หม้อแปลงกระแสแบบแยกส่วนคืออะไร

ก หม้อแปลงกระแสหลักแบบแยกส่วน เป็นหม้อแปลงกระแสชนิดหนึ่งที่มีแกนแม่เหล็กแบ่งออกเป็นสองส่วนขึ้นไป ทำให้สามารถ 'ยึด' ไว้รอบๆ ตัวนำที่มีอยู่ได้โดยไม่ต้องถอดวงจรออก ด้านล่างนี้เป็นภาพรวมโดยละเอียด ซึ่งครอบคลุมหลักการทำงาน การจำแนกประเภท ฟังก์ชัน คุณสมบัติ สถานการณ์การใช้งาน และแนวโน้มในอนาคต

หลักการทำงาน

หลักการทำงานของแกนแยก หม้อแปลงกระแส  เป็นหลักเหมือนกับหม้อแปลงกระแสทั่วไปโดยอาศัยการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า:

ตัวนำที่นำกระแสไฟฟ้าที่จะวัดทำหน้าที่เป็นขดลวดปฐมภูมิ (มักจะเป็นแบบรอบเดียว)

กระแสสลับที่ผ่านตัวนำนี้จะทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กกระแสสลับในแกนที่มีการซึมผ่านสูง

ขดลวดทุติยภูมิที่พันบนแกนกลาง จะรับฟลักซ์นั้นและสร้างกระแสไฟฟ้าตามสัดส่วนในวงจร โดยปรับขนาดตามอัตราส่วนรอบ

เนื่องจากแกนอยู่ในสองซีก (หรือมากกว่า) เมื่อติดตั้งแล้ว ครึ่งหนึ่งจะถูกปิดและจับยึด เพื่อทำให้วงจรแม่เหล็กสมบูรณ์ ต้องให้ความสนใจกับการวางแนวแกนกลางและลดช่องว่างอากาศระหว่างครึ่งหนึ่งให้เหลือน้อยที่สุด เนื่องจากช่องว่างที่มากเกินไปจะทำให้คัปปลิ้งแม่เหล็กเสื่อมลงและลดความแม่นยำลง

ขดลวดทุติยภูมิต้องปิดอยู่เสมอ (เช่น มีโหลด) เพื่อหลีกเลี่ยงไฟฟ้าแรงสูงในวงจรเปิด

เมื่อติดตั้งแล้ว มันจะทำงานเหมือนกับ CT แบบโซลิดคอร์: กระแสหลักเหนี่ยวนำกระแสทุติยภูมิตามสัดส่วนของอัตราส่วนรอบ ทำให้อุปกรณ์วัดหรืออุปกรณ์ป้องกันรับรู้กระแสสูงได้อย่างปลอดภัย

เนื่องจากแกนถูกแยกออก จึงจำเป็นต้องมีการดูแลการออกแบบเพิ่มเติมบางอย่างเพื่อลดการรั่วไหลของฟลักซ์หรือช่องว่างที่ไม่สม่ำเสมอ แต่การออกแบบสมัยใหม่ใช้สลักเชิงกลที่แม่นยำและวัสดุแม่เหล็กที่มีช่องว่างต่ำเพื่อลดข้อผิดพลาดดังกล่าว

การจำแนกประเภท

แม้ว่า 'แกนแยก' จะเป็นการจัดประเภทโครงสร้าง แต่ CT แบบแยกแกนยังสามารถจัดหมวดหมู่ตามมิติอื่นๆ อีกหลายมิติ:

กลไกการแยก/ปิด

แบบบานพับ/เดือย (ด้านหนึ่งเปิดเป็นบานพับ)

รูปแบบโบลต์หรือคลิป (สองซีกเชื่อมต่อกันด้วยสกรู สแน็ป หรือที่หนีบ)

ระดับความแม่นยำ/วัตถุประสงค์

ทั่วไป / ระดับการตรวจสอบ

ระดับการวัดแสง / การเรียกเก็บเงิน (ความแม่นยำสูงกว่า)

ระดับการป้องกัน (สามารถทนต่อการโอเวอร์โหลดในระยะสั้น)

คะแนนและอัตราส่วนปัจจุบัน

ช่วงกระแสไฟต่ำ (เช่น สิบหรือหลายร้อยแอมป์)

ช่วงกระแสที่สูงขึ้น (สูงสุดหลายพันแอมป์)

เอาต์พุตรองที่ระดับ 1 A, 5 A หรือต่ำกว่า (มิลลิแอมป์)

ตัวอย่างผลิตภัณฑ์อย่างหนึ่งคือ หม้อแปลงกระแสหลักแบบแยกส่วน ซึ่งใช้การออกแบบแบบหนีบเพื่อให้สามารถติดตั้งเพิ่มเติมได้ง่ายขึ้น

ฟังก์ชั่น

หน้าที่สำคัญของหม้อแปลงกระแสแบบแยกแกนประกอบด้วย:

การวัด / การสูบจ่าย
การแปลงกระแสปฐมภูมิสูงเป็นกระแสทุติยภูมิตามสัดส่วนสำหรับมิเตอร์กระแส เครื่องวิเคราะห์กำลัง หรือระบบการวัดพลังงาน

การตรวจสอบ
การป้อนข้อมูลปัจจุบันแบบเรียลไทม์เข้าสู่ระบบการตรวจสอบ การควบคุม หรือการป้องกัน (เช่น SCADA, BMS, ระบบการจัดการพลังงาน)

การป้องกัน
ให้บริการในวงจรตรวจจับกระแสไฟฟ้าเกินหรือวงจรตรวจจับข้อผิดพลาด โดยที่ CT ป้อนรีเลย์หรืออุปกรณ์ป้องกันเพื่อกระตุ้นเซอร์กิตเบรกเกอร์

ลักษณะสำคัญ / ข้อดีและข้อจำกัด

ข้อดี/คุณสมบัติ

ไม่รบกวน/ไม่มีการหยุดชะงัก
สามารถติดตั้งรอบๆ ตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้าอยู่ได้โดยไม่ต้องถอดหรือเดินสายใหม่ ช่วยลดเวลาหยุดทำงาน

ติดตั้งง่ายและดัดแปลง
เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการอัพเกรดภาคสนาม เพิ่มเติม หรือปรับใช้การวัดในระบบที่มีอยู่

ความอเนกประสงค์
มีจำหน่ายในพิกัดปัจจุบัน ขนาด และระดับความแม่นยำที่หลากหลาย เพื่อการครอบคลุมการใช้งานที่กว้างขวาง

สถานการณ์การใช้งาน

หม้อแปลงกระแสหลักแบบแยกส่วนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานที่ซึ่งความง่ายในการติดตั้ง การติดตั้งเพิ่มเติม หรือการหยุดชะงักน้อยที่สุดเป็นสิ่งสำคัญ โดเมนแอปพลิเคชันทั่วไปประกอบด้วย:

การจ่ายไฟ / แผงไฟฟ้า
การตรวจสอบวงจรย่อย ตัวป้อน หรือวงจรย่อยในแผงแผงที่มีอยู่

การจัดการพลังงานในอาคารและการวัดย่อย
การติดตั้ง CT ในระบบสายไฟที่มีอยู่เพื่อตรวจสอบโหลด ผู้เช่า หรือโซนในอาคารพาณิชย์หรือที่อยู่อาศัย

การตรวจสอบทางอุตสาหกรรมและการทำโปรไฟล์โหลด
การวัดกระแสของมอเตอร์ ตัวขับเคลื่อน ปั๊ม ระบบ HVAC สายการผลิต ฯลฯ ซึ่งมักเกิดขึ้นในบริเวณที่ไม่พึงประสงค์จากการปิดเครื่อง

เนื่องจากมีความยืดหยุ่น CT แบบแยกแกนจึงมีคุณค่าอย่างยิ่งในการปรับปรุงหรือขยาย ซึ่งการเดินสายไฟไม่สามารถถูกรบกวนได้ง่าย

แนวโน้มและการพัฒนาในอนาคต

สาขาแยกแกน หม้อแปลงกระแส กำลังพัฒนาเนื่องจากระบบไฟฟ้ามีความซับซ้อน กระจายตัว และเป็นดิจิทัลมากขึ้น แนวโน้มและแนวโน้มสำคัญบางประการ ได้แก่:

การออกแบบที่มีความแม่นยำสูงขึ้นและข้อผิดพลาดลดลง
วัสดุแกนที่ได้รับการปรับปรุง (นาโนคริสตัลไลน์ อสัณฐาน) และการออกแบบทางกล เพื่อลดการรั่วไหลและช่องว่าง ผลักดันประสิทธิภาพแบบแยกแกนให้ใกล้กับแกนแข็งมากขึ้น

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะแบบ
บูรณาการ การฝังการปรับสภาพสัญญาณ การขยาย การชดเชยอุณหภูมิ หน่วยความจำการสอบเทียบ และเอาต์พุตดิจิทัล (เช่น Modbus, IEC 61850) ภายในตัวเครื่อง CT

ความสามารถด้านแบนด์วิธที่กว้างขึ้น / ความสามารถความถี่สูง
การออกแบบที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อจับส่วนประกอบฮาร์มอนิก สัญญาณชั่วคราวที่รวดเร็ว และสัญญาณที่ไม่ใช่ไซนูซอยด์ได้ดีขึ้น เพื่อรองรับการวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้า