บริษัท เมเชอร์โทรนิกซ์ จำกัด
หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังเป็นองค์ประกอบส่วนที่สำคัญในระบบกริดจ่ายไฟฟ้า เมื่ออายุใช้งานเพิ่มขึ้น, ภาระไฟฟ้าสูงขึ้น, ระบบเน็ตเวิร์กล่ม ย่อมมีผลกระทบต่อหม้อแปลงไฟฟ้า สร้างความเสียหาย และเพิ่มความเสี่ยงที่หม้อแปลงจะล้มเหลวหรือไฟดับอย่างคาดการณ์ไม่ได้
การเฝ้าตรวจระดับไฮโดรเจนและความชื้นอย่างต่อเนื่อง ด้วยโพรบวัดติดตั้งที่ตัวหม้อแปลงไฟฟ้า เป็นก้าวแรกของการยืดอายุให้กับหม้อแปลงไฟฟ้า ผ่านการจัดทำขบวนการบำรุงรักษาแบบคาดการณ์ล่วงหน้า ช่วยลดต้นทุนค่าใช้จ่ายรวม (Total Cost of Ownership) ของการใช้งานหม้อแปลงไฟฟ้า
ลักษณะโครงสร้างของหม้อแปลงไฟฟ้า ประกอบด้วยขดลวดหม้อแปลงพันรอบฉนวนกระดาษจุ่มอยู่ในน้ำมันที่เป็นตัวช่วยเพิ่มความเป็นฉนวนและระบายความร้อน ฉนวนกระดาษนี้ต้องแห้งสนิท มิฉะนั้นจะเกิดการ Breakdown (ประกายไฟ) ได้
ฉนวนกระดาษมีคุณสมบัติดูดซึมน้ำจากน้ำมันหม้อแปลงได้ ซึ่งน้ำมันก็ดูดซับน้ำมาจากการสัมผัสอากาศอีกทอดหนึ่ง ในกรณีที่เกิดอากาศรั่วเข้าไปในระบบได้ และความชื้นในกระดาษอีกส่วนหนึ่งเพิ่มขึ้นจากอายุของฉนวนกระดาษ การทราบความแห้งของกระดาษฉนวนช่วยให้
โดยที่ความแห้งของน้ำมันสัมพันธ์กับความแห้งของกระดาษ ในทางปฏิบัติจึงวัดความชื้นในน้ำมันแทน ซึ่ง
ของเหลวทุกชนิดมีความสามารถในการรับการปนอยู่ของน้ำได้ ปริมาณน้ำสูงสุดที่ของเหลวแต่ละชนิดสามารถรองรับได้ในรูปสารละลาย เรียกว่า จุดอิ่มตัว เมื่อของเหลวถึงจุดอิ่มตัวแล้วจะไม่สามารถรับน้ำได้เพิ่มเติมอีก ปริมาณน้ำส่วนที่เพิ่มเข้าไปจะแยกตัวออกมาเป็นชั้นต่างหาก ซึ่งน้ำมันมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ ชั้นของน้ำจึงอยู่รวมตัวอยู่ใต้น้ำมัน
สถานะของน้ำที่ปนอยู่ในน้ำมันเป็นไปได้ดังนี้
หน่วยของการวัดปริมาณน้ำในน้ำมันที่นิยมใช้กันแต่เดิม คือ ppm (Parts per Million) ซึ่งเป็นการนิยามความชื้นจากอัตราส่วนปริมาตรหรือมวลของน้ำต่อน้ำมัน
โดยปริมาตร: 1 ppm(v)water = 1 ml ของน้ำ/1 m3 ของน้ำมัน
หรือ
โดยมวล: 1 ppm(w)water = 1 g ของน้ำ/1000 kg ของน้ำมัน
