หม้อแปลงชนิดแห้งและหม้อแปลงแช่น้ำมันแตกต่างกันอย่างไร? วิธีการเลือก?

หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ทั่วไปและมีความสำคัญอย่างยิ่งในระบบไฟฟ้า ซึ่งใช้ในการเปลี่ยนขนาดของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสำหรับการส่งและการกระจายพลังงานไฟฟ้าในการส่งกำลัง การจำหน่าย และการใช้งานอื่นๆ หม้อแปลงชนิดแห้งและหม้อแปลงจุ่มน้ำมันเป็นสองประเภทที่แพร่หลาย ซึ่งมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในด้านสื่อฉนวน วิธีการกระจายความร้อน และการปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อม บทความนี้สำรวจความแตกต่างระหว่างหม้อแปลงชนิดแห้งและแบบจุ่มน้ำมัน และให้คำแนะนำในการเลือกประเภทหม้อแปลงที่เหมาะสม

ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่างหม้อแปลงชนิดจุ่มน้ำมันและหม้อแปลงชนิดแห้งอยู่ที่การมีหรือไม่มี "น้ำมัน" เนื่องจากน้ำมันเป็นของเหลวที่มีความลื่นไหล หม้อแปลงไฟฟ้าที่แช่น้ำมันจึงจำเป็นต้องมีกล่องหุ้ม ภายในตู้นี้มีน้ำมันหม้อแปลงซึ่งจะจุ่มขดลวดหม้อแปลงไว้ใต้น้ำ ทำให้มองไม่เห็นจากภายนอก หม้อแปลงชนิดแห้งที่ไม่มีน้ำมัน ไม่จำเป็นต้องใช้ตู้หุ้ม ทำให้มองเห็นขดลวดหม้อแปลงได้โดยตรง ลักษณะพิเศษอีกประการหนึ่งคืออ่างเก็บน้ำน้ำมันบนหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มน้ำมัน ซึ่งทำหน้าที่กักเก็บน้ำมันหม้อแปลง อย่างไรก็ตาม หม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มน้ำมันรุ่นใหม่อาจไม่รวมถึงอ่างเก็บน้ำน้ำมัน

ทั้งสองแบบเป็นหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง โดยมีแกนเหล็กสำหรับวงจรแม่เหล็กและขดลวดสำหรับวงจรไฟฟ้า ความแตกต่างหลักอยู่ที่การออกแบบแบบ "แช่น้ำมัน" กับ "แบบแห้ง" โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สารทำความเย็นจะแตกต่างกัน: แบบแรกใช้น้ำมันหม้อแปลง (หรือน้ำมันอื่นๆ เช่น น้ำมัน β) สำหรับทั้งการทำความเย็นและเป็นฉนวน ในขณะที่แบบหลังใช้อากาศหรือก๊าซ เช่น SF6 เป็นสื่อในการทำความเย็น หม้อแปลงที่แช่น้ำมันจะจุ่มชุดแกนและขดลวดภายในถังน้ำมันที่เต็มไปด้วยน้ำมันหม้อแปลง หม้อแปลงชนิดแห้งมักจะห่อหุ้มแกนและขดลวดด้วยอีพอกซีเรซิน ประเภทไม่ห่อหุ้มที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบันใช้กระดาษฉนวนพิเศษที่เคลือบด้วยสารเคลือบเงาเฉพาะเพื่อป้องกันความชื้นเข้าไปในขดลวดหรือแกน

หม้อแปลงจุ่มน้ำมันมีหม้อน้ำภายนอกที่ออกแบบมาเพื่ออำนวยความสะดวกในการกระจายความร้อน โดยเฉพาะการไหลเวียนของน้ำมันฉนวนภายใน ซึ่งทำหน้าที่เหมือนแผงระบายความร้อน หม้อแปลงชนิดแห้งไม่มีหม้อน้ำดังกล่าว โดยอาศัยพัดลมที่อยู่ใต้คอยล์หม้อแปลงเพื่อระบายความร้อนแทน

หม้อแปลงจุ่มน้ำมัน มักติดตั้งในห้องหม้อแปลงเฉพาะหรือกลางแจ้ง เนื่องจากข้อกำหนดด้านความปลอดภัยจากอัคคีภัย อย่างไรก็ตาม หม้อแปลงชนิดแห้งจะถูกติดตั้งในอาคารเสมอ โดยปกติจะอยู่ภายในห้องกระจายสินค้า

ในแง่ของปริมาณการผลิตและการใช้งาน ปัจจุบันหม้อแปลงชนิดแห้งมีระดับแรงดันไฟฟ้าเพียง 35kV และมีกำลังการผลิตค่อนข้างเล็กเมื่อเทียบกับประเภทแช่น้ำมัน โดยทั่วไปจะสูงถึงประมาณ 2,500kVA นอกจากนี้ กระบวนการผลิตสำหรับหม้อแปลงชนิดแห้งยังซับซ้อนกว่ากระบวนการผลิตหม้อแปลงแช่น้ำมันที่มีพิกัดแรงดันไฟฟ้าและความจุเท่ากัน ส่งผลให้ต้นทุนสูงขึ้น ดังนั้นหม้อแปลงที่เติมน้ำมันจึงยังคงแพร่หลายมากขึ้นในการใช้งานในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม หม้อแปลงชนิดแห้งมักใช้ในสถานที่จ่ายไฟภายในอาคารที่มีความต้องการสูงและสถานที่จำหน่าย เช่น โรงแรม อาคารสำนักงาน และโครงสร้างอาคารสูง เนื่องจากมีประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม คุณสมบัติหน่วงไฟ และทนต่อแรงกระแทก

เห็นได้ชัดว่าหม้อแปลงทั้งแบบแห้งและแบบเติมน้ำมันมีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกัน หม้อแปลงไฟฟ้าแบบเติมน้ำมันมีต้นทุนต่ำกว่าและบำรุงรักษาง่ายกว่า แต่ติดไฟและระเบิดได้ สามารถติดตั้งหม้อแปลงชนิดแห้งซึ่งมีความต้านทานไฟได้ดีเยี่ยม สามารถติดตั้งที่โหลดเซ็นเตอร์เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าตกและการสูญเสียพลังงาน อย่างไรก็ตาม พวกมันมีราคาแพงกว่า เทอะทะกว่า ทนทานต่อความชื้นและฝุ่นน้อยกว่า และสร้างระดับเสียงที่สูงกว่า

ต่อไป เราจะสรุปความแตกต่างที่กล่าวถึงข้างต้นออกเป็นเจ็ดประเด็นต่อไปนี้:

1. รูปร่างหน้าตา

รูปแบบการห่อหุ้มที่แตกต่างกัน: หม้อแปลงชนิดแห้งเผยให้เห็นแกนและขดลวด ในขณะที่หม้อแปลงที่แช่น้ำมันเผยให้เห็นเฉพาะปลอกด้านนอกเท่านั้น

2. การกำหนดค่าลูกค้าเป้าหมาย

หม้อแปลงชนิดแห้งส่วนใหญ่ใช้บูชยางซิลิโคน ในขณะที่หม้อแปลงจุ่มน้ำมันส่วนใหญ่ใช้บูชพอร์ซเลน

3. ความจุและแรงดันไฟฟ้า

โดยทั่วไปหม้อแปลงชนิดแห้งเหมาะสำหรับการใช้งานระบบจำหน่าย โดยทั่วไปจะมีความจุต่ำกว่า 2,000kVA และแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่หรือต่ำกว่า 10kV แม้ว่าบางรุ่นอาจมีระดับแรงดันไฟฟ้าถึง 35kV อย่างไรก็ตาม หม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มน้ำมันสามารถบรรลุกำลังการผลิตที่ต้องการและครอบคลุมระดับแรงดันไฟฟ้าทั้งหมด ปัจจุบันสายส่งไฟฟ้าแรงสูงพิเศษ 1,000kV ของจีนอยู่ระหว่างการก่อสร้าง ใช้เฉพาะหม้อแปลงแช่น้ำมันเท่านั้น

4. ความแตกต่างของฉนวนและการกระจายความร้อน

โดยทั่วไปแล้วหม้อแปลงชนิดแห้งจะใช้ฉนวนเรซินและอาศัยการระบายความร้อนด้วยอากาศตามธรรมชาติ โดยมีความจุที่มากขึ้นเสริมด้วยการระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับ อย่างไรก็ตาม หม้อแปลงที่แช่น้ำมันนั้นใช้น้ำมันที่เป็นฉนวนเพื่อแยกทางไฟฟ้า ความร้อนที่เกิดจากขดลวดจะถูกส่งผ่านน้ำมันฉนวนหมุนเวียนภายในหม้อแปลงไปยังครีบหม้อน้ำเพื่อกระจาย

5. สภาพแวดล้อมการใช้งาน

หม้อแปลงชนิดแห้งส่วนใหญ่จะใช้ในสถานที่ที่ต้องการ “กันไฟและป้องกันการระเบิด” ทำให้เหมาะสำหรับอาคารขนาดใหญ่และโครงสร้างอาคารสูง อย่างไรก็ตาม หม้อแปลงที่แช่น้ำมันอาจประสบกับน้ำมันสเปรย์หรือการรั่วไหลในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาด อาจทำให้เกิดเพลิงไหม้ได้ ด้วยเหตุนี้ พวกเขาจึงถูกใช้งานกลางแจ้งเป็นหลักโดยที่ไซต์งานต่างๆ มีการติดตั้ง "บ่อน้ำมันอุบัติเหตุ" ที่ขุดขึ้นมา

6. ความสามารถในการรับน้ำหนักที่แตกต่างกัน

โดยทั่วไปหม้อแปลงชนิดแห้งควรทำงานที่ความจุพิกัด ในขณะที่หม้อแปลงจุ่มน้ำมันมีความสามารถในการโอเวอร์โหลดที่เหนือกว่า

7. โครงสร้างต้นทุนที่หลากหลาย

สำหรับหม้อแปลงที่มีความจุเท่ากัน หน่วยแบบแห้งจะมีราคาซื้อสูงกว่าหม้อแปลงที่แช่น้ำมันอย่างมาก

วิธีการเลือก

1. ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัย: หากต้องการความปลอดภัยและการทนไฟที่สูงขึ้น ให้เลือกหม้อแปลงชนิดแห้งเนื่องจากไม่มีน้ำมันฉนวนที่ติดไฟได้

2. ข้อกำหนดด้านพลังงาน: สำหรับหม้อแปลงกำลังสูง หม้อแปลงแบบจุ่มน้ำมันมักจะเหมาะสมกว่าเนื่องจากมีความสามารถในการกระจายความร้อนที่เหนือกว่า

3. ข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม: พิจารณาคุณลักษณะของสภาพแวดล้อมการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า และเลือกประเภทหม้อแปลงที่เหมาะสมสำหรับการตั้งค่านั้น

4. ค่าบำรุงรักษา: โดยทั่วไปหม้อแปลงที่เติมน้ำมันจะต้องมีการตรวจสอบเป็นระยะและการบำรุงรักษาคุณภาพน้ำมันที่เป็นฉนวน ในขณะที่หม้อแปลงชนิดแห้งจะมีค่าบำรุงรักษาค่อนข้างต่ำกว่า

หม้อแปลงชนิดแห้งและหม้อแปลงเติมน้ำมันมีความแตกต่างกันอย่างชัดเจนในด้านสื่อฉนวน วิธีการกระจายความร้อน และการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม การเลือกประเภทหม้อแปลงที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะและสภาพแวดล้อม เมื่อกำหนดกลยุทธ์การเลือกหม้อแปลง จะต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ความปลอดภัย ข้อกำหนดด้านพลังงาน ข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม และค่าบำรุงรักษาอย่างครอบคลุม สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญและสถานที่ที่มีความต้องการความปลอดภัยสูง เช่น โรงพยาบาลและโรงเรียน โดยทั่วไปแล้วหม้อแปลงชนิดแห้งมักนิยมใช้เพื่อเพิ่มความปลอดภัยสูงสุด ในทางกลับกัน ในระบบอุตสาหกรรมขนาดใหญ่และระบบไฟฟ้าที่ต้องใช้หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังสูง หม้อแปลงแบบจุ่มน้ำมันมักจะเหมาะสมกว่าเนื่องจากมีความสามารถในการกระจายความร้อนที่เหนือกว่าและความสามารถในการทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง