คู่มือนักศึกษาหน่วยที่ 4 การทดสอบหม้อแปลงไฟฟ้า การหาค่าสูญเสียและประสิทธิภาพ

คู่มือนักศึกษาหน่วยที่ 4 การทดสอบหม้อแปลงไฟฟ้า การหาค่าสูญเสีย และประสิทธิภาพ 4.1 การทดสอบหม้อแปลงไฟฟ้า นายคมสัน กลางแท่น วิชา เครื่องกลไฟฟ้า 1 ชุดการสอนวิชาเครื่องกลไฟฟ้า 1 (3104-2002) สำหรับนักศึกษาระดับประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง ตามหลักสูตรประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง พ.ศ. 2563

4.1 การทดสอบหม้อแปลงไฟฟ้า โดยทั่วไปเพื่อที่จะได้ทราบว่าหม้อแปลงไฟฟ้าตัวนั้นจะมีความสูญเสีย (Losses) ที่เกิดขึ้นและมี ประสิทธิภาพมีการทดสอบ 2 วิธี คือ 4.1.1 การทดสอบหม้อแปลงไฟฟ้าแบบวงจรเปิด (Open – circuit หรือ No – load Test) เพื่อที่จะหาค่าความสูญเสียของหม้อแปลงไฟฟ้าเมื่อไม่มีโหลด (No – load Test) หรือความสูญเสียใน แกนเหล็ก (Core Loss หรือ Iron Loss) สามารถทำการทดสอบได้ดังรูปในหน้าถัดไป โดยจะทำการ ทดสอบที่ขดลวดแรงดันต่ำ ส่วนขดลวดแรงดันสูงนั้น ปล่อยปลายสายเปิดไว้ที่ขอลวดแรงดันต่ำจะต่อแอมป์ มิเตอร์ โวลต์มิเตอร์และวัตต์มิเตอร์ แล้วป้อนแรงดันตามขนาดของขดลวดที่ความถี่ปกติกับขดลวดแรงดัน ต่ำนั้น ค่าที่อ่านได้จากวัตต์มิเตอร์จะเป็นค่าความสูญเสียของแกนเหล็ก (Core load) หรือความสูญเสียของ หม้อแปลงไฟฟ้าเมื่อไม่มีโหลด (No – load loss) กระแสที่ผ่านได้จากแอมป์มิเตอร์จะเป็นกระแสของ หม้อแปลงไฟฟ้าเมื่อไม่มีโหลด (I0) มีค่าต่ำมากประมาณ 2 - 10% ของกระแสไฟฟ้าฟูลโหลด

ความสูญเสียเนื่องจากทองแดง (Coper Loss) น้อยมากจึงจะถือว่าเป็นศูนย์ ความสูญเสียเนื่องจากแกน เหล็ก (Core Loss) นี้จะมีค่าน้อยมากและมีค่าคงที่ด้วย ถึงแม้โหลดจะเปลี่ยนแปลงจนถึงฟูลโหลดก็ตาม การทดสอบเพื่อหาคอร์ลอสด้วยวงจรเปิด







4.1 การทดสอบหม้อแปลงไฟฟ้า 4.1.2 การทดสอบหม้อแปลงไฟฟ้าแบบลัดวงจร (Short – circuit หรือ CopperLoss Test) การทดสอบแบบเพื่อที่จะทราบว่า 1) หม้อแปลงไฟฟ้าตัวนั้นมีความสูญเสียเนื่องจากทองแดง (Core Loss) ที่ฟูลโหลดขนาดต่างๆ เท่าไร 2) หม้อแปลงไฟฟ้ามีความต้านทานสมมูล (R01 , R02) รีแอคแตนซ์สมมูล (X01 , X02) และอิมพีแดนซ์ สมมูล (Z01, Z02) เท่าไร 3) เมื่อทราบอิมพิแดนซ์สมมูล ก็สามารถคำนวณหาแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมหม้อแปลงไฟฟ้าได้ในที่สุด ก็สามารถ คำนวณหาค่าโวลต์เตจเรกกุเลชั่นได้ ในการทดสอบแบบนี้ มักนิยมต่อปลายสายของขดลวดแรงดันต่ำเข้าด้วยกัน ส่วนขดลวดแรงดันสูงจะต่อ โวลต์มิเตอร์ แอมมิเตอร์ และวัตต์มิเตอร์ แล้วป้อนแรงดันเข้าที่ขดลวดนี้ โดยปรับแรงดันที่ป้อนให้กับขดลวดที่ มีค่าสูง จนกระทั่งทำให้ค่าที่อ่านได้จากแอมมิเตอร์เท่ากระแสฟูลโหลดที่ขดลวดนั้นกำหนดไว้ดังรูปในหน้าถัดไป

แรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้ขดลวดจะมีค่าประมาณ 5 – 10 % ของแรงดันฟูลโหลดเท่านั้น โดยความถี่ของแรง ดันจะต้องมีค่าเท่ากับความถี่ที่ออกแบบไว้ด้วย ค่าที่อ่านได้จากวัตต์มิเตอร์เป็นคอปเปอร์ลอสของหม้อแปลงไฟฟ้าที่ฟูลโหลด ส่วนคอร์ลอสน้อยมาก สมมุติว่าขดลวดแรงดันต่ำเป็นขดลวดทุติยภูมิและต่อเป็นวงจรลัดด้วย ดังนั้นขดลวดแรงดันสูงจึงเป็นขด ลวดปฐมภูมิ ในกรณีเช่นนี้ค่าต่างๆ ที่คำนวณได้ เช่นความต้านทานสมมูล หรือรีแอกแตนซ์สมมูลหรืออิมพี แดนซ์สมมูล จึงได้มาจากการพิจารณาที่ขดลวดด้านปฐมภูมิ ดังนั้นความต้านทานสมมูลหรือรีแอคแตนซ์ สมมูล หรืออิมพิแดนซ์สมมูล จึงเป็น R01 หรือ X01 หรือ Z01 โดยที่