กรณีศึกษาการลดผลกระทบจาก...

12
บทความวิจัย วารสารวิชาการเทคโนโลยีอุตสาหกรรม ปี ที 12 ฉบับที 1 มกราคม – เมษายน 2559 The Journal of Industrial Technology, Vol. 12, No. 1 January – April 2016 53 กรณีศึกษาการลดผลกระทบจากฟ้ าผ่าในระบบจําหน่าย โดยการปรับปรุงสายตัวนําลงดิน อานนท์ ส่งแสง 1 นัฐโชติ รักไทยเจริญชีพ 1* และ อรรถ พยอมหอม 2 บทคัดย่อ บทความนี นําเสนอการศึกษาการลดผลกระทบจากฟ้าผ่าโดยการปรับปรุงสายตัวนําลงดินในระบบ จําหน่าย พร้อมนําเสนอลักษณะการเกิดฟ้ าผ่าทีสร้างการรบกวนต่อคุณภาพไฟฟ้าด้วยการเกิดแรงดันวาบไฟ ตามผิวอิมพัลส์วิกฤตของพวงลูกถ้วยซึ งก่อให้เกิดแรงดันเกินเหนียวนําขึ นในระบบจําหน่าย พร้อมนําเสนอแนว ทางการปรับปรุงสายตัวนําลงดินด้วยเทคนิคการติดตั งสายตัวนําลงดินเพิ มนอกเสาส่งคอนกรีตโดยทําการ เชือมต่อสายล่อฟ้ า (Overhead Ground Wire) ไปยังแท่งหลักดินเพือลดอัตราการวาบไฟตามผิวย้อนกลับ และทดลองผลการปรับปรุงด้วยโปรแกรมจําลอง ATP-EMTP ในระบบจําหน่ายไฟฟ้าแรงดัน 69 กิโลโวลต์ ของการไฟฟ้านครหลวง จากการศึกษาพบว่าการปรับปรุงดังกล่าวสามารถลดแรงดันหัวเสาและสามารถลด อัตราการวาบไฟตามผิวย้อนกลับของลูกถ้วยลงได้ คําสําคัญ : การเกิดฟ้าผ่า, วาบไฟตามผิวอิมพัลส์, ปรับปรุงสายตัวนําลงดิน, ความต้านทานดิน 1 สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า, คณะวิศวกรรมศาสตร์, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร 2 ฝ่ายวางแผนระบบไฟฟ้า, การไฟฟ้านครหลวง * ผู้ติดต่อ, อีเมล์: [email protected] รับเมื13 ตุลาคม 2558 ตอบรับเมื28 มีนาคม 2559

Transcript of กรณีศึกษาการลดผลกระทบจาก...

Page 1: กรณีศึกษาการลดผลกระทบจาก ...j.cit.kmutnb.ac.th/wp-content/uploads/2016/05/2-25591201...115 ก โลโวลต และ 69 ก โลโวลต

บทความวจย วารสารวชาการเทคโนโลยอตสาหกรรม ปท 12 ฉบบท 1 มกราคม – เมษายน 2559

The Journal of Industrial Technology, Vol. 12, No. 1 January – April 2016

53

กรณศกษาการลดผลกระทบจากฟาผาในระบบจาหนาย

โดยการปรบปรงสายตวนาลงดน

อานนท สงแสง1 นฐโชต รกไทยเจรญชพ1* และ อรรถ พยอมหอม2

บทคดยอ

บทความน นาเสนอการศกษาการลดผลกระทบจากฟาผาโดยการปรบปรงสายตวนาลงดนในระบบ

จาหนาย พรอมนาเสนอลกษณะการเกดฟาผาทสรางการรบกวนตอคณภาพไฟฟาดวยการเกดแรงดนวาบไฟ

ตามผวอมพลสวกฤตของพวงลกถวยซ งกอใหเกดแรงดนเกนเหนยวนาขนในระบบจาหนาย พรอมนาเสนอแนว

ทางการปรบปรงสายตวนาลงดนดวยเทคนคการตดต งสายตวนาลงดนเพมนอกเสาสงคอนกรตโดยทาการ

เ ช อมตอสายลอฟา ( Overhead Ground Wire) ไป ยงแท งหลกดนเ พอลด อตราการวาบไฟตามผวยอนกลบ

