การทดลองการตรวจจับ Partial Discharge ในหม้อแปลงน้ำมัน
วันเสาร์ ที่ 7 สิงหาคม 2553
การทดลองการตรวจจับ Partial Discharge ในหม้อแปลงน้ำมันโดยใช้วิธีต่างๆ
รูปที่ 1 วงจรการทดลอง
ในรูปที่ 1 แสดงวงจรการทดลอง ประกอบด้วยแหล่งจ่ายแรงดัน 1 เฟส แบบปรับค่าได้ ต่อเข้ากับ เฟส c ของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบ 3 เฟส ขนาด 10 kVA 380 V/22 kV โดยที่นิวตรอนของหม้อแปลงไฟฟ้าต่อ อนุกรมอยู่กับ Fault Current Limiting Resistor ขนาด 1 PU ก่อนต่อลงดิน ด้าน secondary ของหม้อแปลง ไฟฟ้าต่อเข้ากับหม้อแปลงไฟฟ้าอีกตัวหนึ่งซึ่งมีขนาดเท่ากันแต่มีการจำลองให้เกิด Partial Discharge (PD) บริเวณ Tap เฟส C
ในรูปที่ 2 แสดงการต่อวงจรการทดลอง และในรูปที่ 3 แสดงการจำลองให้เกิด PD ในหม้อแปลง ไฟฟ้าโดยรอบๆแท่งโลหะถูกพันด้วยฉนวนพลาสติกเพื่อรักษาระยะห่างและป้องกันการสัมผัสของ ลวดทองแดงที่พันทับอยู่ ที่ปลายลวดนำไปต่อผูกติดอยู่กับ Tap ของหม้อแปลง ส่วนแท่งโลหะนำไปต่อกับ Case หม้อแปลง
รูปที่ 2 การต่อวงจรการทดลอง
รูปที่ 3 การจำลอง Partial Discharge ในหม้อแปลงไฟฟ้า
ในการทดลอง ผู้ทดลองได้ทำการปรับแรงดันเฟสด้านแรงต่ำเพิ่มขึ้นจนถึง 230 V จึงสังเกตเห็นการ เกิด PD ที่ตำแหน่งดังกล่าวและทำการวัดสัญญาณเพื่อตรวจจับ ด้วยวิธีต่างๆดังนี้
1. วิธีที่ 1 วัดแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน 1 โอห์ม
รูปที่ 4 การตรวจจับ Partial Discharge ในหม้อแปลงไฟฟ้าโดยวัดแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน 1 โอห์ม
2. วิธีที่ 2 ใช้ clamp on “Hoiki” สาย ground
รูปที่ 5 การตรวจจับ Partial Discharge ในหม้อแปลงไฟฟ้า
3. วิธีที่ 3 Transient Earth Voltage ที่ case transformer
รูปที่ 6 การตรวจจับ Partial Discharge ในหม้อแปลงไฟฟ้า
4. วิธีที่ 4 ใช้ Rogowski Coil
รูปที่ 7 การตรวจจับ Partial Discharge ในหม้อแปลงไฟฟ้า
5. วิธีที่ 5 วัดแรงดันตกคร่อมสาย ground ด้วย Oscilloscope
รูปที่ 8 การตรวจจับ Partial Discharge ในหม้อแปลงไฟฟ้า
ผลการทดลอง
ในรูปที่ 9 แสดงสัญญาณ PD ที่ตรวจจับได้โดยใช้วิธีต่างๆ
- CH1 (กราฟเส้นสีเหลือง) วัด voltage ตกคร่อมสาย ground (วิธีที่ 1)
- CH2 (กราฟเส้นสีม่วง) ใช้ HIOKI clamp สาย ground (วิธีที่ 2)
- CH3 (กราฟเส้นสีฟ้า) ใช้วัด Transient Earth Voltage ที่ case transformer (วิธีที่ 3)
- CH4 (กราฟเส้นสีเหลือง) ใช้ Rogowski Coil (วิธีที่ 4)
ผลการวัดโดยใช้วิธีที่ 5 ไม่ได้นำมาแสดงในรูป เนื่องจากวิธีที่ 1 ใช้หลักการเดียวกับวิธีที่ 5
รูปที่ 9 PD Measurement Signal
สรุปผลการจำลอง Partial Discharge ในหม้อแปลงไฟฟ้า
- การตรวจจับ PD โดยใช้วิธีที่ 1 และ 5 ได้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงกันคือ Magnitude มีค่าค่อนข้างสูง เมื่อเทียบกับวิธีอื่นๆ แต่ความถี่ที่วัดได้จะมีค่าน้อยกว่า
- จำนวน pulse per cycle ของทุกๆวิธีมีค่าใกล้เคียงกันคือ 1-2 pulse
- คุณลักษณะของสัญญาณ PD ที่วัดได้โดยใช้วิธีต่างๆ แสดงได้ดังตาราง
| Methods | Magnitude (Vpp) | Frequency (MHz) | Rise Time (ns) | Pulse per cycle |
|
1. วัดแรงดันตก คร่อมตัวต้านทาน 1 โอห์ม |
2.96 | 1.622 | 102.6 | 2 |
| 9.04 | 1.6 | 106 | 2 | |
| 6.00 | 1.828 | 77.07 | 2 | |
| 4.24 | 1.815 | 76.67 | 2 | |
|
2. ใช้ HIOKI clamp สาย ground |
0.704 | 75.31 | 19.44 | 1 |
| 0.105 | 65.64 | 3.496 | 1 | |
|
3. ใช้แผ่น plate สัมผัส case transformer |
2.03 | 35.29 | 44.25 | 2 |
| 8.92 | 3.744 | 12.50 | 2 | |
| 4.56 | 17.07 | 146.3 | 2 | |
|
4. ใช้ Rogowski Coil |
0.500 | 12.56 | 82.32 | 2 |
| 0.732 | 12.43 | 84.48 | 2 | |
|
5. วัดแรงดันตกคร่อมสาย ground |
11.4 | 1.110 | 140.7 | 2 |
| 10.9 | 1.116 | 143.3 | 2 |
