 V ลงมาใหทดสอบดวยแรงดน 1,000 Vdc จากนนทดสอบตงแต 1 นาท ถง 10 นาท แลวค านวณคา Polarization Index (PI) หรอคาอตราสวนความตานทานฉนวนทนาทท 10 ตอนาทท 1 ตามมาตรฐาน IEEE C57.125-1999

11

ตารางท 2.1 คา PI ในการพจารณาสภาพของหมอแปลงฟา

สภาพ PI ด มากกวา 2.0

พอใช 1.25 – 2.0 อาจเกดความผดปกต 1.1 – 1.25

อนตราย นอยกวา 1.1

ภาพท 2.4 วงจรวดคาความตานทานฉนวน 2.4.2 การวดคาความสญเสยทางฉนวน (Insulation Power – Factor Measurement) ส าหรบการวดคาความสญเสยทางฉนวนจะท าการทดสอบเพอตรวจหาการยอยสลายของฉนวนทมกเกดจาก ความชนหรอคารบอนทปนเปอนอย ซงจะบอกถงการเสอมสภาพของฉนวน บทชง และขดลวด ซงจะมความสมพนธกบการวดคาความตานทานของฉนวน ซงจะบอกถงความสญเสยทเกดขนภายในเนอฉนวนของหมอแปลงไฟฟา โดยเปน ทดสอบเพอวดคาการสญเสยในฉนวน (Dielectric Loss) โดยผลทวดไดจะเปนคาอตราสวนระหวางก าลงงานทสญเสยไปในฉนวนกบผลคณของแรงดนและกระแสทจายใหกบหมอแปลงนน จดประสงคเพอหาการเสอมสภาพของฉนวนหมอแปลงไฟฟา โดยถาคาความตานทานของฉนวนอยในสภาพอนตรายกไมตองทดสอบคาความสญเสยและ %PF แตถาคาความตานทานของ ฉนวนอยระหวาง 1.1 – 1.15 ใหท าการทดสอบคาความสญเสยและ %PF ทแรงดน 2.5 kV กอนแลวจงท าการทดสอบตาม Data Test ทแนบมากบหมอแปลงไฟฟา โดยตองบนทกอณหภมของน ามน อากาศ และความชนสมพทธ

12

ตารางท 2.2 ระดบแรงดนทใชในการทดสอบ

แรงดนทพกดของขดลวด (kV) แรงดนทใชในการทดสอบ (kV) 3 -5 2.5

5 – 10 5 > 10 10

ตารางท 2.3 คาสภาพของฉนวน (%PF) ท 20 องศาเซลเซยส

ชนด สภาพด (%PF) นาสงสย (%PF) อนตราย (%PF) Power Tx < 0.5 0.5 – 1.0 > 1.0 Dist Tx < 1.0 1.0 – 2.0 > 2.0 DRY - Type < 2.0 2.0 – 5.0 > 5.0 ASKAREL < 0.5 0.5 – 10.0 > 10.0

ภาพท 2.5 วงจรวดคาสภาพของฉนวน (%PF)

13

2.4.3 การวดคาความตานทานของขดลวด (Winding Resistance Measurement) เปนก ารวดความตานทานของขดลวดแตละขด เพอเปรยบเทยบคาทวดไดระหว างเฟสวามขดลวดใดผดปกตหรอไม ส าหรบการทดสอบ กระแสททดสอบไมควรเก น 15% ของกระแสพกดของหมอแปลง โดยการสบสวทชและรอจนกวา โวลทมเตอร และ แอมปมเตอร จะหยดนง (Steady State) ท าการอานคากระแสและแรงดนพรอมก น โดยโวลทมเตอร ทใชควรมคา ความตานทาน สงเมอเทยบกบขดลวดทดสอบ ในกรณทโวลทมเตอรทใชวดมคาความตานทาน ยงไมสงพอเมอเทยบกบขดลวดทดสอบ ซงท าใหไมสามารถอานคากระแสทถกตองของขดลวดได กใหอานคาแรงดนกอนแลวปลดโวลทมเตอรออก หลงจากนนจงอานคากระแส บนทกคาอณหภมของขดลวด และน ามนระหวางการทดสอบส าหรบฉนวน (Dry Type) ในกรณทปลดหมอแปลงออกจากระบบนานเกน 8 ชวโมง ใหใชอณหภมของอากาศแทนอณหภมของขดลวดได ความคลาดเคลอนของคาความตานทานทวดไดไมควรเกน 5 % (IEEE Std . 62-1995) เมอเทยบกบคาทดสอบจากโรงงาน (Factory Test) ทอณหภมเดยวกน และใชเทยบกนระหวางเฟส ภาพท 2.6 วงจรการวดคาความตานทานของขดลวด 2.4.4 การวดคาของกระแสกระตนวงจรดานแรงสง (High Voltage Exciting Current Measurement) การวดคากระแสกระตนวงจรดานแรงสงเปนการทดสอบเพอตรวจสอบสภาพของขดลวดวามการลดวงจร ระหวางขดลวดหรอไม ซงการทดสอบจะใชเครองวด %PF โดยท าการวดคากระแสกระตนดวยแรงดนสงทดานทตยภมของหมอแปลงไฟฟาเพยงดานเดยว โดยวดทชดของขดลวดแรงดนสงสด (ในกรณบ ารงรกษาใหวดทชดของขดลวดท ใชงาน โดยไมตองเลอน ชดของขดลวด ตามมาตรฐาน NETA MTS-05)

DC HV.

