วิธีเลือกขนาดหม้อแปลงไฟฟ้า ให้เหมาะกับการใช้งานในอาคารและโรงงาน

ทำความรู้จัก หม้อแปลงไฟฟ้า คืออะไร

หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer) คืออุปกรณ์สำคัญในระบบไฟฟ้า ที่ทำหน้าที่แปลงระดับแรงดันไฟฟ้าจากระดับหนึ่งไปสู่อีกระดับหนึ่ง เพื่อให้เหมาะสมกับการใช้งาน โดยยังคงความถี่ของกระแสไฟฟ้าไว้เท่าเดิม ไม่ว่าจะเป็นการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าให้สูงขึ้น หรือปรับลดแรงดันให้ปลอดภัยต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าและเครื่องจักรต่าง ๆ

หม้อแปลงไฟฟ้า มีหน้าที่อย่างไร

“หม้อแปลงไฟฟ้า” ทำหน้าที่ช่วยแปลงระดับแรงดันไฟฟ้าจากระดับหนึ่งไปสู่อีกระดับหนึ่ง โดยหลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าอาศัย “การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า” ผ่านส่วนประกอบสำคัญ ได้แก่ ขดลวดปฐมภูมิ (Primary Coil) และขดลวดทุติยภูมิ (Secondary Coil) ที่พันอยู่บนแกนเหล็ก (Core) ซึ่งช่วยนำสนามแม่เหล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้สามารถส่งผ่านพลังงานไฟฟ้าระหว่างวงจรได้อย่างปลอดภัยและมีเสถียรภาพ

ส่วนประกอบของหม้อแปลงไฟฟ้า

ก่อนจะตัดสินใจเลือกขนาดหม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับการใช้งานอย่างเหมาะสมได้ ควรเริ่มจากการทำความเข้าใจส่วนประกอบที่สำคัญของหม้อแปลงไฟฟ้าก่อน ดังนี้

1. แกนเหล็ก

แกนเหล็กทำขึ้นจากแผ่นเหล็กซิลิคอนบาง ๆ ซึ่งเป็นวัสดุที่มีการซึมผ่านของแม่เหล็กสูง ช่วยลดการสูญเสียพลังงานในการทำงาน

2. ขดลวดตัวนำ

ขดลวดทองแดงหรืออะลูมิเนียมหุ้มด้วยฉนวน แบ่งเป็นขดลวดปฐมภูมิ (Primary) และทุติยภูมิ (Secondary) มักทำจากทองแดงหรืออะลูมิเนียม ซึ่งขนาดของขดลวดจะเป็นตัวกำหนดความสามารถในการทนกระแสไฟฟ้า

3. ฉนวน

วัสดุที่ใช้สำหรับการป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร จากการที่ขดลวดแต่ละชั้นสัมผัสกัน โดยฉนวนจะมีทั้งหมด 2 แบบ คือ กระดาษอาบน้ำมัน (ในหม้อแปลงน้ำมัน) และเรซิน (ในหม้อแปลงแบบแห้ง)

อ่านบทความเพิ่มเติม เกี่ยวกับ ไฟฟ้าลัดวงจรเกิดจากอะไร ป้องกันยังไง เมื่อเกิดเหตุต้องทำอย่างไร

การแบ่งประเภทหม้อแปลงไฟฟ้าตามระบบไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้ามีหลากหลายรูปแบบ สามารถแบ่งได้ตามการใช้งาน ระบบไฟฟ้า หรือแม้กระทั่งขนาดหม้อแปลงไฟฟ้า โดยในหัวข้อนี้เราจะมาทำความรู้จักหม้อแปลงไฟฟ้า ที่แบ่งตามระบบไฟฟ้าทั้งหมด 2 แบบ ดังนี้

1. หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว (Single Phase Transformer)

หม้อแปลงไฟฟ้า 1 เฟส คือ หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีขดลวดเส้นเดียว เชื่อมต่อระบบแบบเฟสเดียว ประกอบไปด้วยสายไฟ 2 สาย คือ สายไฟฟ้า (Line) และสายกลาง (Neutral) แรงดันจะถูกปรับเพิ่ม/ลด ตามการตั้งค่าของ Output อุปกรณ์ ส่วนใหญ่นิยมใช้ภายในบ้านพักอาศัยทั่วไปหรือธุรกิจขนาดเล็ก จ่ายแรงดันไฟอยู่ที่ประมาณ 220-230 V

2. หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส (Three Phase Transformer)

หม้อแปลงไฟฟ้า 1 เฟส คือ หม้อแปลงไฟฟ้าที่เชื่อมต่อระบบแบบ 3 เฟส โดยมีสายไฟทั้งหมด 4 สาย คือ สาย Line 3 เส้น และ สาย Neutral 1 เส้น นิยมใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เพราะสามารถจ่ายแรงดันไฟได้สูงอยู่ที่ประมาณ 380-400 V