เมื่อวัดค่า ppm ของน้ำในน้ำมันได้ ก็สามารถรู้ปริมาณน้ำสุทธิได้ อย่างไรก็ตาม การวัดค่าเป็น ppm มีข้อจำกัดที่สำคัญ คือ ไม่สามารถดูความเปลี่ยนแปลงของจุดอิ่มตัวของน้ำมันได้ กล่าวอีกอย่างก็คือ ในระบบของน้ำมันที่มีพลวัตซึ่งจุดอิ่มตัวเปลี่ยนแปลงได้ตลอด ค่า ppm ที่วัดได้ไม่สามารถบอกได้ว่าความชื้นนั้นเข้าใกล้จุดอิ่มตัวมากน้อยเพียงใด นี่จะเป็นเรื่องที่วิกฤติมากหากว่าในความเป็นจริงปริมาณน้ำเข้าใกล้จุดอิ่มตัว ทำให้เกิดความเสี่ยงที่จะเลยจุดอิ่มตัวจนน้ำแยกชั้นออกจากน้ำมัน
ปัญหานี้จะหมดไปเมื่อใช้การวัดความชื้นในหน่วย Water Activity (aw)
Water Activity คือ ปริมาณของน้ำที่มีในสสารเมื่อเทียบกับปริมาณน้ำสูงสุดที่สสารนั้นรับได้ หรือ
aw = p/p0
เมื่อ p คือ ความดันไอบางส่วนของน้ำเหนือสสาร
p0 คือ ความดันไออิ่มตัวของน้ำบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิเดียวกัน
จะเห็นว่าค่า aw จะแปรตามค่าจุดอิ่มตัว ค่า aw จึงเปลี่ยนแปลงเป็นฟังก์ชั่นตามปริมาณน้ำที่แท้จริงในน้ำมัน นั่นคือเปลี่ยนตามปริมาณน้ำที่เพิ่มขึ้นหรือระเหยออกจากน้ำมัน ดังนั้น aw จึงแสดงช่วงห่างจากจุดอิ่มตัวได้อย่างแท้จริง
น้ำที่แยกตัวออกจากการละลายจะขัดขวางฟิล์มน้ำมันที่จะเคลือบผิวโลหะในจุดที่ต้องการการหล่อลื่น เช่น แบริ่ง ทำให้ความสามารถในการหล่อลื่นของน้ำมันลดลง
ปัญหาหลัก ๆ ที่เกิดจากน้ำ พอจะจำแนกได้ดังนี้ :
น้ำยังเป็นสาเหตุของการเติบโตของจุลินทรีย์ในน้ำมัน ซึ่งจะไปย่อยสลายสารไฮโดรคาร์บอน
ในหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังขนาดใหญ่มีการใช้น้ำมันในการส่งผ่านความร้อนและเป็นฉนวนไฟฟ้าร่วมกับกระดาษที่หุ้มระหว่างขดลวด แรงดันเบรกดาวน์ (หรือความทนทานต่อความเค้นทางไฟฟ้าของฉนวน) เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญตัวหนึ่งของน้ำมันหม้อแปลงไฟฟ้า ซึ่งจะถูกวัดค่าเมื่อมีการนำหม้อแปลงไปใช้งาน และจะต้องมีการเฝ้าตรวจวัด โดยการสุ่มวัดเป็นระยะตลอดอายุการใช้งาน
มีผลการศึกษาและรายงานชี้ว่า แรงดันเบรกดาวน์นั้นถูกกระทบเปลี่ยนแปลงได้จากหลายปัจจัย เช่น ความชื้น, อนุภาค, ความเป็นกรด และความดัน และจากการทดลองเพื่อศึกษาความสัมพันธ์ของแรงดันเบรกดาวน์ต่อความชื้น ด้วยชุดตัวอย่างน้ำมัน เพื่อที่จะชี้ให้เห็นถึงประโยชน์ของการเฝ้าตรวจวัดความชื้นแบบออนไลน์
จากผลการทดลองจะพบว่าที่ความชื้นต่ำกว่า 20% แรงดันเบรกดาวน์ไม่ค่อยเปลี่ยนแปลง แต่ที่ความชื้นสูงกว่า 20% แรงดันเบรกดาวน์จะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว
Vaisala อยู่ในประเทศฟินแลนด์ เป็นบริษัทผู้พัฒนาเทคโนโลยีการตรวจวัดมาตั้งแต่ปี ค.ศ.1936 ในช่วง 40 ปีหลัง ได้มุ่งความสนใจมาที่ความต้องการในกระบวนการทางอุตสาหกรรม โดยได้ผลิตเซนเซอร์วัดความชื้นในน้ำมันที่กลายเป็นมาตรฐานทั่วโลกในด้านอุตสาหกรรม โซลูชั่นในงานวัดความชื้นของ Vaisala ได้รับความเชื่อถือมายาวนานกว่า 20 ปี ยาวนานกว่าบริษัทใด ๆ ในอุตสาหกรรม
Vaisala ได้พัฒนาเทคโนโลยีในการวัดความชื้นในน้ำมันที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นมา คือ HUMICAP® เซนเซอร์ อันเป็นลิขสิทธิ์เฉพาะ สามารถวัดค่าได้ทันที โดยไม่ต้องนำตัวอย่างไปเข้าห้องแล็บ จึงวัดปริมาณน้ำในน้ำมันในเวลาจริง และบอกได้ถึงสภาพปัญหาในขณะนั้น และไม่ขึ้นกับชนิดน้ำมัน
ตัวเซนเซอร์ HUMICAP มีโครงสร้าง 4 ชั้น ประกอบด้วย ชั้นฐานแก้ว, อิเล็กโทรดขั้วล่าง, ชั้นของโพลิเมอร์ที่ไวต่อน้ำ และอิเล็กโทรดขั้วบนที่มีรูพรุน ชั้นโพลิเมอร์ฟิล์มบางทำหน้าที่ทั้งรับและปล่อยน้ำ เมื่อความชื้นโดยรอบเปลี่ยนแปลง โมเลกุลของน้ำจะเคลื่อนไปมาผ่านโพลีเมอร์ จนกระทั่งความชื้นระหว่างโพลิเมอร์กับน้ำมันสมดุล
เมื่อความชื้นเปลี่ยน ค่าคุณสมบัติไดอิเล็กตริกของชั้นฟิล์มโพลิเมอร์จะเปลี่ยนไป ทำให้ค่าคาปาซิแตนซ์ระหว่างของเซนเซอร์เปลี่ยนแปลง และแปลงมาเป็นค่า Water Activity ได้ โดยที่โมเลกุลของน้ำมันหรือสารปรุงแต่งอื่น ๆ ไม่สามารถทะลุผ่านอิเล็กโทรดได้ เอาต์พุตของเซนเซอร์จึงไม่ขึ้นกับชนิดของน้ำมัน
เครื่องวัดความชื้น, ไฮโดรเจน และอุณหภูมิ แบบทรานสมิตเตอร์ จาก Vaisala รุ่น MHT410 สำหรับงานเฝ้าตรวจคุณภาพน้ำมันหม้อแปลงไฟฟ้าแบบออนไลน์
Vaisala MHT410 เป็นทรานสมิตเตอร์วัดความชื้น, ไฮโดรเจน และอุณหภูมิ ที่ใช้ในการเฝ้าตรวจคุณภาพความเป็นฉนวนของน้ำมันหม้อแปลงไฟฟ้าแบบออนไลน์ โดยมีโพรบวัดที่ออกแบบเฉพาะ ให้ความแม่นยำในการวัด และแสดงข้อมูลแนวโน้มของสุขภาพหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังได้ในเวลาจริง (Real Time)
Vaisala MHT410 ใช้วิธีการการวัดค่าความชื้น, ไฮโดรเจน และอุณหภูมิ โดยตรงในน้ำมันที่หม้อแปลง ด้วยเซนเซอร์ที่ใช้เทคโนโลยีไม่ต้องมีแผ่นเยื่อกั้น (Non-membrane) จึงวัดค่าได้แม่นยำทั้งในขณะที่มีความดันสูงเกินหรือต่ำเกิน โพรบแต่ละตัวผ่านการทดสอบที่ความดันค่าต่าง ๆ แล้ว ด้วยความการออกแบบให้มีความทนทานและเชื่อถือได้สูง จึงไม่จำเป็นต้องมีการแจ้งเตือนความผิดพลาดการวัดอีกต่อไป
ข้อดีของเซนเซอร์วัดความชื้นและไฮโดรเจนสัมผัสโดยตรงกับน้ำมันหม้อแปลงไฟฟ้า
Vaisala MHT410 มีโพรบที่วัดค่าพารามิเตอร์สำคัญ 3 อย่างในตัวเดียว สามารถติดตั้งบนตัวหม้อแปลงไฟฟ้าได้ง่ายด้วยคนเดียว ภายในไม่กี่นาที
Vaisala MHT410 ไม่ต้องมีปั๊ม, สายยาง, แบตเตอรี่, วาล์ว, แผ่นเยื่อกั้น หรือชิ้นส่วนที่อ่อนไหวใด ๆ ที่อาจจะชำรุดเสียหายได้
มีความทนทานต่อความเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิได้กว้าง, การสั่นสะเทือน และสภาพแวดล้อมที่ทารุณ ตัวถังโลหะที่กันน้ำกันฝุ่นระดับ IP66 พร้อมซีลด์ป้องกันสภาพอากาศ อีกทั้งยังทำงานได้ในสภาพสนามแม่เหล็กไฟฟ้าความเข้มสูง (EMC Tolerance) โดยการ Isolate จุดเชื่อมต่อทางไฟฟ้าทั้งหมด และทำงานได้แม้ไฟฟ้าถูกตัดในช่วงสั้น ๆ
Vaisala ยังมีเครื่องวัดความชื้นในน้ำมันหลายรุ่น ที่เหมาะกับการใช้งานลักษณะต่าง ๆ ในอุตสาหกรรม
ทรานสมิตเตอร์วัดความชื้นและอุณหภูมิในน้ำมันที่ใช้เทคโนโลยี HUMICAP® ที่วัดค่าได้รวดเร็ว เชื่อถือได้สูง สำหรับการเฝ้าวัดแบบออนไลน์และใช้เป็นตัวควบคุมตัวแยกน้ำ (Separators) และลดความชื้นน้ำมัน (Oil Driers) ให้ทำงานเฉพาะเวลาที่ต้องการ
คุณสมบัติเด่น
เป็นทรานสมิตเตอร์วัดความชื้นและอุณหภูมิในน้ำมัน สำหรับวัดค่าต่อเนื่องแบบออนไลน์ รุ่น MMT318 มีโพรบปรับระยะได้ ใช้กับชุด Ball-valve เพื่อเสียบหรือถอดโพรบได้โดยไม่ต้องถ่ายน้ำมันก่อน และรุ่น MMT317 มีโพรบขนาดเล็กทนความดัน มีข้อต่อ Swagelok และตัวครอบบังฝนเป็นอุปกรณ์เสริม
คุณสมบัติเด่น
Vaisala MM70 เป็นเครื่องมือวัดค่าความชื้นและอุณหภูมิในน้ำมันชนิดพกพา มีความแม่นยำสูง อ่านค่าได้ต่อเนื่อง สามารถทราบค่าปริมาณน้ำในน้ำมันได้เลยโดยไม่ต้องนำตัวอย่างน้ำมันไปวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการ เครื่องมือวัดมีความเสถียรและเชื่อถือได้ในระยะยาว
คุณสมบัติเด่น
เป็นทรานสมิตเตอร์ขนาดเล็กสำหรับติดตั้งในงาน OEM ใช้เซนเซอร์ HUMICAP® วัดความชื้นและอุณหภูมิในน้ำมันแบบต่อเนื่องออนไลน์ เชื่อถือได้สูง
คุณสมบัติเด่น
คุณวิชัย : 08-1934-2570
E-mail:wichai@measuretronix.com
2425/2 ถนนลาดพร้าว ระหว่างซอย 67/2-69 แขวงสะพานสอง เขตวังทองหลาง กรุงเทพ ฯ 10310
โทรศัพท์ 0-2514-1000, 0-2514-1234 โทรสาร 0-2514-0001, 0-2514-0003
สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.
ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด
