หม้อแปลงไฟฟ้าคืออะไร สำคัญอย่างไรต่อระบบไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้า
เป็นอุปกรณ์ที่สำคัญในระบบไฟฟ้าเพื่อการแปลงและส่งถ่ายพลังงานไฟฟ้าในรูปแบบที่เหมาะสมกับการใช้งานของผู้ใช้งาน หรืออุปกรณ์ต่าง ๆ ซึ่งหน้าที่หลักของหม้อแปลงไฟฟ้า คือ การแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ของวงจรหนึ่ง ให้เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ของอีกวงจรหนึ่ง โดยที่ความถี่ของไฟฟ้าจะคงเดิม อย่างการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าด้วยการแปลงไฟฟ้าแรงดันต่ำเป็นไฟฟ้าแรงดันสูง หรือลดแรงดันไฟฟ้าด้วยการแปลงไฟฟ้าแรงดันสูงเป็นไฟฟ้าแรงดันต่ำ เป็นต้น

หม้อแปลงไฟฟ้า คืออะไร

หม้อแปลงไฟฟ้า คือ อุปกรณ์ที่ใช้ในการแปลงไฟฟ้าจากระบบหนึ่งไปยังระบบอื่น ๆ โดยมีหน้าที่หลักคือ เปลี่ยนแปลงระดับแรงดันไฟฟ้า ซึ่งสามารถเพิ่มหรือลดระดับแรงดันไฟฟ้าให้เหมาะสมกับการใช้งานภายในระบบ ซึ่งหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นส่วนสำคัญในระบบไฟฟ้า เพราะช่วยให้การไหลของไฟฟ้าเป็นไปได้อย่างต่อเนื่องและปลอดภัยมากยิ่งขึ้น 

หม้อแปลงไฟฟ้ามีกี่ชนิด

หม้อแปลงไฟฟ้าสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภท ขึ้นอยู่กับเกณฑ์ที่ใช้ในการกำหนด โดยปกติจะนิยมใช้เกณฑ์ดังต่อไปนี้

• การแบ่งหม้อแปลงไฟฟ้าตามวัสดุที่ใช้เป็นฉนวน

  • หม้อแปลงไฟฟ้าแบบใช้ของเหลวเป็นฉนวน (Liquid-Immersed Transformers)

    • หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดฉนวนของเหลวติดไฟได้ (Flammable Liquid - Insulated Transformer)

หรือที่นิยมเรียกว่า หม้อแปลงน้ํามัน (Oil Type Transformer) เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้น้ำมันฉนวนเป็นสารฉนวนและระบายความร้อน มีข้อดีคือดูแลรักษาได้ง่าย ราคาถูก มักใช้ในระบบไฟฟ้าทั่วไปที่ติดตั้งภายนอกอาคาร

• • • หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดฉนวนของเหลวติดไฟยาก (Less-flammable Fluid-Insulated Transformer)

เป็นหม้อแปลงที่ใช้ของเหลวติดไฟยากเป็นฉนวน โดยส่วนมากนิยมใช้เป็นซิลิโคน ซึ่งเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สามารถติดตั้งได้ทั้งภายในและภายนอกอาคาร หากเป็นภายในอาคารต้องติดตั้งภายในห้องหรือพื้นที่ปิดเท่านั้น

• • • หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดฉนวนของเหลวไม่ติดไฟ (Non-Flammable Fluid-Insulated Transformer)

เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้สารเคมีไม่ติดไฟ อาทิ ปอร์คลอโรเอทิลีน (Perchloroethylene: PCE) หรือโพลีคลอริเนตไบฟีนีล (Polychlorinated Biphenyl: PCB) เป็นฉนวน มีราคาสูง และเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อม จึงไม่นิยมนำมาใช้งาน

• • หม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้ง (Dry-Type Transformers)

เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้สารเรซิน (Resin) เป็นฉนวนแทนน้ำมันหรือของเหลว มักใช้ในสถานที่ที่ต้องการความปลอดภัยสูง เช่น อาคารสูง หรือสถานที่ที่มีความไวต่อไฟฟ้าสูง

• การแบ่งหม้อแปลงไฟฟ้าตามระบบไฟฟ้าที่ใช้งาน

  • หม้อแปลงไฟฟ้า 1 เฟส (Single Phase Transformer)

ทำหน้าที่แปลงไฟฟ้าจากเสาไฟฟ้าแรงดันต่ำให้สามารถใช้งานกับระบบไฟบ้านได้ ขนาดที่นิยมใช้งานในปัจจุบันได้แก่ 30 kVA และ 50 kVA

• • หม้อแปลงไฟฟ้า 3 เฟส (Three Phase Transformer)

ทำหน้าที่แปลงไฟฟ้าแรงดันสูง (22,000 โวลต์) ให้สามารถส่งไปยังผู้ใช้รายย่อย (220 โวลต์) มีขนาดให้เลือกใช้งานตั้งแต่ 50-2000 kVA

• การแบ่งตามลักษณะแกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้า

  • หม้อแปลงไฟฟ้าแบบคอร์ (Core Type Transformer)

ทำงานโดยใช้ขดลวดพันล้อมรอบแกนเหล็กปฐมภูมิและทุติยภูมิ สามารถระบายความร้อนได้ดีกว่า เหมาะกับหม้อแปลงไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่ใช้ในระบบจ่ายไฟฟ้า

• • หม้อแปลงไฟฟ้าแบบเชลล์ (Shell Type Transformer)

ทำงานโดยใช้ขดลวดพันล้อมรอบแกนกลางของแกนเหล็ก เพื่อให้แกนเหล็กปฐมภูมิและทุติยภูมิอยู่ล้อมรอบขดลวด มีขนาดเล็ก ราคาประหยัด เหมาะกับหม้อแปลงไฟฟ้าขนาดเล็กที่ใช้งานตามบ้านเรือนหรือสถานที่ต่าง ๆ

• การแบ่งหม้อแปลงไฟฟ้าตามลักษณะการใช้งาน

  • หม้อแปลงไฟฟ้าเพิ่ม (Step-up Transformer)

ทำหน้าที่เพิ่มแรงดันไฟฟ้าให้สูงขึ้น นิยมใช้สำหรับแปลงแรงดันไฟฟ้าขนาด 220V ให้เป็น 230V สำหรับใช้งานในบ้านเรือน หรือ 380V สำหรับใช้งานในโรงงานอุตสาหกรรม

• • หม้อแปลงไฟฟ้าลด (Step-down Transformer)

ทำหน้าที่ลดแรงดันไฟฟ้าให้ต่ำลง โดยแปลงไฟฟ้าแรงดันสูงขนาด 22,000V จากระบบจ่ายไฟฟ้าให้เหลือ 220V สำหรับใช้งานในครัวเรือน

• • หม้อแปลงไฟฟ้าไอโซเลท (Isolation Transformer)

ทำหน้าที่แยกกระแสไฟฟ้า 2 ฝั่งออกจากกัน เพื่อสร้างความสม่ำเสมอให้กระแสไฟฟ้า สำหรับอุปกรณ์หรือเครื่องมือบางชนิดที่ต้องการความเสถียรสูง

หลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า

หลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าสามารถอธิบายได้ดังนี้ 

1. กระแสไฟฟ้าเข้าสู่หม้อแปลง 

กระแสไฟฟ้าจากระบบไฟฟ้าหรือแหล่งจ่ายไฟฟ้าเข้าสู่หม้อแปลงไฟฟ้าผ่านทางสายไฟที่เชื่อมต่อกับหม้อแปลง

2. การแปลงแรงดัน 

หม้อแปลงไฟฟ้าจะทำหน้าที่เปลี่ยนแปลงระดับแรงดันไฟฟ้าจากระดับที่เข้าสู่หม้อแปลง (ระดับแรงดันที่สูงหรือต่ำกว่า) เป็นระดับแรงดันที่ต้องการสำหรับการใช้งานในระบบไฟฟ้า การแปลงแรงดันนี้เกิดจากการใช้ลวดหม้อแปลงแม่เหล็กภายในหม้อแปลงที่ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าแม่เหล็กในวงจร

3. การส่งออกกระแสไฟฟ้า 

หลังจากที่หม้อแปลงไฟฟ้าแปลงแรงดันไฟฟ้าสำเร็จแล้ว จะส่งออกกระแสไฟฟ้าที่มีระดับแรงดันและความถี่ที่หม้อแปลงระบุไว้ไปยังระบบไฟฟ้าหรืออุปกรณ์ที่ต้องการใช้งาน

สรุป

หม้อแปลงไฟฟ้า มีความสำคัญสำหรับการกระจายไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าที่มีระดับแรงดันแตกต่างกัน เช่น ระบบไฟฟ้าในสถานีไฟฟ้า, ระบบไฟฟ้าเมือง, ระบบไฟฟ้าอุตสาหกรรม และระบบไฟฟ้าสำหรับที่อยู่อาศัย เพื่อให้สามารถใช้งานไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ

และสำหรับที่อยู่อาศัยหรือโรงงานอุตสาหกรรมที่มีการใช้ไฟฟ้าเป็นจำนวนมาก ตู้ไฟเปรียบเสมือนด่านแรกในการรับไฟฟ้าจากหม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อส่งต่อไปยังเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ การเลือกตู้ไฟที่ผลิตถูกต้องตามมาตรฐาน แข็งแรง ทนทาน จะช่วยเพิ่มความปลอดภัยให้กับการใช้งานไฟฟ้าของคุณได้