Catalog

http://gkma4702

.tripod.com

ขดลวด (Winding)

คอยล์แรงสูง (High Voltage Winding)

    • คอยล์แรงสูงได้จากการพันขดลวดหลายๆรอบซ้อนกันเป็นชั้นๆ (Layered Construction) โดยใช้ลวดทองแดงชนิดอาบน้ำยา (Enamel Wire) หรือลวดทองแดงหุ้มด้วยกระดานฉนวน มีทั้งชนิดกลมและชนิดเหลี่ยม
    • ระหว่างชั้นของคอยล์แรงสูงและคอยล์แรงต่ำ จะคั่นด้วยกระดาษฉนวน โดยมีช่องน้ำมัน (Oil Ducts) อยู่ทั้งด้านนอกและด้านในเพื่อการระบายความร้อน
    • ในการพันคอยล์แรงสูงและคอยล์แรงต่ำ แต่ละขั้นจะต้องรองด้วยกระดาษฉนวนชนิด Synthetic Resin-bonded Pager เท่านั้น [(เป็นกระดาษฉนวนชนิดพิเศษที่มีแถบเรซินสำหรับยึดขดลวดให้เกิดความแข็งแรง มีส่วนช่วยเสริมความแข็งแรงในการทนทานแรงที่เกิดจากการลัดวงจร (short Circuit Forces) เพิ่มการระบายความร้อน โดยให้น้ำมันไหลผ่านได้อย่างสะดวกและมีทิศทาง ไม่ทำให้เกิดจุดอับความร้อน Hottest Spot) ของขดลวด)] การชำรุดของขดลวดจะเริ่มจากจุดอับความร้อนขึ้นก่อน

คอยล์แรงต่ำ (Low Voltage Winding)

    • คอยล์แรงต่ำเป็นชนิด Foil Winding โดยใช้ทองแดงแผ่น (Copper Foil) ในการผลิต
    • ระหว่าชั้น (รอบ) จะต้องรองด้วยกระดาษฉนวนชนิด Synthetic Resin-bonded Paper เท่านั้น
    • พื้นที่หน้าตัดของคอยล์แรงต่ำ คือผลคูณของความสูงและความหนาทั้งหมดของ Foil
    • การต่อเชื่อมระหว่าง Foil Winding กับขั้วต่อหลักของแม่เหล็กหม้อแปลง (ลูกถ้วยแรงต่ำ) ใช้วิธีการเชื่อมแบบ TIG
    • ข้อดีของคอยล์ชนิด Foil Winding คือสามารถลดความไม่สมดุลของ Ampereturns ระหว่างคอยล์แรงสูงและคอยล์แรงต่ำได้เกือบทั้งหมด และยังสามารถทำให้แรงกระทำในแนวแกน (Axial Force) ที่เกิดขึ้นในระหว่างการลัดวงจรของหม้อแปลงไฟฟ้าลดลงได้ต่ำสุด

คอยล์แบบ Conventional และแบบ Foil Winding

• ในการพันคอยล์แรงต่ำแบบ Foil Winding จะใช้ทองแดงแผ่นร่วมกับกระดาษฉนวนชนิดพิเศษ (Synthetic Resin bonded Paper) ขอบและมุมของ Foil จะได้รับการดูแลอย่างพิถีพิถัน เพื่อไม่ให้เกิดขอบที่ไม่เรียบหรือขอบที่คม (ชนิด Round Edge เท่านั้น)
• คอยล์แรงต่ำแบบ Conventional ต้องการเนื้อที่มากกว่า เนื่องจากฉนวนที่ใช้และรูปทรงคอยล์ ดังแสดงในรูปที่ 6

• คอยล์แรงต่ำแบบ Conventional จะยังคงเกิดแรงกระทำในแนวแกน (Axial Force) แต่แรงนี้จะเกิดน้อยที่สุดกับคอยล์แรงต่ำแบบ Foil Winding
• หม้อแปลงขนาดตั้งแต่ 500 kVA. และขึ้นไป คอยล์แรงต่ำจะเป็นชนิด Copper Foil Winding เท่านั้น