และทดลองผลการปรบปรงดวยโปรแกรมจาลอง ATP-EMTP ในระบบจาหนายไฟฟาแรงดน 69 กโลโวลต

ของการไฟฟานครหลวง จากการศกษาพบวาการปรบปรงดงกลาวสามารถลดแรงดนหวเสาและสามารถลด

อตราการวาบไฟตามผวยอนกลบของลกถวยลงได

คาสาคญ : การเกดฟาผา, วาบไฟตามผวอมพลส, ปรบปรงสายตวนาลงดน, ความตานทานดน

1 สาขาวชาวศวกรรมไฟฟา, คณะวศวกรรมศาสตร, มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลพระนคร 2 ฝายวางแผนระบบไฟฟา, การไฟฟานครหลวง * ผตดตอ, อเมล: [email protected] รบเมอ 13 ตลาคม 2558 ตอบรบเมอ 28 มนาคม 2559

Page 2: กรณีศึกษาการลดผลกระทบจาก ...j.cit.kmutnb.ac.th/wp-content/uploads/2016/05/2-25591201...115 ก โลโวลต และ 69 ก โลโวลต

บทความวจย วารสารวชาการเทคโนโลยอตสาหกรรม ปท 12 ฉบบท 1 มกราคม – เมษายน 2559

The Journal of Industrial Technology, Vol. 12, No. 1 January – April 2016

54

Case Studies Reducing The Impact of Lightning

On Distribution System by Down Conductor Improvement

Arnon Songsang1 Nattachote Rugthaichareoncheep1* and Att Phayomhom2

Abstract

This paper presents the study on reducing the lightning impact in distribution systems by down

conductor improvement and the interference of lightning on power quality by impulse surface flashover on

suspension insulators. This causes the induced voltages in distribution systems. The paper also presents a technique

of attachment on external down conductor connecting between overhead ground wires and ground rods to reduce

the back flashovers. The study has been done by ATP-EMTP simulation in 69 kV system of Metropolitan

Electricity Authority (MEA).The results show that the external down conductor can reduce the pole top voltages

and back flashover in distribution systems.

Keywords : lightning, back flashover, down conductor improvement, ground resistance

1 Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering Rajamangala University of Technology Phra Nakhon, Bangkok. 2 Metropolitan Electricity Authority Pleonchit Road, Lumpini, Patumwan, Bangkok. * Corresponding author, E-mail: [email protected] Received 13 October 2015, Accepted 28 March 2016

Page 3: กรณีศึกษาการลดผลกระทบจาก ...j.cit.kmutnb.ac.th/wp-content/uploads/2016/05/2-25591201...115 ก โลโวลต และ 69 ก โลโวลต

บทความวจย วารสารวชาการเทคโนโลยอตสาหกรรม ปท 12 ฉบบท 1 มกราคม – เมษายน 2559

The Journal of Industrial Technology, Vol. 12, No. 1 January – April 2016

55

1. บทนา

ฟาผา (Lightning) คอปรากฏการณธรรมชาตท เกด

จากการเรมกอตวของเมฆฟาผา (Cumulonimbus Cloud)

มท งประจบวกและประจลบทอยในกอนเมฆ จนเกด

การสะสมประจมากขนเร อยๆสงผลใหเกดศกยไฟฟา

หากการสะสมประจมากจนถงจดสงสด จะทาใหเกด

การถายเทประจไฟฟาปรมาณมหาศาลระหวางกอนเมฆ

กบพนดน ท เรยกวา ฟาผา อนกอใหเกดผลกระทบ

ซ งสามารถจาแนกออกได 2 รปแบบ คอ ผลกระทบ

ทางตรง (Direct Lightning) และผลกระทบทางออม

(Indirect Lighting) ซ งผลกระทบจากฟาผาทางตรง

คอค วามเสยหายท เ กด จากกระแสฟาผาท ผาลงมา

โดยตรงทวตถ กอใหเกดแรงระเบด แรงกล ความรอน

สวนผลกระทบทางออมจากฟาผา ไดแกไฟกระโชก

(Surge) เกดคลนแมเหลกไฟฟากระจายออกไปรบกวน

ระบบสอสาร และสญญาณรบกวนทางไฟฟา สงผล

กระทบตอเสถยรภาพการจายไฟฟาของระบบจาหนาย

ซ งเ ปนสาเหตหน งททาใหเกดไฟฟาดบ และสงผล

กระทบตอผใชไฟฟาตามทแสดงในรปท 1 [1]

รปท 1 ลกษณะการเกดฟาผา

การไฟฟานครหลวง มระบบสงกาลงไฟฟายอย

และระบบสายสงจาหนาย ซ งมลกษณะการเดนสายสง

ไฟฟา เปนประเภทสายอากาศเหนอดน (Overhead)

และระบบสายใตดน (Underground) โดยแยกเปนระบบ

สายสงกาลงไฟฟายอย มระดบแรงดน 230 กโลโวลต

115 กโลโวลต และ 69 กโลโวลต ผานสถานไฟฟายอย

แ ล ะ ล ด ร ะ ด บ แ ร ง ด น ใ น ร ะบ บ ส าย ส ง จ า ห น า ย

ใหมระดบแรงดน 12 กโลโวลต และ 24 กโลโวลต

กอนผานหมอแปลงจ าหนาย เพอแปลงแรงดนไฟฟา

ใหกบกลมผใชไฟฟา ตามทแสดงในรปท 2 [2]

รปท 2 ระบบจาหนายของการไฟฟานครหลวง

หากพจารณาทระบบสายสงกาลงไฟฟายอย รอยละ

90 จะเดนสายประเภทสายอากาศเหนอดน (Overhead)

การไฟฟานครหลวงจะทาการตดต งสายสงกาลงไฟฟา

ยอย 69 กโลโวลต ไวบนเสาคอนกรตตนเดยวกนกบสาย

สงในระบบจาหนาย 24 กโลโวลต และสวนปลายเสาจะ

ตดต งสายลอฟา (Overhead Ground Wire) ซ งเชอมตอ

Page 4: กรณีศึกษาการลดผลกระทบจาก ...j.cit.kmutnb.ac.th/wp-content/uploads/2016/05/2-25591201...115 ก โลโวลต และ 69 ก โลโวลต

บทความวจย วารสารวชาการเทคโนโลยอตสาหกรรม ปท 12 ฉบบท 1 มกราคม – เมษายน 2559

The Journal of Industrial Technology, Vol. 12, No. 1 January – April 2016

56

สายขงอากาศผานสายตวนาภายในเสาคอนกรตไปยง

แทงหลกดนทโคนเสาเพอปองกนไมใหฟาผาโดยตรง

ไปยงสายไฟ และลดผลกระทบจากฟาผาโดยทาหนาท

นากระแสฟาผาลงสดน ใหกบสายสงกาลงไฟฟายอย

69 กโลโวลต และระบบจาหนาย 24 กโลโวลต แสดงใน

รปท 3 [3]

รปท 3 เสาไฟฟาในระบบจาหนายของ กฟน.

โดยกอนหนาน ชวงศ วฒนศกด ภบาล [4] เคยนาเสนอ

การวจย การลดปญหากระแสไฟฟาขดของเน องจาก

ฟาผาสายสง 115 กโลโวลต ของการไฟฟาสวนภมภาค

โดยการตอลงดนนอกเสา ซ งทาการเช อมตอสายตวนา

ระหวางสายตวนาลอฟากบจดตอลงดนนอกเสา เพอลดคา

ความตานทานของรากสายดนและคาเสรจอมพแดนซ

ของเสา ซงจะสงผลใหแรงดนเกนฟาผาทตกครอมลกถวย

การเกดวาบไฟตามผวยอนกลบลดลง และยงสามารถลด

ความรนแรงของเสรจทเดนทางเขาสสถานจาหนายไฟฟา

2. การเกดฟาผาในระบบจาหนาย

การเกดแรงดนเกนเนองจากฟาผาในระบบจาหนาย

จะสงผลใหเกดแรงดนไฟฟาเกนในระบบ อนทาให

เกดการเจาะทะลบนลกถวย จนเกดลดวงจรลงดน และ

เกดความผดพรองขนในระบบจาหนาย สงผลกระทบตอ

เสถยรภาพ และค วามเ ช อถอไดข องระบบ สงจาย

กาลงไฟฟา ซ งสามารถแบงลกษณะการเกดฟาผาใน

ระบบจาหนาย ไดเปน 3 กรณ (IEEE Standard 1410,

2004) ข นอยก บ ต าแ หน งข องกา รเ กด ฟา ผา ด ง น

1) ฟาผาโดยตรงทสายลอฟา 2) ฟาผาโดยตรงลงสายเฟส

และ 3) ฟาผาในบรเวณใกลเคยงสายสง ดงแสดงใน

รปท 4 [5]

รปท 4 ลกษณะการเกดฟาผาในระบบจาหนาย

บทความวจยน จะมงเนนการนาเสนอ การเกดฟาผา

ลงสายลอฟาโด ยตรง ท ระบ บสงกาลงไฟฟายอย

69 กโลโวลต ซ งจะทาใหเกดแรงดนไฟฟาเหนยวนา

ในสายเฟส เมอเกดฟาผาจะมคลนจากหวเสา วงผานสาย

69kV

1

2

3

Overhead Ground Wire

Page 5: กรณีศึกษาการลดผลกระทบจาก ...j.cit.kmutnb.ac.th/wp-content/uploads/2016/05/2-25591201...115 ก โลโวลต และ 69 ก โลโวลต

บทความวจย วารสารวชาการเทคโนโลยอตสาหกรรม ปท 12 ฉบบท 1 มกราคม – เมษายน 2559

The Journal of Industrial Technology, Vol. 12, No. 1 January – April 2016

57

ตวนาภายในเ สาคอนกรตลงสพนด นตวนาในเสา

คอนกรตจะมคาความตานทานอมพแดนซอยคาหน ง

ท เ รยกวา เ สรจอมพแดนซ (Surge Impedance) และ

ในกรณทเสรจอมพแดนซมคานอยกวาคาอมพแดนซท

แทงกราวดจะทาใหเกดคลนสะทอนกลบเปนบวก

ในกรณทคาเสรจอมพแดนซ มคามากกวาคาอมพแดนซ

ทแทงกราวดกจะทาใหเกดคลนสะทอนกลบเปนลบ

หากมการรวมก นข องค ลน ททาใหโค รงสรางเ สา

ค อนกรต มแ รงด นสง เ กด กว าค าการวาบ ไฟต า ม

ผวอมพลสวกฤตของพวงลกถวย (Critical Impulse

Flashover Voltage: CFO) กจะทาใหเกดการวาบไฟตาม

ผวฉนวนลกถวยยอนกลบเขาสระบบ (Back Flashover

:BFO) [6] ซงการเกดวาบไฟตามผวฉนวนยอนกลบน น

เ ป น ด ช น ท สา คญ ในก ารป ระเ มน ป ระ สท ธ ภา พ

การปองกนฟาผาในระบบสายสง ดงแสดงในรปท 5

รปท 5 การเกดวาบไฟตามผวฉนวนลกถวยยอนกลบ

ซงกรณการเกดฟาผาโดยตรง ลงสายเฟส จะทาให

ฉนวนในระบบเกดความเสยหายและเกดแรงดนเกน

ท รนแรงทสด จาก 3 กรณทไดกลาวมา แตการเกด

แรงดนไฟฟาเกนในระบบจะพบบอยจากกรณท เกด

ฟาผาในบรเวณใกลเคยงสายสง

2.1 คาเสรจอมพแดนซของเสา

เสรจอมพแดนซของเสาคอนกรตในระบบสงจาย

เปนอมพแดนซของระบบดนของเสา จะขนอยกบขนาด

และความสงในระบบเสาสง ตามลกษณะมาตรฐานของ

การใชงาน และตามระดบของแรงดนไฟฟาในระบบ

ดงนนอมพแดนซของเสาขนอยกบความสงของเสาและ

ขนาดของสายตวนาลงดน แสดงในสมการท 1 [7]

H rZ = 60ln + 90 - 60T r H

(1)

(1)

เมอ ZT คอ เสรจอมพแดนซของเสา (โอหม)

H คอ ความสงของเสาคอนกรต (เมตร)

r คอ รศมของสายตวนาลงดน (เมตร)

2.2 การวาบไฟผวอมพลสวกฤตของลกถวย

ลกถวยท ใชในระบบสายสง 69 กโลโวลต ของ

การไฟฟานครหลวง ต ามมาต รฐ านการกอสราง

กาหนดใหใชลกถวยชนด 52-3 ตามมาตรฐาน มอก.354

จานวน 7 ลกถวย เพอใหระบบจาหนายรองรบการ

เปลยนระดบแรงดนไปเปน 115 กโลโวลต สาหรบ

ระบบจาหนาย 24 กโลโวลต ใชลกถวยชนด 56/57-2

จานวน 1 ลกถวย โดยลกถวยมคณลกษณะของการวาบ

ไฟตามผวอมพลสว กฤตข องพวงลกถวย ด งแสด ง

ตารางท 1 โดยใชคาของสมประสทธ ของความผนแปร

(Coefficient Variance) เทากบ 3 %

Page 6: กรณีศึกษาการลดผลกระทบจาก ...j.cit.kmutnb.ac.th/wp-content/uploads/2016/05/2-25591201...115 ก โลโวลต และ 69 ก โลโวลต

บทความวจย วารสารวชาการเทคโนโลยอตสาหกรรม ปท 12 ฉบบท 1 มกราคม – เมษายน 2559

The Journal of Industrial Technology, Vol. 12, No. 1 January – April 2016

58

ตารางท 1 คณสมบตของฉนวนลกถวย [8 - 9]

ชนดของ

ฉนวน

ผวอมพลสวกฤตของ

พวงลกถวย (กโลโวลต)

สมประสทธของ

ความผนแปร (กโลโวลต)

ลาดบบวก ลาดบลบ ลาดบบวก ลาดบลบ

52-3 695 670 674.15 649.90

56/57-2 180 205 174.60 198.85

ก) ลกถวยชนด 52-3 ใชจานวน 7 ลก

ข) ลกถวยชนด 56/57-2 ใชจานวน 1 ลก

รปท 6 ลกถวยทใชในระบบ 24 และ 69 กโลโวลต

3. การศกษาเพอลดผลกระทบจากฟาผา

3.1 การตดตงสายตวนาลงดนเพมนอกเสาสง

เทคนคการตดต งสายตวนาลงดนเพมนอกเสาสง

คอนกรต เพอศกษาการลดคาของอตราการวาบไฟตาม

ผวยอนกลบ ซ งเ ช อมตอเพมระหวางสายลอฟาไป

ยงแทงหลกดนทโคนเสาโดยใชขนาดลวดเหลกกลา

เค ลอบ สงกะส ต เ กลยวข นาด เ สนผานศนยกลาง

7.93 มลลเมตร ตามทแสดงในรปท 7

ก) แสดงรปการเชอมตอสายตวนา กอนปรบปรง

ข) แสดงรปการเชอมตอสายตวนา หลงปรบปรง

รปท 7 ลกษณะการเชอมตอสายตวนาลงดนกอนและ

หลงการปรบปรง

3.2 การสรางแบบจาลอง

ในการสรางแ บบ จาลองการว เ ค ราะหโด ยใช

โปรแกรม ATP-EMTP (Alternative Transient Program

-Electromagnetic Transient Program) มาประมวลผล

เพอประเมนประสทธภาพการปองกนฟาผาท เกดข น

ในระบบสง โดยใชคาคงทของสายรปแบบ J.Marti’s

Page 7: กรณีศึกษาการลดผลกระทบจาก ...j.cit.kmutnb.ac.th/wp-content/uploads/2016/05/2-25591201...115 ก โลโวลต และ 69 ก โลโวลต

บทความวจย วารสารวชาการเทคโนโลยอตสาหกรรม ปท 12 ฉบบท 1 มกราคม – เมษายน 2559

The Journal of Industrial Technology, Vol. 12, No. 1 January – April 2016

59

ซ งประกอบไป ดวยแ หลงจายกระแ สสลบ 3 เ ฟส

สายสงยอย สายจ าหนาย และสายลอฟาเหนอศรษะ

ตามทแสดงในรปท 8

ก) แสดงแบบจาลอง กอนปรบปรง

ข) แสดงแบบจาลอง หลงปรบปรง

รปท 8 แบบจาลองระบบโดยโปรแกรม ATP-EMTP

3.3 คาพารามเตอรทใชในการจาลอง

พารามเตอรทใชในการสรางแบบจาลองโดยใช

โปรแกรม ATP-EMTP มขอมล ดงตารางท 2

ตารางท 2 พารามเตอรทใชในการจาลอง

Detail Values Model

1. Lightning current Ramp

- Amplitude (kA) 34.40 - Front time/tail time (µs) 10/350

2. OHGW

J.Marti

- Diameter (mm) 7.94 - DC resistance (Ω/km) 3.60 3. Phase conductor of 69 kV - Diameter (mm) 25.65 - DC resistance (Ω/km) 0.0778

4. Phase conductor of 24 kV - Diameter (mm) 15.35 - DC resistance (Ω/km) 0.164

5. Pole

Distributed Parameter

- Height (m) 20 - Span (m) 80 - Surge impedance (Ω) 451.4 - Wave velocity (m/µs) 123

6. External ground - Diameter (mm) 7.94 - Length (m) 20 - Surge impedance (Ω) 411.27 - Wave velocity (m/µs) 300

7. Ground rod (5-100 Ω) - Diameter (mm) 16 - Length (m) 3

Page 8: กรณีศึกษาการลดผลกระทบจาก ...j.cit.kmutnb.ac.th/wp-content/uploads/2016/05/2-25591201...115 ก โลโวลต และ 69 ก โลโวลต

บทความวจย วารสารวชาการเทคโนโลยอตสาหกรรม ปท 12 ฉบบท 1 มกราคม – เมษายน 2559

The Journal of Industrial Technology, Vol. 12, No. 1 January – April 2016

60

4. ดชนท ใชในการประเมนประสทธภาพการ

ปองกนฟาผา

ดชนทใชในการประเมนประสทธภาพการปองกน

ฟาผา มดงน คอ 1) แรงดนไฟฟาหวเสา 2) กระแสวกฤต

3) อตราการวาบไฟตามผวยอนกลบ โดยพจารณา

แรงดนไฟฟาทหวเสาแรงดนเทยบกบดน กระแสวกฤต

คอคากระแสททาใหเรมเกดการวาบไฟตามผวยอนกลบ

ทพวงลกถวย หลงจากน นกจะนาไปคานวณคาอตรา

การวาบไฟตามผวยอนกลบ ตามสมการ 2-5 [10 - 11]

C lBFOR = P(I I ) N

(2)

B

1P(I)

I1

M

(3)

0.6

l g28

N N10

h b

(4)

1.25gN 0.0133 dT

(5)

เมอ BFOR

คอ อต ร า ก า ร เ กด ว า บ ไ ฟ ต า ม

ผวยอนกลบ

(คร ง/100 วงจร-กม./ป)

P(I) คอ ความนาจะเปนสะสมทกระแส

ฟ า ผ า I สงก ว าห รอ เทาก บ

กระแสวกฤต (%) I คอ กระแสฟาผาคายอด

M คอ กระแ สฟาผามธยฐาน 34 .4

กโลแอมป

B คอ คาคงทสาหรบประเทศไทย 2.5

h คอ ค ว าม สง เ ฉ ล ย ข อ งส าย ด น

(เมตร)

N1 คอ จานวนคร งทฟาผาจะผาลงสาย

ดน(คร ง/100 วงจร-กม./ป)

b คอ ระยะหางระหวางสายดน (เมตร)

5. การประมวลผลของโปรแกรม

จากกรณศกษาไดทาการทดลองกบระบบจาหนาย

ของการไฟฟานครหลวง ระดบแรงดน 69 กโลโวลต

กร ณ ฟ าผ า โด ยต รง ท ต า แ ห น งห ว เ สา ด ว ยค ล น

10/350 ไมโครวนาท และเ ปลยนคาความตานทาน

อมพลสต งแต 5, 10, 25, 50, 75 และ 100 โอหม

ดวยคากระแสฟาผาขนาด 34.4 กโลแอมป ซ งเ ปน

ค า ก ระ แ สมธ ยฐ า นข อ ง ป ระ เ ท ศ ไ ท ย ใ นช ว ง ป

พ.ศ. 2536-2540 ใชคาของจานวนวนทพายฟาคะนอง

ตอปเทากบ 116 วน [12] พรอมเปรยบเทยบคาแรงดน

หวเสา (Pole top voltage) และอตราการเกด การวาบไฟ

ตามผวฉนวนลกถวยยอนกลบ กอนและหลงปรบปรง

สายตวนาลงดนแสดงผลในรปท 9 – 10

รปท 9 เปรยบเทยบคาแรงดนหวเสา

Pole top voltage (kV)

Page 9: กรณีศึกษาการลดผลกระทบจาก ...j.cit.kmutnb.ac.th/wp-content/uploads/2016/05/2-25591201...115 ก โลโวลต และ 69 ก โลโวลต

บทความวจย วารสารวชาการเทคโนโลยอตสาหกรรม ปท 12 ฉบบท 1 มกราคม – เมษายน 2559

The Journal of Industrial Technology, Vol. 12, No. 1 January – April 2016

61

จากรปท 9 พบวาทค าความตานท านอมพลส ท

5, 10 และ 25 โอหม เมอทาการปรบปรงสายตวนาลงดน

นอกเสาสงคอนกรตสามารถลดคาแรงดนหวเสาได

แตกรณทค าความตานทานอมพลสท 50, 75 และ

100 โอหม จะทาใหคาคาแรงดนหวเสาเพมขน

Back Flashover (BFO)

รปท 10 เปรยบเทยบอตราการเกด BFO

จากรปท 10 พบวาทคาความตานทานอมพลสท

5, 10 และ 25 โอหม เมอทาการปรบปรงสายตวนาลงดน

นอกเสาสงคอนกรต สามารถลดคาการเกดการวาบไฟ

ตามผวฉนวนลกถวยยอนกลบ ไดแตกรณทค าความ

ตานทานอมพลสท 50, 75 และ 100โอหม จะทาใหคา

การเ กดการวาบไฟตามผวฉ นวนลกถวยยอนกลบ

เพมขน เนองจากเกดคลนสะทอนทการรวมกนของคลน

ททาใหโครงสรางเสาคอนกรตมแรงดนสง เกดค า

การวาบ ไฟต ามผวอมพลสว กฤต ของพวงลกถวย

กจะทาใหเกดการวาบไฟตามผวฉนวนลกถวยยอนกลบ

เขาระบบ

6. สรปผล

บทความนนาเสนอการศกษาการลดผลกระทบจาก

ฟาผาโดยการปรบปรงสายตวนาลงดนในระบบจาหนาย

ด ว ย กา ร ต ด ต ง สา ย ตว น า ลง ด นเ พ ม นอ ก เ ส า ส ง

ซงเชอมตอเพมเตมระหวางสายลอฟาไปยงแทงหลกดน

ทโคนเสา วตถประสงคเพอลดคาของอตราการวาบไฟ

ตามผวยอนกลบ โดยใชโปรแกรมจาลอง ATP-EMTP

ในระบบจาหนายไฟฟาระดบแรงดน 69 กโลโวลต และ

ทาการเปลยนคาความตานทาน อมพลสระหวาง 5, 10

25, 50, 75 และ 100 โอหม พบวาทความตานทาน

อมพลส 5, 10 และ 25 โอหม เมอทาการปรบปรงสายตว

นาลงดน ดงกลาว จะสามารถลด คาแรงด นหวเสา

และสามารถลดอตราการเกดการวาบไฟตามผวฉนวน

ลกถวย ยอนก ลบ แ ต เ มอค วามตา นท าน อมพล ส

50, 75 และ 100 โอหม จะไมสามารถลดการวาบไฟตาม

ผวยอนกลบ ลงได ซ งสอด ค ลองก บ งานว จยข อง

ชวงศ วฒนศกด ภบาล ทสามารถลดแรงดนเกนฟาผาท

ตกค รอมลกถวย สงผลใหการเ กด วาบ ไฟตามผว

ยอนกลบลดลงดวย ดงนนในทางปฏบตตองหาแนวทาง

เพอลดคาความตานทานดนทโคนเสา ใหมคาไมเกน

25 โอหม ซ งกรณศกษาน สามารถนาไปเปนแนวทาง

การปรบปรงมาตรฐานการตอลงดนในระบบจาหนาย

ไฟฟาของการไฟฟานครหลวงได

7. ขอเสนอแนะเพอลดความตานทานดน

7.1 วธการปกแทงหลกดนเพม

ตามมาตรฐานการตดต งทางไฟฟาสาหรบประเทศ

ไทย พ.ศ. 2556 กาหนดใหคาความตานทานระหวาง

หลกดนกบดน (Resistance to Ground) เพอจากดแรงดน

เกนจากฟาผา โดยคาความตานทานของหลกดนกบดน

Page 10: กรณีศึกษาการลดผลกระทบจาก ...j.cit.kmutnb.ac.th/wp-content/uploads/2016/05/2-25591201...115 ก โลโวลต และ 69 ก โลโวลต

บทความวจย วารสารวชาการเทคโนโลยอตสาหกรรม ปท 12 ฉบบท 1 มกราคม – เมษายน 2559

The Journal of Industrial Technology, Vol. 12, No. 1 January – April 2016

62

ตองไมเกน 5 โอหม ยกเวน พนททยากในการปฏบต

และ ไดรบการเหนชอบจากการไฟฟาซ งกาหนดใหคา

ความตานทานของหลกดนมคาไมเกน 25 โอหม หากทา

การวดแลวยงมคาเกนใหปกหลกดนเพมอก 1 แทง [13]

แสดงหลกการวด ในรปท 11

รปท 11 เครองมอวดคาความตานทานดน [14]

7.2 วธการเพมขนาดเสนผานศนยกลางแทงหลกดน

เ ป นว ธ การเ พ มพ น ท ส มผสด น เ พ อล ด ค วา ม

ตานทานดน ซ งวธน จะทาใหความตานทานดนลดลง

เลกนอย ในทางปฏบตจงไมนยมลดความตานทาน

ดวยว ธการเพมขนาดเสนผานศนยกลางแทงหลกดน

ซงความสมพนธของความตานทานดนทลดลงเมอเพม

ขนาดเสนผานศนยกลางหลกดน แสดงในรป 12 [15]

รปท 12 ผลการเพมขนของเสนผาศนยกลางแทงหลกดน

7.3 วธการเพมขนาดความยาวของแทงหลกดน

เปนวธทใชในทางปฏบตอยางทวไป โดยปกตจะ

มความยาวไม เกน 3 เมตร ในกรณท แทงหลกด น

มความยาวมาก ในการตดต งอาจทาไดยากหรอตองใช

เครองจกรเจาะดนชวยในการฝงแทงหลกดน ในการเพม

ความยาวหลกดนสามารถทาใหความตานทานลดลง

เมอความยาวของหลกดนเพมขน แสดงความสมพนธ

ในรปท 13

รปท 13 ความยาวแทงหลกดนตอคาความตานทานดน

7.4 วธการใชสารเคมปรบปรงความตานทานดน

ในพ น ท ท มค วามตานท านจา เพาะข องด นสง

สามารถลดความตานทานดนโดยการเตมสารเคมลง

ใน ด น ซ ง เ ป น ส าร เ ค ม ป ร ะ เ ภ ท เ ก ล อ ท น ย ม ใ ช

คอ โซเ ด ยมคลอไรด (เ กลอ) , ค อป เ ป อรซล เ ฟต

และแมกนเซยม ซลเฟต ในทนสาร แมกนเซยม ซลเฟต

จะเ ปนสารเ คมท ทาใหเกดการกด กรอนนอยท สด

โดยวธการเตมสารเคมลงในดน เชน วธขดราง วธกลบ

ทบ และวธการใชกระบอกบรรจสารเคม แตวธขดราง

และวธกลบทบ หากมฝนตกลงมา จะทาใหเกลอละลาย

ในดนอยางรวดเรว สงผลใหความตานทานลดลงรวดเรว

ไปดวย แตถาฝนตกลงมามากเกลอจะละลายหายไปจง

ตองคอยตรวจสอบความตานทานดน และเตมสารเคม

เปนประจา แสดงในรปท 14 [16]

Page 11: กรณีศึกษาการลดผลกระทบจาก ...j.cit.kmutnb.ac.th/wp-content/uploads/2016/05/2-25591201...115 ก โลโวลต และ 69 ก โลโวลต

บทความวจย วารสารวชาการเทคโนโลยอตสาหกรรม ปท 12 ฉบบท 1 มกราคม – เมษายน 2559

The Journal of Industrial Technology, Vol. 12, No. 1 January – April 2016

63

ก) แสดงการขดรางแลวเตมเกลอ

ข) แสดงการใชสารเคมฝงกระบอก

รปท 14 การใชสารเคมปรบปรงความตานทานดน

8. กตตกรรมประกาศ

ขอขอบค ณ มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงค ล

พระนคร และการไฟฟานครหลวง ทใหการสนบสนน

ความชวยเหลอในการจดทาบทความน ซ งทาใหเกด

ความสาเรจลลวงอยางสมบรณ

9. เอกสารอางอง [1] W. Shuntranurak, “The Impact of Lightning on

Power Quality”, Oppo Company Limited. October

2005. (in Thai)

[2] K. Supanus, “External Grounding Design to Reduce

Effects of Lightning Damage in Distribution System”,

IEEE Conference April 2014.

[3] MEA Overhead Subtransmission construction

standard, power system planning department,

Metropolitan Electricity Authority, DWG.

No. 10A4-0524. 2000.

[4] C. Wattanasakpubal, “Improve Lightning Performance

115 kV Transmission Line’s PEA by External

Ground”, Master Thesis, King Mongkut’s Institute

of Technology North Bangkok, 2003. (in Thai)

[5] IEEE Standard 1410-2004. “Guide for Improving

the Lightning Performance of Electric Power

Overhead Distribution Lines”.

[6] P. Sirajansawang, “Assessment of Lightning

Performance on Distribution System 24kV”,

Conference of Electrical Engineering Network of

Rajamangala University of Technology 2013.

(in Thai)

[7] Z. Zhang, W. Sima, Y. Zhang, and L. Shu, “The

simulation model for calculating the surge

impedance of a tower”, in Proc. IEEE Conf.

Electrical Insulation, 2004, pp. 331 – 334.

[8] TIS.354-1985. Suspension insulator type 52-3.

Bangkok: Thai Industrial Standards Institute,

1985.

Page 12: กรณีศึกษาการลดผลกระทบจาก ...j.cit.kmutnb.ac.th/wp-content/uploads/2016/05/2-25591201...115 ก โลโวลต และ 69 ก โลโวลต

บทความวจย วารสารวชาการเทคโนโลยอตสาหกรรม ปท 12 ฉบบท 1 มกราคม – เมษายน 2559

The Journal of Industrial Technology, Vol. 12, No. 1 January – April 2016

64

[9] TIS.1251-1994. Pin post insulator type 56/57-2.

Bangkok: Thai Industrial Standards Institute,

1994.

[10] IEEE Std. 1243-1997. “Guide for improving the

lightning performance of transmission lines”.

[11] IEEE Working Group Report. “Estimation

lightning performance of transmission lines II –

updates to analytical models” IEEE Transactions

on Power Delivery 8(3), 1993, pp. 1254-1267.

[12] Data Base of Thai Meteorological Department

(TMD), 2003-2012.

[13] EIT Standard 2001-56. The Engineering Institute

of Thailand under H.M.The King’s Patronage,

2001. (in Thai)

[14] W. Shuntranurak, “Measuring ground resistance

by Fall of Potential method”, Oppo Company

Limited. January 2005. (in Thai)

[15] Megger.com A practical guide to earth resistance

testing, “Getting Down to Earth”, Internet website at

http://www.weschler.com/_upload/sitepdfs/techref/

gettingdowntoearth.pdf (accessed on 20 May 2015)

[16] Council of engineers Thailand, “Code of practice

for design, installation, inspection and testing of

grounding system”, April 2011.