ASW

Tested Transformer

วงจรวดคาความตานทานของ Winding

LV.VDC

14

ตารางท 2.4 คากระแสกระตนวงจรดานแรงสง

สภาพ ปรมาณกระแสกระตน (mA) ด < 50

นาสงสย 50 and < 100 อนตราย 100

2.4.5 การวดคาความตานทานฉนวนแกนเหลก (Core Insulation Resistance) การวดคาความตานทานฉนวนแกนเหลกเปนการทดสอบเพอตรวจสอบฉนวน ระหวางแกนเหลกกบตวถงของหมอแปลง วาเกดการช ารด หรอเสอมสภาพ หรอไม ส าหรบวธการวดคาความตานทานของแกนเหลกจะใชแรงดนในการทดสอบไมเกน 1,000 Volt โดยมขนตอนในการทดสอบคอการหาต าแหนงของจดตอสายดนของแกนเหลกใหพบ ซงหมอแปลง ไฟฟาสมยใหมจะมจดต อสายดนจะตอภายในออกมาทบทช งขนาดเลกทตวหมอแปลง แลวท าการปลดสายทตอจา กจดตอสายดนของแกนเหลกลงตวถงของหมอแปลง หรอตอลงดนแลวท าการวดคาฉนวนของแกนเหลกเทยบกบก กกราวด โดยพจารณาคาความตา นทานฉนวนแกนเหลกเทยบกบกราวด ซงสามารถพจารณาได ดงน ตารางท 2. 5 ระดบคาความตานทานฉนวนแกนเหลก

ลกษณะของหมอแปลงไฟฟา

คาความตานทานของแกนเหลก

การประเมนสภาพ

หมอแปลงใหม > 100 M ปกต

หมอแปลงทผานการใชงานในระบบ

> 100 M ปกต 10 – 100 M แสดงการเสอมของฉนวน

< 10 M ฉนวนเสอมสภาพท าใหเกด

กระแสไหลวน

15

2.4.6 การวดคาอตราสวนของขดลวด (Winding Ratio Measurement) การวดคาอตราสวนของขดลวดทางดานปฐมภมและดานทตยภมวามอตราจ านวนรอบตามทก าหนดไวหรอไม ซงอตราสวนของขดลวดอาจเปลยนแปลงได เนองจากหลายปจจย รวมถงความเสยหายทางกายภาพของหมอแปลงไฟฟา และความผดปกตของฉนวนทเสอมสภาพ โดยห ากอตราสวนของขดลวดเปลยนแปลงไปเกน 0.5% อาจสงผลตอระดบของแรงดนไฟฟา ซงการวดคาอตราสวนของขดลวดเปนการทดสอบดวยวธ Volt Meter Method (มเครองมอเปนชดส าหรบทดสอบอตราสวนซงสามารถอานคาไดเลย ส าหรบทนยมใชคอเครอง Multi-amp TR#800) ส าหรบการทดสอบใหพจารณาความเหมาะสมของแรงดนโดยใชแรงดนไมเกน 80% ของพกดแรงดนหมอแปลง ซงจะท าการวดในทกชดของขดลวดและทกเฟสของหมอแปลง โดยการหาคาอตราสวนใหน าคา แรงดน L-L ไปหาคาอตราสวนของขดลวด และในกรณทตองใชคา แรงดน L-N การค านวณหาคาอตราสวน ค านวณไดจากสตร

𝐿𝑖𝑛𝑒 𝑡𝑜 𝑁𝑒𝑢𝑡𝑟𝑎𝑙 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑔𝑒 = 𝐿𝑖𝑛𝑒 𝑡𝑜 𝐿𝑖𝑛𝑒 𝑉𝑜𝑙𝑡𝑎𝑔𝑒

1.732 (2.3)

หมายเหต คาอตราสวนของขดลวดก าหนดใหเปนทศนยม 4 ต าแหนง ส าหรบการหาคาความคลาดเคลอนของอตราสวนของขดลวด ค านวณไดจากสตร % 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =

𝑅𝑚 −𝑅𝑟

𝑅𝑟× 100 (2.4)

ก าหนดให % 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = ความคลาดเคลอนของอตราสวนขดลวด 𝑅𝑚 = อตราสวนของขดลวดทวดได 𝑅𝑟 = อตราสวนของขดลวดจาก Name Plate โดย คาความคลาดเคลอนทวดไดตองไมเกน 0.5% เมอเทยบกบอตราสวนจาก Name Plate ตามมาตรฐาน ANSI C57.12.90-1973

ภาพท 2.7 วงจรการวดคาอตราสวนของขดลวด

16

2.5 การตรวจวดทางน ามน [4] 2.5.1 การวดความคงทนตอแรงดนเบรกดาวน (Dielectric Breakdown Strength) กระแสสลบ (AC Breakdown Strength) ของน ามน เปนการวดความสามารถของน ามนในการคงทนตอความเครยดสนามไฟฟากระแสสลบ โดยปราศจากการเกดความเสยหายตามมาตรฐาน ASTM D877, D1816 หรอ IEC156 คาความคงทนตอแรงดนเบรกดาวนจะบอกใหทราบถงสงเจอปนทอยในน ามนในรปของสงสกปรก (Contamination) เชน เศษเสนใยข องฉนวนแขง เศษตวน า (Conductive particles) น า ฝ นละออง หรอความสกปรกตางๆ น ามนทมความสกปรกปนอยมากจะมคา Breakdown ต า น ามนทสะอาดหรอผานการกรองมาใหมๆ จะมคา Breakdown สง ปกตจะท าการทดสอบทก 6 เดอน ส าหรบหมอแปลงทมความส าคญมาก และจะท าก ารทดสอบทก 1 ป ส าหรบหมอแปลงปกต ซงตามมาตรฐาน ASTM D877-87 หรอ D1816 , IEC156 ก าหนดวาไมควรต ากวา 26 kV จงจะถอวาพอใชงานตอไปไดอยางปลอดภย คาแรงดนเบรกดาวนขนต าของน า มนหมอแปลงไฟฟาตามขอก าหนด ตามมาตรฐาน ASTM D877–87 สามารถแบงสภาพของน ามนหมอแปลงไฟฟาได ดงน ตารางท 2.6 คาแรงดนเบรกดาวน

