ฟังก์ชั่นของ on-load tap changer คืออะไร?

คำอธิบายโดยละเอียด

เพื่อให้เข้าใจถึงฟังก์ชันของมัน เราจะมาแจกแจงว่าทำไมจึงจำเป็นและทำงานอย่างไร

1. ปัญหาหลัก: ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า

ในระบบไฟฟ้ากำลัง แรงดันไฟฟ้าที่จุดที่กำหนดไม่คงที่ มันผันผวนเนื่องจาก:

โหลดที่แตกต่างกัน: เมื่อมอเตอร์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่สตาร์ท มันจะดึงกระแสไฟฟ้าจำนวนมาก ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตกชั่วคราว ("ลดลง") สำหรับลูกค้ารายอื่นในสายเดียวกัน ในทางกลับกัน เมื่อโหลดถูกถอดออกกะทันหัน แรงดันไฟฟ้าอาจพุ่งสูงขึ้นได้

การสูญเสียสาย: เนื่องจากไฟฟ้าเดินทางเป็นระยะทางไกลผ่านสายไฟ ความต้านทานโดยธรรมชาติของสายไฟทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตก แรงดันไฟฟ้าที่ปลายสายป้อนยาวจะต่ำกว่าที่สถานีย่อย

ลูกค้าและอุปกรณ์ต้องการแรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างคงที่เพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้องและมีประสิทธิภาพ แรงดันไฟฟ้าสูงหรือต่ำเกินไปอาจทำให้อุปกรณ์เสียหายหรือลดอายุการใช้งานได้

2. แนวทางแก้ไข: การปรับอัตราส่วนการเลี้ยว

หม้อแปลงไฟฟ้าทำงานบนหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า โดยที่อัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าเป็นสัดส่วนกับอัตราส่วนการหมุนระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ:

V_primary / V_secondary หยาบคาย N_primary / N_secondary

OLTC จะเปลี่ยนอัตราส่วนการหมุนนี้ทางกายภาพ (N_primary / N_secondary) โดยการเชื่อมต่อกับ "ก๊อก" (จุดเชื่อมต่อ) ที่แตกต่างกันบนขดลวดหม้อแปลง เมื่อเลือกต๊าปอื่น จำนวนรอบที่ใช้งานอยู่ในขดลวดจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุต

วิธีเพิ่มแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ: เครื่องเปลี่ยนแทปจะเลือกต๊าปที่จะลดจำนวนรอบในการพันขดลวดปฐมภูมิ (หรือเพิ่มขึ้นในขดลวดทุติยภูมิ)

การลดแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ: เครื่องเปลี่ยนแทปจะเลือกต๊าปที่เพิ่มจำนวนรอบในการพันขดลวดปฐมภูมิ (หรือลดลงในขดลวดทุติยภูมิ)

3. ความท้าทายหลัก: การเปลี่ยนแปลง "ใน-ภาระงาน"

ความท้าทายทางเทคนิคที่สำคัญคือ คุณไม่สามารถเปิดวงจรเพื่อเปลี่ยนก๊อกเมื่อหม้อแปลงจ่ายกระแสโหลดได้ การทำลายวงจรภายใต้ภาระจะสร้างส่วนโค้งที่ทรงพลัง ทำลายเครื่องเปลี่ยนแทปและอาจก่อให้เกิดการระเบิด

 

OLTC แก้ปัญหานี้อย่างไร:
OLTC เป็นสวิตช์เชิงกลที่ซับซ้อนพร้อมกลไกการเปลี่ยนผ่านที่ซับซ้อน วิธีการทั่วไปใช้สวิตช์ไดเวอร์เตอร์และตัวต้านทานทรานซิชัน

โดยจะเชื่อมโยงก๊อก 2 อันที่อยู่ติดกันเป็นเวลาสั้นๆ

ใช้ตัวต้านทานเพื่อจำกัดกระแสหมุนเวียนระหว่างก๊อกชั่วคราว

จากนั้นจะถ่ายโอนกระแสโหลดจากก๊อกเก่าไปยังก๊อกใหม่

ในที่สุดก็ยกเลิกการเชื่อมต่อก๊อกน้ำเก่า

กระบวนการทั้งหมดนี้เกิดขึ้นภายในเสี้ยววินาที ทำให้มั่นใจได้ว่าการเปลี่ยนผ่านจะราบรื่นโดยไม่รบกวนการไหลของพลังงาน

 

หน้าที่หลักและวัตถุประสงค์โดยสรุป:

การควบคุมแรงดันไฟฟ้า: ฟังก์ชันหลัก โดยจะรักษาแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตรองที่เสถียร แม้ว่าแรงดันไฟฟ้าหลักหรือโหลดจะผันผวนก็ตาม

การควบคุมพลังงานรีแอกทีฟ: ด้วยการควบคุมแรงดันไฟฟ้า OLTC จะช่วยควบคุมการไหลของพลังงานรีแอกทีฟในเครือข่ายทางอ้อม ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเสถียรภาพของระบบ

การประกันคุณภาพไฟฟ้า: ช่วยให้มั่นใจว่าลูกค้าจะได้รับแรงดันไฟฟ้าภายในเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่ระบุ (เช่น 230V ±10%) เพื่อปกป้องอุปกรณ์และเครื่องจักรของพวกเขา

ความเสถียรของระบบ: ด้วยการจัดการโปรไฟล์แรงดันไฟฟ้าทั่วโครงข่ายไฟฟ้า จะช่วยป้องกันแรงดันไฟฟ้าตก ซึ่งเป็นสภาวะที่อาจนำไปสู่การไฟดับในวงกว้าง

 

OLTC ใช้ที่ไหน?

OLTC มักพบได้ใน:

หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังในสถานีส่งและจำหน่ายไฟฟ้าย่อย

หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายขนาดใหญ่สำหรับโรงงานอุตสาหกรรมหรือพื้นที่ขนาดใหญ่