หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นเครื่องกลไฟฟ้าที่ใช้ในการส่งถ่ายพลังงานไฟฟ้า จากขดลวดชุดหนึ่งไปยังขดลวดอีกชุดหนึ่ง โดยที่ความถี่ไม่เปลี่ยนแปลงหรือเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเชื่อมโยงระหว่างระบบไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าต่างกัน โดยจะทำหน้าที่เพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้าให้เหมาะกับการส่ง การจ่ายและการใช้พลังงานไฟฟ้า หม้อแปลงจึงเป็นเครื่องกลไฟฟ้าที่สำคัญชนิดหนึ่ง การเกิดเหตุขัดข้องหรือการชำรุดเสียหายของหม้อแปลง มักมีผลกระทบต่อการใช้ไฟฟ้า หรือ กระบวนการผลิตอย่างมาก เป็นเวลานาน ดังนั้นหม้อแปลงนอกจากจะต้องออกแบบผลิต ติดตั้งอย่างถูกต้องและมีคุณภาพแล้วการใช้งานและการดูแลรักษาก็เป็นปัจจัยสำคัญที่จะหลีกเลี่ยงการขัดข้องหรือการชำรุดเสียหายดังกล่าวได้ สำหรับบทความนี้มาทำความรู้จักเกี่ยวกับโครงสร้าง หลักการทำงาน และชนิดของหม้อแปลงไฟฟ้าชนิดต่างๆดังนี้
1. โครงสร้างของหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้ามีส่วนประกอบที่สำคัญอยู่ 3 ส่วน คือ แกนเหล็ก ขดลวดตัวนำ และฉนวน อาจจะมีส่วนประกอบย่อยอื่นๆ ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดพิกัดของหม้อแปลง เช่น หม้อแปลงที่ใช้ในระบบจำหน่ายไฟฟ้า มีถังบรรจุหม้อแปลง น้ำมันหม้อแปลง ครีบระบายความร้อน ขั้วแรงดันด้านสูง ขั้วแรงดันด้านต่ำ และอื่นๆเป็นต้น
1.1 แกนหลัก (Core) มีลักษณะเป็นแผ่นเหล็กบางๆ เคลือบด้วยฉนวนนำมาอัดซ้อนกันเป็นรูปแกนของหม้อแปลง ทำหน้าที่เป็นทางเดินของเส้นแรงแม่เหล็ก แกนเหล็กที่ดีต้องเป็นเหล็กอ่อนมีส่วนผสมของสารซิลิกอน มีความซึมซับได้ (Permeability) สูง การสูญเสียเนื่องจากฮิสเตอริซีส (Hyteresisloss) ต่ำ มีความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็กที่ใช้ในการเหนี่ยวนำสูงถึง 1.35-1.55 เวเบอร์ต่อตารางเมตร เป็นเหล็กประเภทเกรนโอเรียนเตด (Gain oriented steel) ฉนวนที่นำมาฉาบแผ่นเหล็กทั้งสองด้านมีค่าความเป็นฉนวนตามผิวสูง เพื่อป้องกันการสูญเสียที่เกิดจากกระแสไหลวน (Eddy Current) ซึ่งจะเป็นสารจำพวกวานิช (Vanish)
1.2 ขดลวด (Winding) ขดลวดที่ใช้พันหม้อแปลงมีลักษณะเป็นขดลวดทองแดง หรือขดลวดอลูมิเนียมที่หุ้มหรือเคลือบด้วยฉนวน อาจจะเป็นได้ทั้งลวดแบนที่มีพื้นที่หน้าตัดสี่เหลี่ยมผืนผ้า หรือลวดกลมก็ได้ หม้อแปลงไฟฟ้ามีขดลวด 2 ชุด คือ ขดลวดปฐมภูมิ (Primary winding) และขดลวดทุติยภูมิ (Secondary winding) โดยขดลวดปฐมภูมิจะเป็นชุดที่รับไฟเข้า ส่วนขดลวดทุติยภูมิเป็นชุดที่จ่ายไฟออกไปใช้งาน
1.3 ฉนวน (Insulation) ฉนวนมีไว้เพื่อป้องกันไม่ให้ขดลวดสัมผัสกับส่วนที่เป็นแกนเหล็ก และป้องกันไม่ให้ขดลวดแต่ละชั้นสัมผัสกันได้ (Short turn) สำหรับลวดตัวนำที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางตั้งแต่ 0.2-1.3 มิลลิเมตร หากต้องการให้ฉนวนมีคุณภาพดีและทนความร้อนได้มากจะต้องเคลือบด้วยไวนิเฟลกซ์ (Viniflex) หรือพันทับด้วยไหมแคปรอน (Caprone) เทเรไลน์ (Teleline)หรือฝ้าย และถ้าลวดตัวนำมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางตั้งแต่ 1.3-4.1 มิลลิเมตร จะพันด้วยกระดาษเคเบิล (Cable paper) หลายชั้น ส่วนตัวนำที่มีพื้นที่หน้าตัดแบบสี่เหลี่ยม จะพันทับด้วยฉนวนไฟเบอร์กลาส (Fiberglass) สำหรับฉนวนที่คั่นระหว่างชั้นของขดลวดส่วนมากจะเป็นกระดาษเคเบิลหนาประมาณ 0.2 มิลลิเมตร และจำนวนชั้นของกระดาษจะขึ้นอยู่กับพิกัดกำลังของหม้อแปลง
2. หลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า
เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับให้กับขดลวดปฐมภูมิ ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าและเส้นแรงแม่เหล็กขึ้นที่ขดปฐมภูมิ มีลักษณะของการพองตัวและยุบตัวของสนามแม่เหล็กตามการเปลี่ยนแปลงของรูปคลื่นไซน์ทั้งซีกบวกและซีกลบเป็นเช่นนี้ตลอดไป และสนามแม่เหล็กที่พองตัวและยุบตัวนี้ จะตัดกับขดลวดปฐมภูมิทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นในขดลวดปฐมภูมิซึ่งมีทิศทางตรงกันข้ามกับแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับขดลวดปฐมภูมินั้น และเรียกแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำนี้ว่า แรงดันไฟฟ้าต้านกลับ (Back e.m.f) ส่วนกระแสที่ไหลในขดลวดปฐมภูมิขณะไม่มีโหลดเรียกว่า กระแสกระตุ้น (Excited current) เนื่องจากขดลวดทุติยภูมิพันอยู่บนแกนเหล็กเดียวกันกับขดลวดปฐมภูมิ สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจากขดลวดปฐมภูมิที่มีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาจะตัดกับขดลวดทุติยภูมิ ดังนั้นจึงทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นในขดทุติยภูมิ ซึ่งหาได้จากอัตราส่วนของจำนวนรอบขดลวดทุติยภูมิกับขดลวดปฐมภูมิ และเมื่อต่อโหลดเข้ากับทางด้านทุติยภูมิจะทำให้มีกระแสไหล เพราะว่าหม้อแปลงเป็นอินดักทีฟ กระแสไฟฟ้าที่ขดทุติยภูมิจะล้าหลังแรงดันไฟฟ้าของขดทุติยภูมิ 90 องศา เมื่อแรงดันที่ขดทุติยภูมิล้าหลังกระแสที่ขดปฐมภูมิอยู่ 90 องศา กระแสที่ขดทุติยภูมิจะต่างเฟสกับกระแสที่ไหลในขดปฐมภูมิ 180 องศา