Dielectric Breakdown Voltage at 50 Hz [kV] ระดบแรงดนไฟฟา Good

มาตรฐาน ASTM D877 <= 69 kV > 26

69 – 288 kV > 26 > 345 kV > 26

มาตรฐาน IEEE c57.106 <= 69 kV > 30

69 – 288 kV > 30 > 345 kV > 30

มาตรฐาน IEC 60156 < 72.5 kV > 40

72.5 – 170 kV > 50 > 170 kV > 60

17

2.5.2 การวเคราะหกาซทเจอปนในน ามนหมอแปลง (Dissolved Gas Analysis) การวเคราะหกาซ (Dissolved Gas Analysis) ทเจอปนในน ามนหมอแปลงเปนการทดสอบหมอแปลงไฟฟาในสภาวะวกฤต เพอเฝาตดตามการท างานทางกลและทางไฟฟาของอปกรณไฟฟา ซงเปนวธการทมประโยชนอยางยงตอการวนจฉยความผดปกตและปญหาทเกดจากการใชงานกบหมอแปลงไฟฟาและตวเปลยนชดขดลวด หรออปกรณชนดฉนวนน ามนถกใชงานภายใตสภาวะความรอนและความเครยดทางสนามไฟฟาสงๆ อาจจะมโอกาสท าให เกดความผดปกตขนไดในทสดความผดปกตอาจจ าแนกได 3 ประเภทดวยกนคอ

- การเกดเบรกดาวนบางสวน - การเกดความรอนสง - การเกดอารก

พลงงานทเกดขนเหลานจะเปนผลท าใหเกดความผด ปกตขน และเปนสาเหตท าใหน ามนเกดเบรกดาวน ผลของการเบรกดาวนหรอทเรยกวากาซทเจอปนในน ามน ท าใหเกดการปนเปอน ซงสามารถท าการตรวจวดเพอหาชนดและความรนแรงของความผดปกตทเกดขนได การวเคราะ หน ามนหมอแปลงจากการเกดกาซเจอปนในน ามน ท าใหเราสามารถตรวจวดความผดปกตทเรมเกดไดกอนทจะเกดความเสยหาย กบหมอแปลง ไฟฟา ซงน าไปสการเกดไฟดบและความสญเสยอกหลายอยางตามมา ในการตรวจวดปรมาณกาซทเจอปนในน ามนหมอแปลง ดวยเครอง MYRKOS Transformer Fault Gas Analyzer ซงเครองมอชนดนถกออกแบบมาใหมความถกตองแมนย า ส าหรบการตรวจวดกาซทง 7 ชนดซงเกดจากความผดปกตภายในหมอแปลงไฟฟาชนดฉนวนดวยน ามนไดแก ไฮโดรเจน (H2) , คารบอนไดออกไซด (CO2) , คารบอนมอนนอกไซด (CO) , มเทน (CH4) , อเทน(C2H6) , เอทลน (C2 H4) ,อะเซทลน (C2 H2) Fault Gas กาซทเกดขนในน ามนหมอแปลงและเปนทยอมรบ กนโดยทวไป สามารถแสดงได ดงตารางท 2.7

18

ตารางท 2.7 ชนดของการเกดความผดปกตภายในหมอแปลงไฟฟาจากการวเคราะหกาซทเจอปน ในน ามน

การวนจฉยหมอแปลงไฟฟาโดยใชคาของกาซทลายอยในน ามน คมอใชในการจ าแนกความเสยงทอาจเปนไปไดโดยใช DGA เพอวเคราะหปญห าทอาจจะเกดกบหมอแปลงไฟฟา ตามมาตรฐาน IEEE C-57-104-1991 ซงจะดจากคากาซแตละชนดและ กาซทเผาไหมทงหมดเพอ ใชในการประเมนหมอแปลงไฟฟาโดยจะมอย 4 เงอนไข คอ

กาซทตรวจสอบพบ ความหมาย

กาซ N2 +5% หรอนอยกวา O2 การใชงานปกตของหมอแปลงไฟฟาชนด seal type

กาซ N2 มากกวา 5% ของกาซ O2 ตรวจรอยรวของหมอแปลงไฟฟาชนด seal type

กาซ N2 , CO2 , CO หรอทงหมด หมอแปลงไฟฟาใชงานโหลดเกนหรอเกดความรอนในการ

ท างาน สาเหต เนองจากเกดเบรกดาวนในกระดาษฉนวน

ใหตรวจสอบเงอนไขการใชงาน

กาซ N2 และ H2 เกดดสชารจบางสวน เกดแยกน าเปนออกซเจนหรอเกด

สนม

กาซ N2, H2, CO2 และ CO เกดดสชารจบางสวนขนภายในกระดาษฉนวนหรอเกดจาก

การใชงานหมอแปลงไฟฟาเกนโหลด

กาซ N2, H2, CH4 และเกดปรมาณกาซ C2H6

และ C2H4 เลกนอย

สปารคหรอเกด ความผดปกต เนองจากการเกดเบรกดาวน

ภายในน ามนหมอแปลง

กาซ N2 รวมกบ H2 ปรมาณสงและม

สารประกอบไฮโดรคารบอน เชน C2H2

เลกนอย

เกดอารกชนดทมพลงงานสงมาก สาเหตเนองจากการ

เสอมสภาพของน ามนอยางรวดเรว

กาซ N2 รวมกบ H2 ปรมาณสง , CH4และ C2H4

ในปรมาณสงและม C2H2 เลกนอย

เกดอารกในน ามนทอณหภมสงภายในบรเวณแคบๆ

ตวอยางเชน เกดลดวงจรระหวางรอบขดลวด

มปรมาณกาซเหมอนขางบน แตม CO2 และ

CO เกดรวมอยดวย

เกดอารกในน ามนทอณหภมสงภายในบรเวณแคบๆ ของ

กระดาษฉนวน

19

ตารางท 2.8 ขดจ ากดของกาซทเจอปนอยในน ามนหมอแปลงสวนในลานสวน (ppm)

หมายเหต TDCG คอ กาซทสามารถตดไฟได (Total Dissolved Combustible Gas) เงอนไข 1 กาซทสามรถตดไฟไดเจอปนอยในน ามนมปรมาณต ากวาระดบทก าหนดไว แสดงวาหมอแปลงไฟฟาท างานอยในเกณฑปกต แตถากาซทสามารถตดไฟ เจอปนอยในน ามนเกนระ ดบทก าหนดไวในตารางท 2.8 ควรท าการตรวจสอบเพมเตม เงอนไข 2 กาซทสามารถตดไฟไดเจอปนอยในน ามนอยในชวงน แสดงวามระดบของกาซทสามารถตดไฟไดเจอปนอยในน ามนเพมขนมากกวาระดบปกต ซงเกนกวาทระบไวในตารางท 2.8 ควรท าการตรวจสอบเพมเตม ซงความผดปกตอาจสามารถตรวจพบจากการทดสอบหากาซทเจอปนอยในน ามน เพอค านวณหาปรมาณของกาซทเพมขน เงอนไข 3 กาซทสามารถตดไฟได เจอปนอยในน ามนอยในชวงน แสดงถงการสลาย ตวของฉนวนกระดาษหรอน ามนทมระดบสง ถากาซบางชนดมปรมาณสงกวาทก าหนดไว แสดงวาอาจเกดความผดปกตขนแลว ดงนน จงควรจะท าการตรวจสอบบอยขน เพอท าการค านวณหาปรมาณของกาซแตละชนดทเพมขน เงอนไข 4 กาซทสามารถตดไฟไดเจอปนอยในน ามนอยในชวงน แสดงถงการสลายตวของฉนวนกระดาษหรอน ามนทมากเกนไป ควรท าการซอมบ ารงทนท หากใชงานหมอแปลงไฟฟาตอไปอาจท าใหหมอแปลงไฟฟาเกดความเสยหายได

20

2.5.3 การตรวจวดความชน (Water Content test) เปนการตรวจเพอหาความชนหรอน าทปะปนอยภายในน ามนหมอแปลง จะท าการตรวจวดโดยวธ Coulometric Karl Fisher Titration ดวย Electricity Titration ซงเปนการเตมอเลกโตรไลดเขาไปใน Titration Cell แลวท าการวดความชนจากการเกดขนของ Free Iodine ทใชในการไตรเตรทดวยเครอง Mitsubishi Portable Karl Fisher Moisture Meter Model CA-21 ตามมาตรฐาน ASTM D1533 ตารางท 2.9 คาการตรวจวดความชน

Water Content [mg/kg] ระดบแรงดนไฟฟา Good

มาตรฐาน ASTM D1553 <= 69 kV <= 35

69 – 288 kV <= 25 > 345 kV <= 20

มาตรฐาน IEEE c57.106 <= 69 kV < 15

69 – 288 kV < 8 > 345 kV < 5

มาตรฐาน IEC 60814 < 72.5 kV < 10

72.5 – 170 kV < 5 > 170 kV < 5

21

2.5.4 การวเคราะหการเสอมสภาพของฉนวนทเปนของแขง (Furan) โดยจะถกสรางขนมาจากเซลลโลสในการเสอมสภาพของฉนวนกระดาษทเกดจากความรอน และ เกดการออกซเดชนและความเครยดทางไฟฟา ความเขมขน Furans ทวดโดยโครมาโต ของเหลวประสทธภาพสง (HPLC) หรอกาซ chromatography - Mass Spectrometry (GC/MS) อยบนพนฐานตามมาตรฐาน ASTM D 5837 ตารางท 2.10 คาการเสอมสภาพของฉนวนทเปนของแขง

2.5.5 การวดแรงตงผวของน ามน (Interfacial Tension) ในการวดแรงตงผวของน ามนหมอแปลง จะท าการวดแรงดงในแนวดง ซงเปนแรงตงผวของของเหลวทกระท ากบวตถทดสอบ ดวยเครอง Ring/Plate Tensiometer TD1C เปนการวดแรงตงผวตรงรอยตอของของเหลว 2 ชนด คอ น าและน ามนมหนวยเปน dynes/cm หรอ mN/m. คา IFT จะบอกถง contaminants และ products ของ deterioration polar groups ของน ามน ซงจะมผลท าใหน ามนเกดเปนยางเหนยวและมกรดเพมขนก าหนดให recondition น ามนเมอคา IFT ลดลงเห ลอ24mN/m และ reclaimed เมอน ามนลดคาลงเหลอ 16 mN/m ปกตจะท าการทดสอบทก 1 ป ตามมาตรฐาน ASTM D 971-99 a

Furan Analysis Voltage Class Acceptable value (ppb)

ASTM D5873 > 115 kV < 1000 for open type < 100 for sealed type

22

ตารางท 2.11 เกณฑในการพจารณาแรงตงผวของน ามน

Interfacial Tension (mN/m) ระดบแรงดนไฟฟา Good

มาตรฐาน ASTM D971 <= 69 kV > 24

69 – 288 kV > 26 > 345 kV > 30

มาตรฐาน IEEE c57.106 <= 69 kV > 25

69 – 288 kV > 30 > 345 kV > 32

มาตรฐาน ISO 6295 < 72.5 kV

> 28 72.5 – 170 kV > 170 kV

2.5.6 การทดสอบเพอหาสงปนเปอน (Neutralization Number (tg d), Acidity) เปนการทดสอบเพอหาสงปนเปอนหรอสารเคม บางชนด ทปะปนอยในน ามน ซงสวนใหญจะเปนกรดทเกดจากน ามนเสอมสภาพ ตามมาตรฐาน ASTM D644-95 ตารางท 2.12 เกณฑในการพจารณาหาสงเจอปนในน ามน