การแบ่งประเภทหม้อแปลงไฟฟ้าตามลักษณะการใช้งาน

นอกจากการแบ่งประเภทของหม้อแปลงไฟฟ้าตามระบบไฟฟ้าแล้ว ยังสามารถแบ่งตามลักษณะการใช้งานได้ทั้งหมด 2 ประเภทเช่นกัน ดังนี้

1. หม้อแปลงไฟฟ้าแบบน้ำมัน (Oil-Immersed Transformer)

หม้อแปลงไฟฟ้าแบบน้ำมัน เป็นประเภทของหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีการใช้งานกันอย่างแพร่หลาย มีขดลวดปฐมภูมิ (Primary Winding) และขดลวดทุติยภูมิ (Secondary Winding) ซึ่งพันอยู่รอบแกนเหล็กโดย และจุ่มลงในน้ำมัน หลักการทำงานคือ การใช้น้ำมันด้านในเป็นตัวปรับแรงดันและระบายความร้อนในการทำงาน จึงเหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่มากกว่า

• ข้อดี: สามารถระบายความร้อนได้ดี ทนทาน อายุการใช้งานยาวนาน ง่ายต่อการบำรุงรักษา
• ข้อเสีย:เสี่ยงต่อการรั่วไหลของน้ำมัน และต้องใช้พื้นที่กว้างในการติดตั้ง

2. หม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้ง (Dry-Type Transformer)

หม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้งจะไม่มีน้ำมันอยู่ด้านใน แต่จะมีวิธีการระบายความร้อนผ่านอากาศแทน สามารถติดตั้งได้ในหลาย ๆ พื้นที่ เหมาะกับการใช้งานในสถานที่ที่มีข้อจำกัดเรื่องความปลอดภัย เช่น โรงพยาบาล โรงแรม เนื่องจากไม่มีความเสี่ยงในการรั่วไหลของน้ำมัน

หลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้งจะมีขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิพันรอบแกนเหล็ก เคลือบด้วยฉนวนเรซินหรืออีพ็อกซีเพื่อป้องกันการเกิดไฟฟ้าลัดวงจร

• ข้อดี:ติดตั้งง่าย มีความปลอดภัยในการใช้งานสูง ง่ายต่อการบำรุงรักษา
• ข้อเสีย: ราคาติดตั้งสูง ไม่สามารถระบายความร้อนจากระบบไฟฟ้าแรงสูงมาก ๆ ได้ดีเท่าหม้อแปลงไฟฟ้าแบบน้ำมัน

อ่านบทความที่น่าสนใจ เกี่ยวกับ การบำรุงรักษาหม้อแปลงไฟฟ้าสำคัญอย่างไร? วิธีดูแลเพื่อความปลอดภัย

ปัจจัยที่ใช้ในการเลือกขนาดหม้อแปลงไฟฟ้า

1. ขนาดพิกัดกำลัง (kVA)

ขนาดพิกัดกำลัง คือ ความสามารถของหม้อแปลงในการจ่ายกำลังไฟฟ้าไปยังระบบไฟฟ้า มีหน่วยเป็น kVA ควรเลือกขนาดหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีขนาดพิกัดกำลังมากกว่าจำนวนที่ใช้ เพื่อให้เพียงพอต่อการใช้งาน และป้องกันปัญหากำลังไฟฟ้าโหลดเกินขนาด จนทำให้เกิดการรั่วไหล หรือทำให้หม้อแปลงไฟฟ้ามีอายุการใช้งานสั้นลง

2. พิกัดแรงดัน

พิกัดแรงดันไฟฟ้า คือ ค่าแรงดันที่อุปกรณ์ถูกออกแบบมาให้ใช้งานได้อย่างเหมาะสมและปลอดภัยที่สุด หากแรงดันสูงหรือต่ำกว่าที่กำหนดไว้ อาจทำให้อุปกรณ์เกิดความผิดปกติ โดยทั่วไปแล้วหม้อแปลงไฟฟ้าจะมีกำหนดขนาดเอาไว้ เช่น 22 kV / 400 Vหมายถึง หม้อแปลงตัวนี้รับไฟฟ้าแรงสูง 22,000 โวลต์ และแปลงลงมาเป็น 400 โวลต์เพื่อใช้งานในอาคารหรือโรงงาน การใช้งานต้องตรงตามพิกัดที่กำหนด เพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป ระบบลัดวงจร หรือความเสียหายของอุปกรณ์ไฟฟ้า

