หม้อแปลงไฟฟ้ามีบทบาทสำคัญในระบบจ่ายพลังงานไฟฟ้า โดยทำหน้าที่เพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้ตรงกับความต้องการใช้งานต่างๆ เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ของหม้อแปลงไฟฟ้า มาตรฐานไฟฟ้าแห่งชาติ (NEC) ได้กำหนดข้อกำหนดเฉพาะสำหรับการป้องกัน การตัดวงจร การต่อสายดิน การระบายอากาศ และการทำเครื่องหมายบนแผ่นป้ายชื่อ บทความนี้จะให้ภาพรวมที่ครอบคลุมเกี่ยวกับข้อกำหนดของ NEC ที่เกี่ยวข้องกับการป้องกันหม้อแปลงไฟฟ้า รวมถึงการป้องกันกระแสเกิน วิธีการตัดวงจร การต่อสายดิน การระบายอากาศ และการทำเครื่องหมายบนแผ่นป้ายชื่อ

การป้องกันกระแสเกินสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า (NEC 450.3)

ระบบป้องกันกระแสเกินขั้นต้น

ต้องมีการป้องกันกระแสเกินที่ขดลวดปฐมภูมิสำหรับหม้อแปลงที่มีแรงดันปฐมภูมิ 1,000 โวลต์หรือน้อยกว่า เว้นแต่หม้อแปลงนั้นจะเข้าข่ายข้อยกเว้นข้อใดข้อหนึ่งที่ระบุไว้ใน NEC 450.3(A) อุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินที่ขดลวดปฐมภูมิ (OCPD) ต้องมีพิกัดหรือตั้งค่าไม่เกิน 125% ของกระแสปฐมภูมิที่กำหนดของหม้อแปลง สำหรับหม้อแปลงที่มีขดลวดปฐมภูมิหลายขด แต่ละขดลวดต้องมี OCPD ของตนเอง

ระบบป้องกันกระแสเกินรอง

ต้องมีการป้องกันกระแสเกินด้านรองสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าด้านรอง 1,000 โวลต์หรือน้อยกว่า เว้นแต่หม้อแปลงไฟฟ้านั้นจะเข้าข่ายข้อยกเว้นข้อใดข้อหนึ่งที่ระบุไว้ใน NEC 450.3(B) อุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินด้านรองต้องมีพิกัดหรือตั้งค่าไม่เกิน 125% ของกระแสไฟฟ้าด้านรองที่กำหนดของหม้อแปลงไฟฟ้า ในกรณีที่กระแสไฟฟ้าด้านรองที่กำหนดน้อยกว่า 9 แอมแปร์ อุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินด้านรองสามารถมีพิกัดหรือตั้งค่าไม่เกิน 167% ของกระแสไฟฟ้าด้านรองที่กำหนดของหม้อแปลงไฟฟ้าได้

ข้อยกเว้นและกรณีพิเศษ

มาตรฐาน NEC 450.3 กำหนดข้อยกเว้นหลายประการสำหรับข้อกำหนดการป้องกันกระแสเกินทั้งด้านปฐมภูมิและทุติยภูมิ ข้อยกเว้นเหล่านี้ใช้กับโครงสร้างหม้อแปลงบางประเภท เช่น หม้อแปลงอัตโนมัติ และหม้อแปลงที่มีคุณลักษณะเฉพาะ เช่น หม้อแปลงที่มีอิมพีแดนซ์สูง หรือหม้อแปลงที่ใช้ในวงจรควบคุมมอเตอร์ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องตรวจสอบมาตรฐาน NEC 450.3(A) และ (B) อย่างละเอียดถี่ถ้วนเพื่อพิจารณาว่าหม้อแปลงนั้นตรงตามข้อยกเว้นใดบ้าง

อุปกรณ์ตัดการเชื่อมต่อหม้อแปลง (NEC 450.14)

ตำแหน่งของอุปกรณ์ตัดการเชื่อมต่อ

อุปกรณ์ตัดวงจรสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าต้องติดตั้งอยู่ในบริเวณที่มองเห็นได้จากหม้อแปลง หรืออยู่ในตำแหน่งที่ห่างออกไป หากติดตั้งในตำแหน่งที่ห่างออกไป อุปกรณ์ตัดวงจรต้องสามารถล็อกได้ตามมาตรฐาน NEC 110.25

ข้อกำหนดเกี่ยวกับการเข้าถึง

อุปกรณ์ตัดการเชื่อมต่อหม้อแปลงไฟฟ้าต้องสามารถเข้าถึงได้ง่ายและต้องไม่ตั้งอยู่สูงเกิน 6.5 ฟุต (2.0 เมตร) จากพื้นหรือแท่นทำงาน เว้นแต่จะเข้าข้อยกเว้นข้อใดข้อหนึ่งที่ระบุไว้ใน NEC 450.14(A)

การทำเครื่องหมายถาวร

อุปกรณ์ตัดวงจรหม้อแปลงไฟฟ้าจะต้องมีเครื่องหมายถาวรเพื่อระบุว่าควบคุมหม้อแปลงไฟฟ้าใด เครื่องหมายจะต้องมองเห็นได้ชัดเจนและต้องมีข้อมูลต่อไปนี้:

• รหัสประจำตัวหม้อแปลง (เช่น “หม้อแปลง T1”)
• พิกัดแรงดันและกระแสของหม้อแปลง
• ตำแหน่งของหม้อแปลง (หากไม่อยู่ในระยะที่มองเห็นจากอุปกรณ์ตัดวงจร)

การต่อสายดินหม้อแปลงไฟฟ้า (NEC 450.10)

การต่อสายดินของตู้หม้อแปลงไฟฟ้า

ตู้หม้อแปลงไฟฟ้าต้องต่อลงดินตามมาตรฐาน NEC 250.4 ซึ่งกำหนดข้อกำหนดทั่วไปสำหรับการต่อลงดินและการเชื่อมต่อ ตัวนำลงดินต้องมีขนาดตามมาตรฐาน NEC 250.66 และต้องเชื่อมต่อกับตู้หม้อแปลงไฟฟ้าโดยใช้ขั้วต่อหรือบัสลงดินที่ได้รับการรับรอง

การต่อสายดินของวงจรทุติยภูมิของหม้อแปลง

วงจรทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าต้องต่อลงดินตามมาตรฐาน NEC 250.20 และ 250.30 วิธีการต่อลงดินขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิของหม้อแปลงและประเภทของระบบไฟฟ้า (เช่น ระบบแยกส่วนหรือระบบที่ไม่แยกส่วน) โดยทั่วไป ตัวนำลงดินต้องมีขนาดตามมาตรฐาน NEC 250.66 และต้องเชื่อมต่อกับวงจรทุติยภูมิโดยใช้ขั้วต่อหรือบัสลงดินที่ได้รับการรับรอง

การระบายอากาศและการระบายความร้อนของหม้อแปลงไฟฟ้า (NEC 450.9)

ข้อกำหนดด้านการระบายอากาศสำหรับห้องเก็บหม้อแปลงไฟฟ้า

ห้องเก็บหม้อแปลงไฟฟ้าต้องมีช่องระบายอากาศเพื่อช่วยระบายความร้อนที่เกิดจากหม้อแปลง ช่องระบายอากาศต้องมีขนาดตามมาตรฐาน NEC 450.45 และต้องติดตั้งในตำแหน่งที่ช่วยให้เกิดการระบายอากาศแบบไหลเวียนภายในห้อง ในบางกรณี อาจจำเป็นต้องใช้ระบบระบายอากาศแบบกลไกเพื่อรักษาระดับอุณหภูมิที่ยอมรับได้ภายในห้อง

ข้อกำหนดด้านการระบายความร้อนสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าแบบบรรจุของเหลว

หม้อแปลงไฟฟ้าแบบบรรจุของเหลวต้องมีการระบายความร้อนที่เพียงพอเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไปและเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานเป็นไปอย่างถูกต้อง วิธีการระบายความร้อนขึ้นอยู่กับขนาดของหม้อแปลงและชนิดของของเหลวที่ใช้สำหรับฉนวนและการระบายความร้อน (เช่น น้ำมันแร่ ของเหลวซิลิโคน หรือของเหลวที่ติดไฟยาก) หม้อแปลงไฟฟ้าแบบบรรจุของเหลวอาจระบายความร้อนด้วยการพาความร้อนตามธรรมชาติ การระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับ หรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบของเหลวต่อของเหลว ระบบระบายความร้อนต้องได้รับการออกแบบตามคำแนะนำของผู้ผลิตหม้อแปลงและต้องสามารถรักษาอุณหภูมิของของเหลวให้อยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้

เครื่องหมายบนแผ่นป้ายชื่อหม้อแปลงไฟฟ้า (NEC 450.11)

ข้อมูลป้ายชื่อที่จำเป็น

แผ่นป้ายชื่อหม้อแปลงไฟฟ้าต้องมีข้อมูลต่อไปนี้:

• ชื่อผู้ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้า
• พิกัดหม้อแปลงไฟฟ้ากิโลโวลต์-แอมแปร์ (kVA)
• เวลา
• แรงดันไฟฟ้าหลักและแรงดันไฟฟ้ารอง
• ค่าความต้านทาน (ถ้า 25 kVA หรือสูงกว่า)
• ระยะห่างที่จำเป็นสำหรับการระบายอากาศ
• ปริมาณและชนิดของของเหลวฉนวน (สำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าแบบบรรจุของเหลว)
• ค่า BIL ของขดลวดแรงดันสูง (สำหรับหม้อแปลงที่มีขดลวดแรงดันสูงเกิน 1,000 โวลต์)

ความทนทานของป้ายชื่อ

แผ่นป้ายชื่อหม้อแปลงไฟฟ้าต้องทำจากวัสดุที่ทนทานและสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่ติดตั้งหม้อแปลงได้ แผ่นป้ายชื่อต้องติดแน่นกับหม้อแปลงและต้องอ่านได้ชัดเจนตลอดอายุการใช้งานของหม้อแปลง