Acid Number (mg KOH/g) ระดบแรงดนไฟฟา Good

มาตรฐาน ASTM D974 <= 69 kV 0.2

69 – 288 kV 0.2 > 345 kV 0.1

มาตรฐาน IEEE c57.106 <= 69 kV 0.2

69 – 288 kV 0.15 > 345 kV 0.1

มาตรฐาน IEC 62021 < 72.5 kV 0.15

72.5 – 170 kV 0.1 > 170 kV 0.1

23

2.6 การตรวจสอบดวยการวเคราะหการตอบสนองความถ ( FRA ) [5] หมอแปลงไฟฟาคอองคประกอบส าคญสวนหนงของระบบไฟฟา โดยความผดปกตของหมอแปลงไฟฟาอาจน าไปสความเสยหายตอระบบทรองรบ ซงอาจเกดจากการขาดการ ตรวจสอบ และบ ารงรกษา สงทส าคญทสามารถหลกเลยงปญหาเหลาน คอการตรวจสอบประสทธภาพข องหมอแปลงเปนประจ า การวเคราะหการตอบสนองความถ (Frequency Response Analysis : FRA) เปนวธการตรวจสอบหมอแปลงเพอดแนวโนมทเปลยนแปลงทางกายภาพ ภายในหมอแปลงไฟฟา ซงมความไวในการตรวจสอบการเปลยนแปลงของขดลวดภายในหมอแปลงไฟฟา ซงการเปลยนแปลงภายในขดลวดอาจน าไปสการลดวงจรของหมอแปลงไฟฟา โดยการวเคราะหการตอบสนองความถจะแสดงถงแนวโนมของการเปลยนแปลงแมจะเกดความเสยหายเพยงเลกนอย โดยการประเมนสภาพของหมอแปลงไฟฟาควรมการเปรยบเทยบ กบการตรวจสอบหมอแปลงไฟฟาดวยวธอนๆ เพอน าผลทไดมาวเคราะหรวมกน

2.7 หลกในการตรวจสอบหมอแปลงไฟฟาดวยการวเคราะหการตอบสนองความถ ส าหรบหมอแปลงไฟฟาเราจ าเปนทจะตองมการตรวจสอบดวยวธการวเคราะหการตอบสนองความถ เพอตดตามผลกระทบท เกดขนกบตวหมอแปลง ไฟฟา เพอทจะใหหมอแปลงไฟฟาทมอยสามารถท างานไดอยางมประสทธภาพ ส าหรบการตรวจวดนนจ าเปนทจะตองท าการตรวจสอบเนองจากหลายกรณเพอตรวจหาความผดปกตของหมอแปลง เชน - การตรวจสอบคณภาพของหมอแปลงขณะทก าลงท างาน - กอนและหลงจากการขนสงหรอเคลอนยายสถานทตดตงหมอแปลง - หลงจากการเกดความผดพลาดหรอการลดวงจรภายในระบบ - หลงจากเกดเหตการณภยพบต เชน แผนดนไหว หรอ เกดฟาผา - กอนและหลงจากการบ ารงรกษาหมอแปลง

24

2.8 เทคนคในการวเคราะหการตอบสนองความถ [6]

จนถงขณะนการวเคราะหการตอบสนองความถยงมความหลากหลายมาตรฐาน ในการตงคาทใชในการวด นอกจากนยงมวธในการวดแยกเปน 2 วธ คอ วธ การกระตนดวยแรงดนต า (Low Voltage Impulse ; LVI) และ วธการกวาดความถ (Sweep Frequency Response Analysis ; SFRA) 2.8.1 วธการกระตนดวยแรงดนต า (Low Voltage Impulse) การกระตนดวยแรงดนต า เปนวธทดดแปลงมาจากแรง ดน กระตนทเรมทดสอบ โดยแรงดนไฟฟาทไดจากการกระตนจากเครองก าเนด ซงจะท าการวดพรอมกบแรงดนไฟฟาทางดานปฐมภม หรอกระแสจากกราวด ซงสามารถท าการวดไดหลายจดในเวลาเดยวกน ซงการวด คาจาก Time domain จะแปลงไปยง Frequency domain โดยการค านวณ Fourier Transform และ Transfer Function ซงจะท าการแปลงสญญาทงสอง ขอดของวธการกระตนดวยแรงดนต า - สามารถตรวจวดไดหลายจดในเวลาเดยวกน ลดเวลาการหยดท างานของหมอแปลงขณะท าการตรวจวด ขอเสยของวธการกระตนดวยแรงดนต า - ทความถต าสญญาณทไดจะมความละเอยดต า - ไมสามารถกรองสญญาณรบกวนได - คลนความถและก าลงของสญญาณทสงเขาไปยงหมอแปลงไฟฟา ขนอยกบความแมนย าของสญญาณทไดรบ - มอปกรณจ านวนมาก - ความถกตองขนอยกบการค านวณทางคณตศาสตร

25

2.8.2 วธการกวาดความถ (Sweep Frequency Response Analysis) วธการกวาดความถจะท าการทดสอบโดยการปลอยสญญาณความถตงแต 20 Hz – 2 MHz เขาไปยงหมอแปลงไฟฟาเพอน าสญญาณทไดจากการตอบสนองตอความถในชวงความถตางๆ มาท าการวเคราะหผล ซงการเปลยนแปลงของสญญาณทไดจะขนอยกบคาความเหนยวน าและคาการเกบประจทเปลยนแปลงไปภายในตวหมอแปลง ไฟฟา ซงวธการกวาดความถเปนวธทชากวาวธการกระตนดวยแรงดนต า เนองจากวธนจะท าการกวาดความถทใชกระตนเพยงสญญา ณเดยวกบขวของหมอแปลงทท าการเชอมตออย โดยจะท าการปลอยสญญาณเขาสขวของหมอแปลงทตองการทดสอบ ซงจะมการกวาดความถตงแตความถต าจนถงความถสงครงละ 1 ขวเทานน จงท าใหตองใชเวลาในการทดสอบนานเพอท าการทดสอบใหครบทกจด

ภาพท 2.8 การเชอมตอระหวางอปกรณในการทดสอบหมอแปลงไฟฟา ดวยวธการกวาดความถกบหมอแปลงไฟฟา ขอดของวธการกวาดความถ - สญญาณทใชในการวเคราะหมชวงทกวาง - สามารถปรบความถในการทดสอบได - สามารถควบคมความละเอยดโดยการก าหนดชวงความถได - มอปกรณนอย

26

ขอเสยของวธการกวาดความถ - มาตรฐาน ในการเปรยบเทยบการสงผานพลงงานมอยหลายมาตรฐาน ซงจะแบงชวงของความทในการพจารณาแตกตางกน - ในการวดหมอแปลงแตละลกตองใชเวลานานขนอยกบ จ านวนจดทตองการวดและระดบในการกรองสญญาณรบกวน - เทคนคในการหาคาเฉลยตองใชเวลานาน ซงในโครงงานนจะใชการตรวจสอบการตอบสนองความถ ของหมอแปลงไฟฟาก าลงดวยวธการกวาดความถ (Sweep Frequency Response Analysis) การตรวจสอบหมอแปลงไฟฟาดวยการวเคราะหการตอบสนองความถดวยวธการกวาดความถถอเปน วธการท มประสทธภาพในการตรวจสอบ หมอแปลงไฟฟา ทงภายในแกนเหลก ภายในขดลวด และสวนเชอมตอตางๆภายในหมอแปลงไฟฟา ดวยการวดคาของการตอบสนองตอความถของหมอแปลงไฟฟาในชวงความถตางๆ และน าผลทไดมาเปรยบเทยบกบคาอางอง ซงความแตกตางทปรากฏจะบงบอกถงความเสยหายทหมอแปลงไดรบ ซงสามารถตรวจสอบเพมเตมไดดวยการตรวจสอบภายในโครงสรางของหมอแปลงไฟฟาในล าดบตอไป ส าหรบการวเคราะหการตอบสนองความถของหมอแปลงไฟฟาก าลงดวยวธการกวาดความถ มรายละเอยดพนฐานดงน - เปนการทดสอบแบบ off – line - มการวดการตอบสนองของความถในชวงทกวาง และ ผลทไดจากการตอบสนองของ Transfer Function มหนวยเปน dB - การเปลยนแปลงของการตอบสนองความถในชวงความถตางๆ สามารถตรวจพบไดเมอท าการวดเทยบกบคาอางองทท าการบนทกไว - เปนวธทสามารถตรวจสอบความผดปกตทหลากหลาย เชน ภายในขดลวด ภายในแกนเหลก และ จดเชอมตอตางๆภายในหมอแปลงไฟฟาในการตรวจสอบเพยงวธเดยว ส าหรบความผดปกตทสามารถตรวจพบ - ความผดปกตภายในขดลวด เชน ความผดปกตภายในโครงสรางของขดลวด ระยะระหวางขดลวด และการลดวงจร - ความผดปกตภายในแกนเหลก เชน การเคลอนทขอ งแกนเหลก การเชอมตอของสายดน ความเสยหายทเกดขนกบแกนเหลก

27

- ความผดปกตแล ะการเปลยนแปลงของโครงสร าง เชน ชนสวนตางๆของหมอแปลง จดเชอมตอตางๆภายในหมอแปลงไฟฟา ซงความถทใชในการตรวจสอบหมอแปลงไฟฟาดวยวธการวเคราะหการตอบสนองความถ นนจะใชความถตงแตประมาณ 20 Hz – 2 MHz โดยจะแบงอยางงายออกเปน 3 ชวงความถ คอ - ยานความถต า (Low Frequency) ประมาณ 20 Hz – 10 kHz สามารถบงบอกถงสภาพของแกนเหลกภายในหมอแปลงไฟฟา - ยานความถปานกลาง (Medium Frequency) ประมาณ 10 kHz – 100 kHz สามารถบงบอกถงสภาพภายในขดลวดตางๆภายในหมอแปลงไฟฟา - ยานความถสง (High frequency) ประมาณ 100 kHz – 2 MHz สามารถบงบอกถงสภาพของชนสวนในการเชอมตอตางๆภายในหมอแปลงไฟฟา

ภาพท 2.9 การแบงยานความถตางๆในการตรวจวด การตรวจสอบหมอแปลงดวยวธการวเคราะหการตอบสนองความถ ถอเปนวธการท เหมาะสมทสดในการ ประเมนผลของการช ารดหรอการเสยรปของขดลวดภายในหมอแปลงไฟฟา โดยแนวคดของการวเคราะหการตอบสนองความถส าหรบการประเมนสภาพภายในหมอแปลง ขนอยกบความจรงทวาการเบยงเบนหรอการผดรปทางเรขาคณตของขดลวดเปนการเปลยนแปลงระยะภายในซงจะสงผลใหความจและการเหนยวน าไฟฟาภายในของหมอแปลงเปลยนแปลงไปดวย ซงความแตกตางของสงเหลานจะสงผลตอการเปลยนแปลงการตอบสนองความถ ซงสงเกตไดจากการสงผานพลงงาน (Transfer Function) ภายในหมอแปลงจากดานแรงดนดานอนพทและแรงดนดานเอาทพท

28

2.9 ตวอยางการเชอมตอ [7] ในการเชอมตอระหวางเครองมอทใชในการตรวจสอบการตอบสนองความถเขากบตวหมอแปลงไฟฟา จะมดวยกนหลายวธ โดยขนอยกบความตองการในการตรวจสอบวาตองการทราบความผดปกตในสวนใดของหมอแปลงไฟฟา โดยจะยกตวอยางการเชอมตอใน 2 มาตรฐาน ดงตอไปน 2.9.1 แบบ CIGRE report 342 - End - to - End Open - End - to - End Short – Circuit - Capacitive Inter – Winding (CIW) - Inductive Inter – Winding (IIW) 2.9.2 แบบ IEEE FRA draft - Open Circuit Self Admittance (OC) - Short Circuit Self Admittance (SC) - Inter – Winding (IW) - Transfer Admittance (TA)

29

- การเชอมตอแบบ End - to - End Open หรอ Open Circuit Self Admittance (OC) สญญาณความถ จะถกปลอยเขาสขดลวดดานทตยภมของหมอแปลงไฟฟา โดยจะใชสญญาณทมความถต าในการทดสอบซงถอเปนการทดสอบพนฐานในการตรวจสอบขดลวดของหมอแปลงไฟฟา ซงเปนการวดทคาแรงดนและกระแสกระตนของแตละเฟส

ภาพท 2.10 การเชอมตอแบบ End - to - End Open หรอ Open Circuit Self Admittance (OC) - การเชอมตอแบบ End - to - End Short – Circuit หรอ Short Circuit Self Admittance (SC) การวดจะเหมอนกบแบบแรกแตในขดลวดดานปฐมภมของหมอแปลง ไฟฟา จะท าการลดวงจรถงกนโดยปลอยสญญาณความถต าเขาสขดลวดดานทตยภมของหมอแปลงไฟฟา ซงเปนการทดสอบเพอตรวจสอบคาความตานทานภายในขดลวด

ภาพท 2.11 การเชอมตอแบบ End - to - End Short - Circuit หรอ Short Circuit Self Admittance (SC)

30

- การเชอมตอแบบ Capacitive Inter – Winding (CIW) หรอ Inter – Winding (IW) สญญาณความถ จะถกปลอยเขาสขดลวดดานทตยภมและจะท าการวดทขดลวดดาน ปฐมภมในเฟสเดยวกนการทดสอบนเปนการตรวจสอบคาการเกบประจและคาการสญเสยตอคาพาเวอรแฟคเตอร

ภาพท 2.12 การเชอมตอแบบ Capacitive Inter – Winding (CIW) หรอ Inter – Winding (IW) - การเชอมตอแบบ Inductive Inter – Winding (IIW) หรอ Transfer Admittance (TA) สญญาณความถถกปลอยเขาส ขดลวดดาน ทตยภมและท าการวดทขดลวดดาน ปฐมภมเหมอนกบการเชอมตอในวธทสาม จะแตกตางกนทแตละดานของขดลวดจะท าการตอลงดนซงการทดสอบนจะเปนการตรวจสอบการสงผานพลงงานไฟฟาของขดลวดจากดานปฐมภมไปสดานทตยภม

ภาพท 2.13 การเชอมตอแบบ Inductive Inter – Winding (IIW) หรอ Transfer Admittance (TA)

31

32

2.11 การวนจฉยความผดปกต การวนจฉยความผดปกตของหมอแปลงประกอบดวยการวดคาความตานทานของแกนเหลก ขดลวดและชนสวนตางๆภายในหมอแปลงไฟฟา ในชวงความถตางๆและน ามาเปรยบเทยบกบคาอางองเพอท าการเปรยบเทยบเพอหาความเบยงเบนไปของกราฟแสดงการตอบสนองความถ แมจะเปนเพยงการเบยงเบนแมเพยงเลกนอย หากไมไดรบการตรวจสอบและท าการบ ารงรกษาอาจสงผลกระทบตอระบบไฟฟาไดในอนาคต โดยความเสยหายของหมอแปลงไฟฟาอาจเกดขนจากหลายกรณ เชน เกดลดวงจรภายในระบบซงอาจสงผลท าใหหมอแปลงเกดการช ารด เกดความเสยหายในหลายสวนของตวหมอแปลงไฟฟา ดงนน ถาใชการตรวจสอบหมอแปลงไฟฟาดวยการวเคราะหการตอบสนองความถจะพบวาการตอบสนองทความถต าการไหลวนของกระแสภายในแกนเหลก โดยหากภายในแกนเหลกมความเสยหายกจะสงผลใหการตอบสนองตอความถในยานความถต าเปลยนแปลงไปดวย ในขณะทยานความถปานกลางจะมความไวตอความผดปกตหรอการเปลยนแปลงภายในคณสมบตของขดลวด หากมการเพมขนของความถหมายถงการเคลอนไหวของแกนขดลวดลดลงอยางมนยส าคญโดยปกตหมายถงการเคลอนไหวของรศมในขดลวดชนใน สวนในยานความถสงการตอบสนองตอความถสงของหมอแปลงมความไวต อความผดปกตทเกดจากการเปลยนแปลงในคณสมบตของชนสวนของขดลวดและสวนเชอมตอตางๆภายในหมอแปลงไฟฟา การเปรยบเทยบทดทสดคอการท าการเชอมตอเครองมอวดในจดเดยวกนกบทท าการวดในครงแรกเพอเกบคาอางอง โดยหากเปนหมอแปลงน ามนกควรจะมระดบของน ามนใกลเคยงกบปรมาณทท าการวดเพอเกบคาอางองและเปนน ามนชนดเดม เนองจากชนดของน ามนปรมาณน ามน และคาความชนทอยภายในน ามนหมอแปลง อาจสงผลตอการตอบสนองความถของหมอแปลงไฟฟาได

33

2.12 การเปรยบเทยบ โดยทวไปภาพของการตอบสนองความถมจดมงหมายในการตรวจสอบความเบยงเบน ของการตอบสนองความถในชวงตางๆ ซงลกษณะของการเปลยนแปลงทชดเจนในความถใหมอาจแสดงถงความผดปกตทเกดขน ภายในหมอแปลงไฟฟา แมวาการวเคราะหการตอบสนองความถสามารถตรวจสอบความผดปกตทเกดขน กบหมอแปลงไฟฟา ได แตยงคงตองการการวนจฉยเพมเตมดวยการตรวจสอบวธอนๆ เพอน าผลมาวเคราะหรวมกน ในการเปรยบเทยบสญญาณของการตอบสนองความถ โดยทวไปจะเปนการสงผานพลงงานจากดานอนพทและเอาทพท ซงโดยปกตจะมความตานทานของขดลวด อตราสวนแรงดนระหวางขดลวดหรอการลดลงของสญญาณทไดจากการวด โดยในการวดเพอเกบคาอางองมกจะเปนการเปรยบเทยบกบเฟสอนๆ เทยบกบการวดเพอเปรยบเทยบความคลายคลงกนของสญญาณและในการตรวจสอบจรง เมอท าการวดเพอเทยบกบสญญาณอางองจะมความถกตองเชอถอไดมากขนโดยร ปแบบทไดเมอน าเปรยบเทยบกนจะมความแมนย า ซงสามารถเปรยบเทยบระหวางการเปลยนแปลงจากความแตกตางมาประกอบกนเพอหาความเปลยนแปลงภายในหมอแปลง ซงการตรวจสอบการเปลยนแปลงของการสงผานพลงงาน จะมความสมพนธตอความผดปกตของหมอแปลง ซงสงเหลานปกตจะตรวจสอบไดยากและใชเวลานานและการประเมนมกมความผดพลาด ซงจะสงผลกระทบตอหมอแปลง ไฟฟาอยางมาก

ภาพท 2.14 การตอบสนองความถของหมอแปลงกอนและหลงการเกดการลดวงจร

34

ตารางท 2.14 ระดบความถทใชพจารณาความผดปกต

ความถ ความผดปกตถตรวจพบ

< 2 kHz การเสยรปของแกนเหลก การลดวงจรของขดลวด และ สนามแมเหลกตกคาง

2 kHz - 20 kHz การเคลอนทของขดลวดระหวางขดลวดกบโครงสรางภายใน 20 kHz - 400 kHz การเสยรปของขดลวดหลก หรอ ขดลวดในชดตางๆ

400 kHz – 1 MHz การเคลอ นทของขอลวดหลก และ ขดลวดในชด ตางๆ การเปลยนแปลงความตานทานของกราวด

2.13 กรณศกษา 2.13.1 การตรวจสอบกอนและหลงการบ ารงรกษา การตรวจสอบหมอแปลงไฟฟาดวยการวเคราะหการตอบสนองความถของหมอแปลงไฟฟา ท าไดในหลายกรณ เชนตวอยางการวเคราะหการตอบสนองความถกอนและหลงการบ ารงรกษา โดยท าการทดสอบกบหมอแปลง Single - phase Generator Transformer , 400 kV

ภาพท 2.15 การตอบสนองความถของหมอแปลงกอนการบ ารงรกษา

35

ภาพท 2.16 การตอบสนองความถของหมอแปลงหลงการบ ารงรกษา จากภาพท 2.15 เสนสฟาแสดงการตอบสนองความถของหมอแปลง ไฟฟาทท าการวดเปนคาอางองขณะเรมตดตงหมอแปลงไฟฟา สวนเสนสเขยวแสดงการตอบสนองความถ ของหมอแปลงไฟฟาหลงจากเกดความผดปกตของระบบจงไดท าการตรวจสอบ เพอหาความเสยหายทเกดขนกบหมอแปลงไฟฟา ซงพบวาทชวงความถต าถงชวงความถปานกลางทประมาณ 10 Hz – 100 kHz กราฟทไดมความแตกตางกบคาอางองมาก จงตองท าการตรวจสอบเพมเตมและบ า รงรกษา ซงพบความเสยหายในสวนของแกนเหลกและขดลวดภายในหมอแปลง จากภาพท 2.16 เสนสฟาแสดงการตอบสนองความถของหมอแปลงไฟฟาทท าการวดเปนคาอางอง สวนเสนสด าแสดงการตอบสนองความถของหมอแปลงไฟฟาหลงจากท าการบ ารงรกษา ซงจะเหนวากราฟทไดจากการตรวจวดหลงการบ ารงรกษามความใกลเคยงกบคาอางองมากขน 2.13.2 การตรวจสอบหมอแปลงหลงการเกดความผดปกตของหมอแปลงไฟฟา ในการเกดการลดวงจรภายในระบบหรอความผดปกตใดๆ ทเกดขนภายในระบบอาจมความกงวลวาความผดปกตใดๆ ทเกดขนในระบบอาจสงผลกระทบถงหมอแปลงทท าการจายพลงงาน จงมความจ าเปน ตองท าการตรวจสอบโดยในการทดสอบนจะท าการตรวจสอบหมอแปลง Single phase Generator Step – up transformer 105 MVA

36

ภาพท 2.17 การตอบสนองความถของหมอแปลงกอนและหลงการเกดความผดปกต ของหมอแปลงไฟฟา จากภาพท 2.17 เปนการตรวจวดการตอบสนองความถของหมอแปลงไฟฟาโดยจากกราฟ เสนสมวง คอคาอางองสวนส น าตาลคอการตอบสนองความถ ของหมอแปลงไฟฟา หลงจากเกด การลดวงจร ของดานปฐมภม และเสนสน าเงนคอคาอางองสวนเสนสแดงคอการตอบสนองความถหลงจากเกดการลดวงจรของดานทตยภม จากการพจารณากราฟแสดงการตอบสนองความถของทงดานปฐมภม และดานทตยภมแสดงวาการเกดความผดปกตภายในระบบไมไดสงผลกระทบตอตวหมอแปลงไฟฟา