3. ชนิดของหม้อแปลงไฟฟ้า

ชนิดของหม้อแปลงไฟฟ้า สามารถพิจารณาได้ตามสถานที่ที่ต้องการติดตั้ง

• หม้อแปลงไฟฟ้าแบบน้ำมัน: นิยมติดตั้งภายนอกอาคาร ระบายความร้อนได้ดีมาก แต่อาจมีความเสี่ยงเรื่องน้ำมันรั่วไหล
• หม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้ง:นิยมติดตั้งภายนอกอาคาร และสถานที่ที่มีพื้นที่จำกัด ดูแลรักษาง่าย แต่ไม่เหมาะกับโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่มากที่ต้องระบายความร้อนสูง

4. วัสดุขดลวด

วัสดุขดลวดที่นิยมใช้จะมี 2 ประเภท ได้แก่

• ทองแดง: นิยมใช้เพราะสามารถนำไฟฟ้าได้ดี สูญเสียพลังน้อย
• อะลูมิเนียม: น้ำหนักเบาและราคาสูงกว่าทองแดง แต่น้ำไฟฟ้าได้น้อยกว่า หากเลือกใช้อะลูมิเนียมจะต้องใช้ขนาดที่ใหญ่กว่า เพื่อให้มีความสามารถในการนำไฟฟ้าเท่าทองแดง

แนะนำบทความที่น่าสนใจ เกี่ยวกับ สายไฟฟ้าแรงดันสูงมีกี่ชนิด อะไรบ้าง ?

5. มาตรฐานและการรับรอง

วิธีการเลือกขนาดหม้อแปลงไฟฟ้าที่ง่ายที่สุด สามารถทำได้ด้วยการเลือกติดตั้งหม้อแปลงไฟฟ้ากับผู้ผลิตหรือตัวแทนจำหน่ายที่น่าเชื่อถือโดยตรง เช่น ณัฐภูมิ วิศวกรรม บริการรับออกแบบ และติดตั้งระบบไฟฟ้า มีพาร์ตเนอร์อย่าง ณัฐภูมิ อีควิปเม้นต์ ที่เป็นตัวแทนจำหน่ายหม้อแปลงไฟฟ้าจากเจริญชัย แบรนด์ชั้นนำที่ได้รับความไว้ใจไปทั่วประเทศ

วิธีคำนวณขนาดหม้อแปลงไฟฟ้าแบบง่าย

หม้อแปลงไฟฟ้า กำหนดขนาดเป็นอย่างไร? การคำนวณขนาดหม้อแปลงไฟฟ้าสามารถทำได้แบบง่าย ๆ ดังนี้

• รวมกำลังไฟฟ้าทั้งหมดที่ต้องการใช้เป็นหน่วย kW
• สูตรคำนวณขนาดหม้อแปลงไฟฟ้า kVA = kW ÷ Power Factor (PF) *โดยปกติจะใช้ PF = 0.8
• หากโรงงานมี 200 kW >>> 200 ÷ 0.8 = 250 kVA
• ควรเผื่อขนาดหม้อแปลงไฟฟ้าเพิ่มประมาณ 20% >>> 250 + 20% = 300 kVA

สรุป เลือกใช้หม้อแปลงไฟฟ้าขนาดประมาณ 300 kVA เพื่อให้พอดีกับกำลังไฟฟ้าทั้งหมดที่ต้องการใช้

สรุป เลือกหม้อแปลงไฟฟ้าให้ถูกต้อง เพื่อการใช้งานระบบไฟฟ้าอย่างราบรื่น

การเลือกขนาดหม้อแปลงไฟฟ้า ไม่ว่าจะเป็นหม้อแปลงไฟฟ้าขนาดเล็ก หรือขนาดใหญ่ หากคุณรู้วิธีการคำนวณก็จะสามารถเลือกขนาดที่เหมาะสมกับการใช้งานได้อย่างพอดี แต่ถ้าคุณยังไม่มีความเชี่ยวชาญ และกำลังมองหาผู้ช่วยในการติดตั้งหม้อแปลงไฟฟ้า สามารถติดต่อ ณัฐภูมิ วิศวกรรม เรามีทีมงานที่สามารถให้คำปรึกษาอย่างละเอียด ให้คำแนะนำในการเลือกขนาดหม้อแปลงไฟฟ้า ไปจนถึงการติดตั้งและซ่อมบำรุง และดูแลบำรุงรักษาระบบไฟฟ้าแรงสูง แบบครบวงจร เพื่อให้ระบบไฟฟ้าของคุณสามารถใช้งานได้อย่างราบรื่น

ปรึกษาหรือสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมที่ ติดต่อเรา หรือโทร 098-291-4911⁣ และแอดไลน์ @npeng

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับขนาดหม้อแปลงไฟฟ้า