กระแสของขดทุติยภูมิจะเหนี่ยวนำทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าต้านกลับขึ้นในขดทุติยภูมิ แรงดันไฟฟ้าต้านกลับนี้จะมีทิศทางตรงกันข้ามกับแรงดันไฟฟ้าต้านกลับของขดปฐมภูมิ และทำให้แรงดันไฟฟ้าต้านกลับของขดทุติยภูมิอ่อนกำลังลง และทำให้กระแสที่ไหลในขดปฐมภูมิมากกว่ากระแสขณะไม่มีโหลด ในขณะที่กระแสขดทุติยภูมิเพิ่มขึ้นกระแสในขดปฐมภูมิก็จะเพิ่มขึ้นอย่างเป็นสัดส่วนกัน
3. ชนิดของหม้อแปลงไฟฟ้า
ชนิดของหม้อแปลงสามารถจำแนกตามประเภทต่างๆ ได้ดังนี้
3.1 จำแนกตามลักษณะของแกนเหล็ก
3.1.1 แกนแหล็กแบบคอร์ (Core Type) เป็นแกนเหล็กแผ่นบางๆ มีลักษณะเป็นรูปตัว L สองตัวประกบเข้าหากัน หรือเป็นรูปตัว U กับตัว I นำมาประกอบเข้าด้วยกัน มีวงจรแม่เหล็กเป็นแบบวงจรเดี่ยวหรือวงจรอนุกรม ซึ่งมีขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิพันอยู่บนแกนเหล็กทั้งสองด้านแยกกันอยู่คนละข้าง
3.1.2 แกนเหล็กแบบเซลล์ (Shell Type) แกนเหล็กแบบนี้มีลักษณะเป็นรูปตัว E กับ I เมื่อประกอบเข้าด้วยกันจะมีวงจรแม่เหล็ก 2 วง หรือ วงจรแม่เหล็กแบบขนาน ขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิจะพันอยู่ที่ขากลางของแกนเหล็ก
3.1.3 แกนเหล็กแบบตัว H หรือแบบกระจาย เป็นการรวมกันระหว่างแกนเหล็กแบบคอร์กับแบบเซลล์หรือรวมตัว L เข้ากับตัว EI มีวงจรแม่เหล็กล้อมรอบขดลวดหม้อแปลง ขดลวดแรงดันสูงจะพันไว้ระหว่างขดลวดแรงดันต่ำทั้งสองชุด และระหว่างขดลวดแต่ละชุดจะกั้นด้วยฉนวนไฟฟ้า การพันขดลวดหม้อแปลงแบบนี้จะทำให้เกิดเส้นแรงแม่เหล็กรั่วไหลน้อยที่สุด
3.2 จำแนกตามระบบไฟฟ้า
3.2.1 หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว (Single Phase Transformer) เป็นหม้อแปลงที่ใช้กับระบบไฟฟ้า 1 เฟส มีขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิอย่างละหนึ่งชุด
3.2.2 หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส (Three Phase Transformer) เป็นหม้อแปลงที่ใช้กับระบบไฟฟ้า 3 เฟส มีขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิอย่างละ 3 ชุด ต่อเข้าด้วยกันเป็นแบบ วาย (Wye) หรือแบบเดลตา(Delta)
3.3 จำแนกตามพิกัดของแรงดันไฟฟ้าเข้าและออก
3.3.1 หม้อแปลงไฟฟ้าเพิ่ม ( Step up Transformer) เป็นหม้อแปลงที่จ่ายแรงดันไฟฟ้าออกมากกว่าแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเข้าหม้อแปลง เช่น หม้อแปลงที่ใช้ในระบบส่งไฟฟ้าของการไฟฟ้าฝ่ายผลิต โดยใช้ปรับระดับแรงดันของเครื่องกำเนิดในโรงไฟฟ้า ซึ่งปกติจะจ่ายแรงดันไฟฟ้าประมาณ 20 กิโลโวลต์ ให้สูงขึ้นเป็น 69,115,230 และ500กิโลโวลต์ ส่งไปตามสายส่งไฟฟ้าแรงสูง หรืออาจจะมีหม้อแปลงมากกว่า หนึ่งตัวใช้ยกระดับแรงดันไฟฟ้าให้สูงขึ้นเป็นช่วงๆก็ได้ นอกจากนี้หม้อแปลงไฟฟ้าเพิ่มยังใช้กับหลอดนีออนที่ทำเป็นรูปอักษรหรือตกแต่งเป็นรูปต่างๆ
3.3.2 หม้อแปลงไฟฟ้าลด (Step down Transformer) หม้อแปลงชนิดนี้จะจ่ายแรงดันด้านออกน้อยกว่าแรงดันด้านเข้า เช่น หม้อแปลงขนาดเล็กที่มีจำหน่ายตามท้องตลาดร้านขายอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ หม้อแปลงที่ใช้ในระบบจำหน่ายของการไฟฟ้าภูมิภาคและการไฟฟ้านครหลวง ซึ่งหม้อแปลงของการไฟฟ้าภูมิภาคมีแรงดันไฟฟ้าด้านสูง 11,22 และ 33 กิโลโวลต์ และแรงดันไฟฟ้าด้านต่ำในระบบ 3 เฟส 400/230 โวลต์ และระบบ 1 เฟส 460/230 โวลต์ ส่วนหม้อแปลงของการไฟฟ้านครหลวงใช้กับแรงดันไฟฟ้าด้านสูง 12,24 กิโลโวลต์ และแรงดันไฟฟ้าด้านต่ำในระบบ 3 เฟส 416/240 โวลต์ และระบบ 1 เฟส 480/240 โวลต์
3.3.3 หม้อแปลงไอโซเลติ้ง (Isolating Transformer) หม้อแปลงชนิดนี้จะจ่ายแรงดันไฟฟ้าด้านออกเท่ากับแรงดันไฟฟ้าด้านเข้า เช่น หม้อแปลงที่ใช้กับโต๊ะทดลองของห้องปฏิบัติการทางไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิแยกออกจากกัน เมื่อเกิดข้อบกพร่องในการทดลองหรือเกิดการลัดวงจร จะเกิดความรุนแรงน้อยกว่าเมื่อไม่มีหม้อแปลง สาเหตุมาจากการยุบตัวของเส้นแรงแม่เหล็กทำให้ไม่เกิดการอาร์กที่รุนแรง นับเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการป้องกันระบบไฟฟ้าชนิดหนึ่ง และยังใช้กับเครื่องจักรที่นำเข้าจากต่างประเทศ ซึ่งใช้กับแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์ โดยการแปลงไฟจาก 380 โวลต์ 3 เฟส 3 สาย ให้เป็น 380/220 โวลต์ 3 เฟส 4 สาย
3.4 จำแนกตามพิกัดขนาดของหม้อแปลงไฟฟ้า
3.4.1 หม้อแปลงขนาดเล็ก มีพิกัด 1000 โวลต์ –แอมป์ลงมา เป็นหม้อแปลงที่นำมาใช้กับภาคจ่ายไฟของเครื่องใช้ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ นอกจากนี้ยังรวมถึงหม้อแปลงขนาดเล็กที่ใช้ในการเชื่อมโยงสัญญาณของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ด้วย
3.4.2 หม้อแปลงขนาดกลาง มีพิกัด 1-1000 กิโลโวลต์-แอมป์ ส่วนใหญ่จะใช้กับระบบจำหน่ายของการไฟฟ้าภูมิภาคและการไฟฟ้านครหลวง ใช้กับโรงงาน โรงพยาบาล สำนักงาน อาคารสูงและที่พักอาศัย
3.4.3 หม้อแปลงกำลัง มีขนาดตั้งแต่ 1000 โวลต์-แอมป์ขึ้นไป เป็นหม้อแปลงที่มีใช้งานกับระบบส่งของการไฟฟ้าฝ่ายผลิต ใช้กับสถานีไฟฟ้าแรงสูง การผลิตและการส่งจ่ายไฟฟ้า
3.5 จำแนกตามการใช้งานของเครื่องมือวัด
เป็นหม้อแปลงที่ใช้สำหรับเครื่องมือวัดทางไฟฟ้า เช่น เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้า หรือ กิโลวัตต์-ฮาวมิเตอร์ เพื่อวัดปริมาณการใช้ไฟฟ้าแต่ละเดือน ซึ่งการวัดโดยตรงของแรงดันหรือกระแสสูงๆ ทำให้ต้องใช้เครื่องวัดขนาดใหญ่ซึ่งมีราคาแพง หม้อแปลงเครื่องมือวัดจะมีขนาดเล็กและราคาไม่แพง ถูกออกแบบให้มีขนาดที่เหมาะสมสำหรับเครื่องมือวัด มีความปลอดภัยและเที่ยงตรงสูง มี 2 ชนิดด้วยกัน
3.5.1 หม้อแปลงแรงดัน (Potential Transformer ) เป็นหม้อแปลงแรงดันขนาดเล็กใช้แปลงแรงดันไฟฟ้าสูงๆ เป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำๆใช้กับโวลต์มิเตอร์ วัตต์มิเตอร์ และกิโลวัตต์ฮาวมิเตอร์ พิกัดกำลังเอาต์พุตจะบอกเป็นโวลต์-แอมป์(VA) ส่วนพิกัดแรงดันจะบอกแรงดันไฟฟ้าของขดปฐมภูมิและขดทุติยภูมิ เช่น 1500/100 โวลต์ , 4800/120 โวลต์ , 22000/220 โวลต์ เป็นต้น
3.5.2 หม้อแปลงกระแส (Current Transformer ) เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้งานสำหรับลดกระแสสูงๆ ที่ไหลในสายไฟฟ้าให้มีค่าลดต่ำลง เพื่อนำไปต่อเข้ากับแอมมิเตอร์ วัตต์มิเตอร์ และ กิโลวัตต์-ฮาวมิเตอร์เช่นเดียวกัน ขนาดกำลังเอาต์พุตจะบอกเป็นโวลต์-แอมป์ (VA) พิกัดกระแสบอกเป็นอัตราส่วน เช่น 100/5 , 200/5, 300/5 เป็นต้น
3.6 จำแนกตามลักษณะของการพันขดลวด
3.6.1 หม้อแปลงแบบแยกขดลวด ซึ่งขดลวดปฐมภูมิและขดทุติยภูมิที่พันอยู่บนแกนเหล็กทั้งสองชุดแยกออกจากกัน โดยไม่มีส่วนหนึ่งส่วนใดของขดลวดต่อถึงกัน เป็นหม้อแปลงที่มีใช้งานโดยทั่วไป
3.6.2 หม้อแปลงแบบใช้ขดลวดชุดเดียวร่วมกัน หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า หม้อแปลงออโต (Auto Transformer) หม้อแปลงแบบนี้มีขดลวดเป็นชุดเดียวที่ทำหน้าที่เป็นทั้งขดปฐมภูมิ และขดทุติยภูมิ จึงทำให้ประหยัดลวดทองแดง และมีราคาถูกกว่าหม้อแปลงไฟฟ้าแบบขดลวด 2 ชุด อัตราส่วนของหม้อแปลงแบบออโตจะต่ำ ซึ่งส่วนมากแล้วจะไม่เกินกว่า 4 : 1 สามารถแปลงแรงดันได้ทั้งลดลงและเพิ่มขึ้น ส่วนมากจะนำไปใช้เพื่อชดเชยแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมของสายเคเบิลที่จ่ายไปยังโหลด ใช้เป็นอุปกรณ์สตาร์ตของมอเตอร์เหนี่ยวนำ ใช้กับหม้อแปลงของเตาหลอมโลหะ(Furnace Transformer) และใช้เป็นหม้อแปลงกำลังในสถานีไฟฟ้าแรงสูงของการไฟฟ้าฝ่ายผลิต
3.7 จำแนกตามลักษณะการปรับแรงดันไฟฟ้า
3.7.1 หม้อแปลงแบบมีแทปแยก ซึ่งลักษณะของแทปแยกจะอยู่ทางด้านขดทุติยภูมิ มีให้เลือกใช้งานตามความต้องการ เช่น 6,12,24,48 โวลต์ หรืออาจจะเป็นแบบมีแทปศูนย์อยู่ตรงกลาง เช่น 36-0-36โวลต์ และ 48-0-48 โวลต์ เป็นต้น ส่วนมากจะนำไปใช้งานกับอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็ก เครื่องขยายเสียง
3.7.2 หม้อแปลงแบบปรับค่าแรงดันไฟฟ้าต่อเนื่อง ซึ่งเป็นหม้อแปลงไฟฟ้าแบบออโต ชนิดหนึ่ง เรียกว่า แวรีแอก หรือ สไลด์ เรกกูเลเตอร์ (Slide regulator) ขดลวดจะพันอยู่รอบๆ แกนทอรอยด์ (Toroid) ที่ด้านบนของขดลวดจะถูกกดให้แบนเพื่อให้แปรงถ่านสัมผัสกับขดลวดได้ดี
3.8 จำแนกตามการผลิตของโรงงาน
3.8.1 หม้อแปลงชนิดจุ่มน้ำมันแบบมีถังพัก (Conservator Type) เป็นหม้อแปลงแบบถังเปิด (Open Type) คือมีช่องทางให้อากาศถ่ายเทเข้าและออกจากตัวถังได้ตามกระแสเพิ่ม-ลด ของปริมาตรน้ำมันจากความร้อนของการใช้งาน ทั้งนี้เพื่อไม่ให้เกิดความดันสูงในตัวถัง โดยหม้อแปลงจะมีช่องในการระบายอากาศ หม้อแปลงระบบถังเปิดได้รับการปรับปรุงพัฒนาเรื่อยมาจนกระทั่งกลายมาเป็นแบบที่มีถังน้ำมันสำรองขนาดเล็กอยู่บนตัวถังหลัก และติดตั้งสารดูดความชื้นเพื่อป้องกันไม่ให้ความชื้นจากภายนอกเข้ามาทำปฏิกิริยากับน้ำมันหม้อแปลงที่จะเป็นอันตรายต่อหม้อแปลงได้
จากรูปที่ 14 น้ำมันจะเติมเต็มในถังหม้อแปลงหลักและล้นมาถึงถังสำรอง โดยระดับน้ำมันจะอยู่ประมาณไม่เกินครึ่งหนึ่งของถังสำรองและเมื่อหม้อแปลงจ่ายกระแสเพื่อใช้งาน ขดลวดจะร้อนทำให้น้ำมันร้อนและขยายปริมาตรเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ โดยน้ำมันจะเพิ่มปริมาตรสูงสุดได้ประมาณ 7 % ของน้ำมันทั้งหมดที่อยู่ในหม้อแปลง เมื่อระดับน้ำมันเพิ่มขึ้นอากาศเหนือระดับน้ำมันที่อยู่ในถังสำรองจะถูกดันออกสู่บรรยากาศภายนอกและเมื่อหม้อแปลงเย็นตัวลง น้ำมันจะลดปริมาตรลงทำให้ระดับของน้ำมันลดลงด้วย อากาศภายนอกจึงถูกดูดเข้ามาในถังสำรองเพื่อปรับสมดุลย์ของความดัน การที่หม้อแปลงมี อุณหภูมิลดลงอาจเกิดจากการลดการจ่ายกระแสโหลด หรือการที่อุณหภูมิแวดล้อมลดลง หรือที่สำคัญคือ การที่หม้อแปลงได้รับความเย็นจากน้ำฝนนั่นเอง ขณะที่อากาศถูกดูดเข้าไปจะเอาความชื้น หรือน้ำเข้าไปด้วย จึงต้องมีการติดตั้งชุดหม้อกรองอากาศใส่สารดูดความชื้น (Silicagel) เพื่อดูดซับความชื้นจากภายนอกไม่ให้เข้าไปทำปฏิกิริยากับน้ำมันหม้อแปลงได้ระดับหนึ่ง
3.8.2 หม้อแปลงชนิดจุ่มน้ำมันแบบปิดผนึก (Hermetically Sealed Fully Oil Filled) หม้อแปลงชนิดนี้จะป้องกันความชื้นและออกซิเจนได้ 100 % ไม่มีถังพักน้ำมันสำรอง น้ำมันของหม้อแปลงจะเติมเต็มถังปิดผนึกอย่างดีไม่ให้อากาศจากภายนอกเข้าได้ น้ำมันจะช่วยในการระบายความร้อนให้กับ Bushing และประเก็นบริเวณฝาถังได้ เมื่อหม้อแปลงจ่ายกระแสให้กับโหลดความร้อนในหม้อแปลงจะเพิ่มขึ้น ปริมาตรของน้ำมันจะเพิ่มขึ้นตาม ครีบระบายความร้อนแบบลูกฟูก (Corrugated) จะเกิดการพองตัวทำให้รักษาระดับของความดันในตัวถังมีค่าเท่าเดิม และเมื่อน้ำมันลดปริมาตรลงครีบลูกฟูกก็จะหุบตัวลง เรียกตัวถังแบบนี้ว่า ตัวถังแบบยืดหยุ่น (Elastic Tank) ดังนั้นการเพิ่มขึ้นและลดลงของปริมาตรภายในหม้อแปลงจึงไม่ต้องกังวลเรื่องความดันสูงที่จะเกิดกับตัวถังของหม้อแปลง
3.8.3 หม้อแปลงชนิดจุ่มน้ำมันแบบปิดผนึกและบรรจุก๊าซไนโตเจน (N2 Gas Sealed) หม้อแปลงชนิดจุ่มน้ำมันแบบปิดผนึกและบรรจุก๊าซไนโตเจน ตัวถังของหม้อแปลงจะออกแบบทำให้มีความสูงเพิ่มขึ้นและจะต้องเติมน้ำมันให้ท่วมชุดขดลวดและแทป แต่เติมไม่เต็มถัง โดยปล่อยให้มีช่องว่างใต้ฝาถัง ซึ่งมีปริมาตรเพียงพอต่อการขยายตัวของน้ำมัน และที่ช่องว่างจะเติมด้วยก๊าซเฉื่อยที่ไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับน้ำมัน ส่วนใหญ่จะใช้ก๊าซไนโตเจน ในขณะที่น้ำมันหม้อแปลงมีปริมาตรเพิ่มขึ้นและถึงแม้ว่าภายในถังมีช่องว่างอากาศไว้รองรับการขยายตัว แต่น้ำมันที่เพิ่มขึ้นจะไปอัดให้ปริมาตรของอากาศลดลง ทำให้เกิดความดันภายในตัวถังหม้อแปลง
ข้อดีของตัวถังหม้อแปลงชนิดนี้ คือ สามารถผลิตได้ง่าย เนื่องจากเป็นตัวถังแบบคงตัว (Fix Tank) ไม่ต้องการขยายตัวเหมือนแบบลูกฟูก และมีข้อเสีย คือ ตัวถังต้องรับความดันสูงกว่าหม้อแปลงชนิดอื่นๆ และอายุของประเก็นสั้น เนื่องจากไม่มีน้ำมันมาหล่อเย็นให้กับประเก็นบริเวณฝาถังและที่บูชชิ่ง (Bushings) หม้อแปลงชนิดนี้ที่ฝาถังด้านบนมักนิยมติดอุปกรณ์วัดความดัน (Pressure Gauge) เพื่อให้ผู้ใช้งานมองเห็นค่าความดันจริง และเพื่อตรวจสอบสถานะของก๊าซไนโตเจนว่ายังคงมีอยู่หรือถูกดันให้รั่วออกไปแล้ว
3.8.4 หม้อแปลงชนิดแห้งแบบหล่อเรซิน (Dry Type Cast Resin) เป็นหม้อแปลงที่มีความปลอดภัยมากที่สุด เหมาะสำหรับติดตั้งภายในอาคาร เนื่องจากสารเรซิน (Resin) และส่วนผสมที่ใช้หล่อหุ้มขดลวดหม้อแปลงมีคุณสมบัติคงทนต่อไฟไหม้ได้ดี หม้อแปลงชนิดนี้ขดลวดแรงดันสูงจะห่อหุ้มด้วยฉนวน Class F ซึ่งเป็นไฟเบอร์กลาสเทหล่อด้วยเรซิน มีสัมประสิทธิ์การขยายตัวของวัสดุทุกส่วนใกล้เคียงกันมากที่สุด จะไม่มีโอกาสแตกร้าวอันเกิดจากการใช้งานที่อุณหภูมิสูงๆ ส่วนไฟเบอร์กลาสที่หล่ออยู่ในเรซินมีคุณสมบัติทำให้ขดลวดคงทนต่อความเค้นเชิงกลได้ดี สำหรับขดลวดแรงดันต่ำของหม้อแปลงจะมีลักษณะเป็นทองแดงแผ่นบางหุ้มด้วยฉนวน Prepreg ขดลวดทองแดงแผ่นบางมีคุณสมบัติทนต่อกระแสกระชากและกระแสลัดวงจร เนื่องจากสามารถกระจายกระแสสลับที่วิ่งตามผิวได้ดีกว่า และสามารถรักษาสมดุลย์ของแรงที่เกิดจากขดลวดแรงดันสูง ทำให้แรงในแนวแกนจะถูกหักล้างให้เป็นศูนย์ตลอดเวลาแม้ในสภาวะลัดวงจร
ฉนวน Prepreg ที่ห่อหุ้มแผ่นทองแดงเป็นวัสดุที่คงทนและมีความยืดหยุ่นสูงสามารถรองรับการขยายตัวของขดลวดทองแดงจากการจ่ายกระแสสูงๆ และยังป้องกันความชื้นในอากาศได้ 100 % ขดลวดแรงดันต่ำจะถูกเคลือบผิวด้วยแผ่นเรซินในขั้นตอนสุดท้ายก่อนการอบความร้อน ทำให้ขดลวดคงทนต่อแรงในแนวรัศมี อันเกิดจากกระแสลัดวงจร ทำให้หม้อแปลงที่ผลิตมีคุณภาพสูง
3.8.5 หม้อแปลงชนิดแห้งแรงดันต่ำ ( Low Volt Dry Type ) เป็นหม้อแปลงขนาดไม่ใหญ่มากนัก ใช้สำหรับแปลงแรงดันไฟฟ้าให้กับเครื่องจักรเป็นการเฉพาะ เช่น แปลงไฟจาก 380 โวลต์ เป็น 220 โวลต์ หรือแปลงไฟ 380 โวลต์ 3 เฟส 3 สาย ให้เป็น 380 โวลต์ 3 เฟส 4 สาย นิยมติดตั้งในบริเวณพื้นที่ทำงานของเครื่องจักร เพราะเป็นการประหยัดและมีความปลอดภัย
จะเห็นว่าโครงสร้าง หลักการทำงาน และชนิดของหม้อแปลงไฟฟ้า นับเป็นข้อมูลเบื้องต้นที่จะต้องรู้และทำความเข้าใจอย่างลึกซึ้ง ทั้งนี้เพื่อประโยชน์ต่อการนำไปใช้งาน การเลือกใช้หม้อแปลงได้อย่างถูกต้องมีความเหมาะสมกับสถานที่นั้นๆ และคำนึงถึงการบำรุงรักษาของหม้อแปลงแต่ละชนิดอย่างถูกวิธี เพื่อให้เกิดความปลอดภัย และสามารถใช้งานหม้อแปลงได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ คุ้มค่าต่อการลงทุนในการดำเนินกิจการต่างๆ ตลอดจนการช่วยกันอนุรักษ์พลังงาน และรักษาสิ่งแวดล้อมที่มีผลกระทบมาจากการใช้งานของหม้อแปลงไฟฟ้า
