การทดลองที่ 5
Instrument Transformer and Power Measurement
วัตถุประสงค์
- เพื่อให้นักศึกษาสามารถสังเกตความถูกต้องของการวัดทั้งโดยตรงและโดยอ้อม
- เพื่อให้นักศึกษาสังเกตความถูกต้องของกระแสและแรงดันที่ต่อผ่าน CT และ PT
อุปกรณ์ประกอบการทดลอง
1.) Power Meter NANOVIP ELCONTROL ENERGY 1 เครื่อง
2.) Ammeter AC JIS C1102 YOKOGAWA 2 เครื่อง
3.) Voltmeter AC MODLE SK-5000B ACC 2% 2 เครื่อง
4.) Wattmeter AC+DC JIS C1102 YOKOGAWA 1 เครื่อง
5.) Transformer 440VA 1 เครื่อง
6.) Current Transformer GWA 110 1 เครื่อง
7.) Junction Box 1 กล่อง
8.) ชุดโหลดหลอดไฟ 8 ดวง 1 ชุด
ทฤษฎี
หม้อแปลงกระแส ( CurrentTransformer : CT ) ถูกออกแบบมาให้ใช้งานร่วมกับเครื่องวัดกระแสไฟฟ้าหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าบางอย่างที่ต้องต่อร่วมกันในวงจรเดียวกันแต่ต้องการกระแสไฟต่ำหม้อแปลงกระแสจะทำหน้าที่แปลงขนาดกระแสลงตามอัตราส่วนระหว่างปฐมภูมิต่อทุติยภูมิเช่น 300 : 5 หมายถึงหม้อแปลงจะจ่ายกระแสทุติยภูมิ 5 A หากได้รับกระแสปฐมภูมิ 300 A หม้อแปลงกระแสจะต้องมีโหลดต่อไว้กับทุติยภูมิเพื่อป้องกันทุติยภูมิเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าสูงในขณะที่ปฐมภูมิมีกระแสไฟฟ้าผ่าน และถ้าหม้อแปลงกระแสไม่ได้ใช้งาน ควรใช้สายไฟลัดวงจรหรือต่อวงจรไว้กับขั้วทุติยภูมิด้วย
ในระบบไฟฟ้ากำลังที่มีกระแสไฟสูงมักใช้หม้อแปลงกระแสต่อร่วมกับเครื่องวัด เพื่อแปลงกระแสจากปฐมภูมิให้มีปริมาณลดลง ดังนั้นการอ่านค่ากระแสจากทุติยภูมิของเครื่องวัดจะต้องคูณด้วยค่าอัตราส่วนระหว่างปฐมภูมิต่อทุติยภูมิด้วย จึงจะเป็นค่าที่ถูกต้อง
หม้อแปลงแรงดัน ( Potential Transformer : PT ) หมายถึง อุปกรณ์ที่ใช้ประกอบกับเครื่องวัดแรงดันไฟฟ้า (V) , วัดกำลังไฟฟ้า (P) หรือวัดตัวประกอบกำลังไฟฟ้า (PF) เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการวัดนั้น มีค่าสูงกว่าพิสัย (Rang) ของเครื่องวัด ที่สามารถวัดค่าได้และให้ความปลอดภัยต่อกิจกรรมการวัดแรงไฟฟ้า ซึ่งหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า จะมีอัตราส่วนของหม้อแปลง (Transformer Ratio : av ) ที่แน่นอนและมีการรั่วไหลของเส้นแรงแม่เหล็กน้อยมาก แรงดันไฟฟ้าด้านด้านทุติยภูมิ ส่วนมากจะกำหนดไว้ไม่เกิน 100 V และมีขนาดกำลังตั้งแต่ 5 – 300 VA
ในการใช้หม้อแปลงแรงเคลื่อนไฟฟ้านั้น จะต้องไม่ให้ภาระไฟฟ้าทางด้านทุติยภูมิสูงจนเกินไป (ค่าสูญเสียภายในของโวลต์มิเตอร์) จะได้ค่าความถูกต้องในการใช้งาน 
การทดลอง
1.นำเครื่องมือที่ใช้วัดต่อเข้ากับหลอดไฟ ทดลองเปิดหลอดไฟทีละ 2 ดวง จะได้ค่าดังตาราง
| ขั้นตอนในการทดลอง | วัดโดยตรง | วัดโดยผ่านหม้อแปลง | W1/W2 | % Error | ||||
| V1 (V) | A1 (A) | W1 NANOVIP (W) | V2 (V) | A2 (A) | W2 (W) | |||
| 1.Off หลอดไฟทุกดวง | 223 | 0 | 0 | 111 | 0 | 0 | - | - |
| 2.On หลอดไฟ2 ดวง | 223 | 0.85 | 186 | 111 | 0.41 | 45 | 4.13 | 3.22 |
| 3.Onหลอดไฟ 4 ดวง | 223 | 1.74 | 386 | 111 | 0.85 | 92.5 | 4.17 | 4.14 |
| 4.Onหลอดไฟ 6 ดวง | 223 | 2.61 | 580 | 111 | 1.3 | 139 | 4.17 | 4.13 |
| 5.Onหลอดไฟ 8 ดวง | 223 | 3.5 | 774 | 111 | 1.75 | 185 | 4.18 | 4.39 |
สรุปผลการทดลอง
จากการทดลองนี้จะเห็นได้ว่าค่า W1 / W2 มีค่าประมาณ 4 เป็นเช่นนี้เนื่องจาก กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน Current Transformer (C.T.) จะมีปริมาณที่ลดลงประมาณ 1/2 เท่า และแรงดันผ่านPotential Transformer (P.T.) จะมีปริมาณที่ลดลงประมาณ 1/2 เท่า เช่นกัน ซึ่งเมื่อเราวัดกำลังไฟฟ้าด้วย Wattmeter เข้าทางด้าน secondary ของ Current Transformer (C.T.)และ Potential Transformer(P.T.)จะทำให้ Wattmeter ลดลง [(1/2)x(1/2)]=1/4 ของกำลังที่ใช้จริง แต่เนื่องจากการสูญเสียภายในอุปกรณ์ที่ใช้วัด ค่าจากการทดลองจึงได้ค่าประมาณเป็น 4.16
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น