การออกแบบ และโครงสร้างของคอยล์แรงต่ำแบบ Foil Winding

ความแข็งแรงทางกล (Mechanical Strangth)

ในการพันคอยล์แรงต่ำแบบ Foil Winding จะสามารถลดแรงกระทำในแนวแกนที่เกิดขึ้นในระหว่าง การลัดวงจร (Axial Short Curcuit Forces) ของหม้อแปลงไฟฟ้าลงได้ถึง 1 ใน 10 ส่วนของแรงที่เกิดขึ้น เมื่อเปรียบเทียบกับคอยล์แรงต่ำแบบ Conventional

รูปที่ 7 แสดงลักษณะ Curve ของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นในคอยล์แรงต่ำแบบ Conventional (รูปซ้าย) และคอยล์แรงต่ำแบบ Foil Winding (รูปขวา) แสดงให้เห็นถึงส่วนประกอบของการเหนี่ยวนำในแนวรัศมี (Radial Induction) : Br ของคอยล์แรงต่ำแบบ Foil Winding ซึ่งมีค่าน้อยกว่ากันมากเป็นผลให้แรงกระทำในแนวแกนที่เกิดขึ้นในระหว่างการลัดวงจร (Axial Short Circuit Forces) ลดลง

การเกิดแรงกระทำในแนวแกนที่เกิดขึ้นในการลัดวงจร (Axial Short Circuit Forces) ระหว่างคอยล์แบบ Conventional และคอยล์แบบ Foil Winding อธิบายได้ดังนี้

รูปที่ 8

1. ความสูงของคอยล์แรงต่ำแบบ Foil Winding จะมากกว่าความสูงของคอยล์แรงสูง ก่อให้เกิดโครงสร้างแบบไม่สมดุลย์ (Asymmetrical Structure)

2. ทางด้านขวารูปที่ 8 แสดงให้เห็นส่วนประกอบของการเหนี่ยวนำในแนวรัศมี Br บริเวณภาคตัดของคอยล์แรงต่ำแบบ Foil Winding ที่ตำแหน่งเท่ากับความสูงของคอยล์แรงสูง

3. ส่วนประกอบของการเหนี่ยวนำในแนวแกนรัศมี Br จะเหนี่ยวนำให้เกิด Eddy Current ขึ้นใน Foil โดยมีทิศทางไหลตรงกันข้าม ตามกฏของเลนซ์ (LENZ Law) เกิดการหักล้างกัน เป็นผลทำให้เกิดความหนาแน่นกระแส (Current Density) บริเวณส่วนบนสุดของ Foil ลดลง

4. การเหนี่ยวนำของ Eddy Current จะเพิ่มมากขึ้นในบริเวณใกล้กับกึ่งกลางของ Foil

5. เกิดแรงกระทำในแนวแกน (Axial Forces) เป็นผลมาจากส่วนประกอบของการเหนี่ยวนำในแนวรัศมี และแรงกระทำนี้จะมีขนาดเล็ก เช่นเดียวกับความหนาแน่นกระแสใน Foil

6. สิ่งเหล่านี้จะไม่เกิดขึ้นได้ในคอยล์แรงต่ำแบบ Conventional เนื่องจากความหนาแน่นกระแสจะมีค่าคงที่ในทุกๆส่วนของขดลวดตลอดความสูงของคอยล์แรงต่ำ

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของคอยล์แรงต่ำแบบ Foil Winding

* แรงกระทำในแนวแกน (Axial Forces) จะมีขนาดเล็กมาก เนื่องจากผลของการมีโครงสร้างที่ไม่สมดุลย์
* การพันคอยล์แรงต่ำแบบ Foil Winding สามารถทำได้โดยอัตโนมัติ
* ไม่ต้องมีโครงสร้างเสริมของขดลวดที่แข็งแรง (Heavy Supporting Structures) เป็นพิเศษ