012-บทที่ 12 การป้องกันระบบไฟฟ้า

8/18/2019 012- 12

1/162

บทท 12บทท 12การปองกันระบบไฟฟาและการจัดลาดับการปองกันระบบไฟฟาและการจัดลาดับ

การทางานของบรภัณฑปองกันการทางานของบรภัณฑปองกัน

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 1

8/18/2019 012- 12

2/162

ั

..

- จายพลังงานไฟฟาใหกับโหลดไฟฟาอยางเพยงพอและ

เชอถอ ด

- ระบบไฟฟาบอยคร ังจะมความผดพรอง ( Fault )เกดขน

- จงจาเปนตองม ระบบปองกันไฟฟา เพ อ

ตัดสวนของวงจรไฟฟาท เกดความผดพรองออกจากระบบ

ั


8/18/2019 012- 12

3/162

ระบบ องกน

ั

- ระบบ องกนจะมบรภัณฑปองกัน ( Protective Devices )ตออนกรมกันอย หลายชด ระบบปองกันเหลานจะ

ตองทางานประสานกัน ( Coordinate ) อยางดเพ อใหระบบปองกันสามารถทางานไดอยางมประสทธภาพ


8/18/2019 012- 12

4/162

การทางาน ระสานกน ( Coordination )

ั ั ั ั - เ นการจดและตงคาบรภณฑ องกนอยางมระบบ โดยอาศัยการจัดกราฟสมบัตของเวลากับกระแสของบรภัณฑปองกันอยางเหมาะสม


8/18/2019 012- 12

5/162

ั ั ั ั ั ั ั

12.2 การแบงระบบ องกน าแรงดนตา12.2 การแบงระบบ องกน าแรงดนตา

1. Fully Rated Protective System

2. Selective Protective System

.

or Back up Protective System


8/18/2019 012- 12

6/162

u y a e ro ec ve ys em

- CB ทกตัวจะ ตองมพกัด

การตัดกระแสลัดวงจร ( Interrupting Capacity )เพยงพอสาหรับกระแสลัดวงจรสงสดท ม ได

( Maximum Available Fault Current ) ณ จดตดต ัง

- CB ตาม มาตรฐาน IEC 60947-2

กระแ ท คอIcu

( Ultimate Short Circuit Breaking Current )


8/18/2019 012- 12

7/162

DB2

A

B C

F2

D

DB1

E

F1

ั


ร ท 12.1 ตวอยาง Single-Line Diagram ของระบบ าอยางงาย

8/18/2019 012- 12

8/162

สมมตวา- กระแสลัดวงจร ( Short Circuit Current )

ท ตาแหนง F2 ใน DB2 = 30 kA ั-

ท ตาแหนงF1

ในDB1 = 10 kA

- เมอพจารณาคากระแสลัดวงจร

ท ตาแหนง F1 และ F2 แลว จะไดวา

CBs A , B , C ตองม Icu ไมต ากวา 30 kA


, ,cu

8/18/2019 012- 12

9/162

e ec ve ro ec ve ys em

ั ั- ทกตวจะตองมcu

เพยงพอสาหรบ

กระแสลัดวงจรสงสดท ม ได

( Maximum Available Fault Current )ณ จดตดต ัง

- เสนโคงลักษณะการตัดวงจร

( Tripping Characteristic Curve ) ของ CB ทกตัวจะ

ตองเลอกโดย ไม ใหมการวางซอนทับกัน ( Overlap )


8/18/2019 012- 12

10/162

Selective Protective System ( ตอ )

- CB

ทอยตรงสายลางของวงจร( Downstream Circuit Breaker ) จะ ตองตัดวงจร

กอน CB ท อย ตรงสายบนของวงจร


8/18/2019 012- 12

11/162

. u y e ec ve ro ec ve ys em

ั ั ั ั ัจดลาดบ ( Selectivity ) นการตดวงจรของบรภณฑ องกน

ถงคากระแสลัดวงจรสงสดท มได

( Maximum Available Fault Current ) ณ จดตดต ัง


8/18/2019 012- 12

12/162

t s

B A

DB

A

B

I (A)

10 kA

Max. Fault = 10 kA

รปท 12.2 ลักษณะของ Fully Selective Protective System

จะเหนไดวา ไมวาจะเกดการลัดวงจรท จดใดๆ CB ( B ) ั


8/18/2019 012- 12

13/162

2. Partially Selective Protective System

ั ั e ec v yการตัดวงจรของบรภัณฑปองกันมตลอดทกคา กระแสลดวงจร

ท ม ได ณ จดตดต ัง


8/18/2019 012- 12

14/162

t (s)

DB

A

B A

B

=

.

I (A)10 kA5 kA

รปท 12.3 ลักษณะของ Partially Selective Protective System

ั ั จัดลาดับ ( Selectivity ) ถงแค 5 kA เทานั นถามกระแสลัดวงจรท สงกวาน เซอรกตเบรกเกอร A

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 14อาจตัดวงจรกอนเซอรกตเบรกเกอร B ก ได

8/18/2019 012- 12

15/162

Cascade Protective System or Back up Protective System

- เซอรกตเบรกเกอรประธาน ( Main Circuit Breaker )

เทาน ันท มพกัดการตัดกระแสลัดวงจรเพยงพอ

- เซอรกตเบรกเกอรท ใกลจดผดพรองอาจ

ไมจาเปนท จะตองมพกัดการตัดกระแสลัดวงจรเพยงพอ

- เซอรกตเบรกเกอรประธานชวยในกรณท

เกดกระแสลัดวงจรท มคาสงๆ


ตองเ น urren m ng rcu rea er

8/18/2019 012- 12

16/162

DB

B

I = 20 kAF

ั . ในกรณของ Cascade Protective System


8/18/2019 012- 12

17/162

จากร ท 12.4ถาคานวณกระแสลัดวงจรได 20 kACB B อาจม IC 10 kA Main CB เ น Current LimitingCB ม IC 100 kA ตัดกระแสลัดวงจรภาย น 1 / 4 คาบเวลา ( 5 ms )

CB ทอย ดาน Downstream ยังไมทางาน

การเลอกใชบรภัณฑปองกันระบบน

บรษทผผลตจะ หตารางการทางานรวมกนของ Main CB และ CB ตัวอ นๆ


8/18/2019 012- 12

18/162

ั ัความร เบ องต นในการทา Coordination

12.3 การทางาน ระสานกน ( Coordination )12.3 การทางาน ระสานกน ( Coordination )

การศกษา Coordination จาเปนตองม ั

1.

ระบบท จะทาการCoordination

2. ชวงเวลาในการทา Coordination

( Coordination Time Intervals )

3. ขอบเขตการปองกันของบรภัณฑ ไฟฟา ั ั ั


.

8/18/2019 012- 12

19/162

1. ระบบทจะทาการ Coordination- Single-Line Diagram ของระบบท จะทา

การ Coordination- ั ั

ท เก ยวของ และ บรภัณฑจายกาลัง

- กระแสลดวงจร ทงคากระแสลดวงจรสงสด

และต าสดภายใตสภาวะ

การทางาน ( Operating Condition )


8/18/2019 012- 12

20/162

2. ชวงเวลาการทา Coordination ของบรภณฑ องกน

ชวงเวลาในการทา Coordination พจารณาไดจาก

- ขนาดของกระแสผดพรอง

- ความ วของบรภณฑปองกนตอกระแสผดพรอง

- ชวงเวลาท บรภัณฑปองกันทางาน

- หนาท ของบรภัณฑปองกัน


8/18/2019 012- 12

21/162

3.

ขอบเขตการปองกันของบรภัณฑ ไฟฟา- สามารถหาได โดยพจารณาลักษณะสมบัต

ั

หมอแปลงไฟฟามอเตอร ไฟฟา

เคร องกาเนดไฟฟาสายไฟฟา สายบัส

ั เชน IEC , NEC , ANSI เปนตัวกาหนด

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 21พกัดของบรภัณฑปองกัน

8/18/2019 012- 12

22/162

ั ั ั. คณ มบตของบรภณฑ องกน

ั ั ั -

ชวงเวลาท บรภัณฑปองกันเร มทางานข นอย ั กบกระแสท หล ผาน

ชวงเวลาท เร มทางานจะนาน

และจะเรวขนอยางมากเมอกระแ มคามากขน


8/18/2019 012- 12

23/162

ั ั ั 4. คณสมบตของบรภณฑ องกน ( ตอ )

ั ั - บรภณฑ องกนสวน หญทพบ ดแก

ฟวส เซอรกตเบรกเกอร รเลยปองกัน เปนตน

- คณสมบัตของบรภัณฑปองกันจะแสดงในรปกราฟ กระแสกับเวลาบนกราฟ Log-Log


8/18/2019 012- 12

24/162

ขอมลทจาเ นตอง ช นการทา Coordination

ั. 2. หมอแปลง3. มอเตอร

4. แหลงจายพลังงาน5. กระแสลัดวงจร6. กราฟ เวลากับกระแสของบรภัณฑปองกัน

ทกตัวท จะทาการ Coordination


8/18/2019 012- 12

25/162

ขอมลทจาเ นตอง ช นการทา Coordination ( ตอ )

7. เซอรกตเบรกเกอร8. รเลยกระแสเกน9. ฟวส

10. สายไฟฟา11. สายบัส ( Busways )12. แผงยอย Panel Boards และ

แผงสวตช ( Switchboards )


8/18/2019 012- 12

26/162

ชวงเวลา นการทางาน Coordination ( Coordination Time )ระดับแรงดันปานกลาง

ั ั ั ั ั

ในการเผ อเวลาเพ อการ Coordination ดังน

- เวลา นการทางานของ CB = 0.10 s

- เวลาความผดพลาด CT = 0.10 s

- เวลาเผ อความปลอดภัย = 0.10 s


8/18/2019 012- 12

27/162

ั เวลารวมทงหมด = 0.10 + 0.10 + 0.10= 0.3 s

ในทางปฏบตัการปรับต ังรเลยจะ

. .


8/18/2019 012- 12

28/162

ระดับแรงดันต า

ั - เผอเวลา หบรภณฑตนทางหนวง วอยางตาประมาณ 5 Cycles หรอประมาณ 100 ms

(s)

CB ท Upstream

CB ท Downstream

I (A)

100 ms หรอ 0.1 s

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 28รปท 12.5 แสดงการเผ อ Coordination Time ของเซอรกตเบรกเกอร

8/18/2019 012- 12

29/162

ั ั ั ั - การเลอกขอบเขตการปองกันของบรภัณฑ ไฟฟา

12.4 ขอบเขตการ องกนของบรภณฑ า12.4 ขอบเขตการ องกนของบรภณฑ า

กาหนดไดจากกระแสโหลดสงสด ั ั

-

วธการเลอกขอบเขตการปองกันของบรภัณฑ ไฟฟา พจารณาจาก

1. ลักษณะสมบัตของบรภัณฑ ไฟฟา

2. การปองกันอยางต า ั


.

8/18/2019 012- 12

30/162

ลักษณะสมบัตของบรภัณฑ ไฟฟามอเตอร

1. กระแสพกัดโหลด ( In ) กระแสพกัดโหลดไดจากตารางและ Catalo ของผผลต

แตถาไมมสามารถคานวณคา In ไดดังน

In

= S / ( √ 3 x VL

) สาหรับมอเตอร 3 เฟส

I = S / V สาหรับมอเตอร 1 เฟส


8/18/2019 012- 12

31/162

หากไมทราบคาพกัดกาลัง ( kVA ) อาจหาไดจากพกัดมอเตอร

( k W ) ไดดังน

S = P / P.F. x

โดยท

P = พกัดมอเตอร kW

ั ั. .


= ระสทธภาพของมอเตอร

8/18/2019 012- 12

32/162

2. กระแส Locked Rotor

- มอเตอรเหนยวนา และมอเตอรซง ครนสทมตัวประกอบกาลังเทากับ 100 %

ILR

= 6 In

- มอเตอรซงโครนัสท มตัวประกอบกาลังเทากับ 1

และขับ High Inertia Load

ILR = 9 In

- มอเตอรแบบ Wound Rotor

ILR

= 4 In

- ชวงเวลาของกระแส Locked Rotor

ต ังแต 5 ถง 30 s โดยข นอยกับ Load Inertia


8/18/2019 012- 12

33/162

ั . กระแ พงเขา วคร rans en nrus urrenIinrush

= Offset x Safety Factor x ILR

ปกตจะใหคาOffset ของมอเตอร = 1.5

Safety Factor = 1.1

ั ั Iinrush

= 1.5 x 1.1 x ILR

= 1.65 ILR

ในชวงเวลาไมเกน 0.1 s


8/18/2019 012- 12

34/162

การเรมเดนเครองของมอเตอร

- จะวงจากศนยจนถงคากระแสพงเขาชวคร ( Iinrush

)

ในชวง Transient แลวคอยๆ ลดลงจนคงท

ในภาวะ Steady State ท กระแสพกัด ( In

)

- เปนลักษณะสมบัตของมอเตอร ( Motor Profile )


8/18/2019 012- 12

35/162

การเรมเดนเครองของมอเตอร ตอ

- ขนกบชนดและลกษณะของมอเตอร นแตละ ระเภท

- แต ในทางปฏบัตหากไมมขอมลดังกลาว

ั n , LRและ กระแสพ งเขาช ัวคร ( I

inrush) แทน Motor Profile


8/18/2019 012- 12

36/162

In

t (s)

10

Motor Profile

I LR

I inrush

0.1

I (A)


รปท 12.6 แสดงลักษณะสมบัตของมอเตอร ( Motor Profile )

8/18/2019 012- 12

37/162

หมอแ ลง1. กระแสพกัดโหลด ( I

n)

จะมสตรท ใช ในการคานวณ ดังน

In

= S / ( √ 3 x VL

) สาหรับหมอแปลง 3 เฟส

2. กระแสโหลดเกน ( Overload Capability )

ั - การระบายอากาศ


-

8/18/2019 012- 12

38/162

3. กระแสพ งเขา ( Inrush Current )

- หมอแปลงแบบ Pad- type Units

กระแสพ งเขา = 12 In

- หมอแปลงแบบ Load Center Type Units

n- หมอแปลงแบบ Dry-type Units

กระแสพ งเขา = ( 5-25 In )ชวงเวลาท เกดกระแสพ งเขาท ัง 3 แบบ

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 38เทากับ 0.1 s

8/18/2019 012- 12

39/162

ั - พกดกระแสสาย าสามารถหา ดจาก

ตารางพกัด กระแสของการไฟฟาหรอมาตรฐานของ ว.ส.ท.

- สวน Overload Capabilityข นอย กับชนดของฉนวน


8/18/2019 012- 12

40/162

ั ั มอเตอร

1. การปองกันโหลดเกน ั ั ั บรภณฑ องกน หลดเกน นแตละเ ตองตง ว มเกนคาตางๆ

ดังน

- มอเตอรทอณหภมเพม มเกน 40oC 125% In

- มอเตอรอ นๆ 115% In


8/18/2019 012- 12

41/162

ั2. การ องกนกระแสเกนบรภัณฑปองกันกระแสเกนตองต ังใหตัดวงจร

ไมเกนคาตางๆ ดังน

- Inverse Time Breaker 250% In

- Instantaneous Trip Breaker 700% In

- Nontime Delay Fuses 300% In

-n


8/18/2019 012- 12

42/162

หมอแ ลง

ดานไฟเขา ดานไฟออก

ขนาดอมพแดนซ แรงดัน แรงดัน แรงดัน

ของหมอแปลง มากกวา 750 V มากกวา 750 V ไมเกน 750 V

เซอรกต ฟวส เซอรกต ฟวส เซอรกตเบรกเกอร

เบรกเกอร เบรกเกอร หรอฟวส

ไมเกน 6% 600% 300% 300% 250% 125%

มากกวา 6% แต 400% 300% 250% 225% 125%


8/18/2019 012- 12

43/162

สาย า

ตองมการปองกนกระแสเกน ไม ใหเกนกระแสพกัดของสายไฟ


8/18/2019 012- 12

44/162

ัความคงทนของบรภณฑ

มอเตอร

- ใชคา Maximum Stall Time ( MST ) คอ ชวงเวลาท มอเตอรสามารถทนไดขณะทเกด Rotor ถกลอก

- นชวงเวลานกระแสเพมขนจานวนมาก เรยกวา

Stalled Rotor Current


8/18/2019 012- 12

45/162

มอเตอร ( ตอ )- คา Maximum Stall Time

ตามชนดและขนาดของมอเตอรดังน - มอเตอรเหน ยวนาขนาดเลกจนถงขนาดปานกลาง

- Standard Design 20 s

- Hi - Efficienc Desi n 30 s

- มอเตอรเหน ยวนาขนาดใหญ โดยเฉล ยแลว 15 s


8/18/2019 012- 12

46/162

t (s)

In Motor startingcurrent

MST

ProtectiveDevice

10

20

ILR

nstI

I inrush

0.1

I (A)


ร ท 12.7 แสดงคา Maximum Allowable Stall Point

ป

8/18/2019 012- 12

47/162

หมอแปลง

ั- ความคงทนของหมอแ ลงตอการลดวงจรตามมาตรฐาน ANSI / IEEE สามารถคานวณไดจากสตร

t =

โดยท

2I

t = เวลาทหมอแปลงสามารถทนการลัดวงจร ด ( s )

I = จานวนเทากระแสพกัด ( A )

- สมการนสามารถเขยนเปน Curve ได เรยกวาTransformer Damage Curve หรอ ANSI S/C Withstand Curve

- สาหรับหมอแปลงทตอแบบ

Y เมอเกดการลัดวงจรทางดานทตยภม กระแสทางดานปฐมภมจะมคาตามรป


Delta - Wye Connected Transformer

8/18/2019 012- 12

48/162

Delta - Wye Connected Transformer

1.0 1.0

1.0

1.0

3 3

3

33 = 0.58

1.0

1.03 PH Fault

0.5 0.87

3

1.0 33

0.53 = 0.5 0.87

L - L Fault

0.87

0.87

O

1.0

L - G Fault

33 = 0.58

O

33

3 3

O

.

1.0

O

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 48รปท 12.8 กระแสลัดวงจรหมอแปลง Delta-Wye

8/18/2019 012- 12

49/162

- เม อเกดการลัดวงจรแบบ L-N หรอ L-G

-

กระแสทางดานทตยภมจะเทากับ1 pu ( 3 Ph Fault )

ั

- ดังน ันเพ อใหสามารถปองกันหมอแปลง

ตอการลดวงจร ด Transformer Damage Curve

จะตองขยับดวยตัวคณ 0.58

- การปรับต ังบรภัณฑจะตองใหอย ใต Curve น เสมอ ั ั


8/18/2019 012- 12

50/162

ตวอยางท 12.1 หเขยน Transformer Damage Curve สาหรบหมอแปลง 1000 kVA 22kV/400 V % U

k= 6

วธทา

I ( HV ) = = 26.2 A

1000

1000

n 0.43

×


ถาคดวาระบบไฟฟาทางดาน HV เปน Infinite Bus สามารถ

8/18/2019 012- 12

51/162

ถาคดวาระบบไฟฟาทางดาน HV เปน Infinite Bus สามารถ

ั

ISC

( HV ) = = = 437 AnI

kU

100× 26.26

100×

ISC

( LV ) = = 24050 A = 24.1 kA14436

100×

ถา I = จะได6

100

t = = = 4.5 s1250 1250


I

6

100⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛

8/18/2019 012- 12

52/162

คาอ นๆ ดังแสดงในตาราง

I I ( HV ) T

( A ) ( S )

16.67 437 4.5

15 394 5.6

12.5 328 8

.

7.5 197 22.2

5 131 50

2 52.4 313


คาท ตารางสามารถเขยนเปน Curve ได

8/18/2019 012- 12

53/162

10000t (s)

1000

100

3 Ph Fault

L - G Fault

10

1

Dot - Dash Curve

.10

100 1,000

I

1010.1

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 53รปท 12.9 กราฟความคงทนของหมอแปลง

สายไฟฟา

8/18/2019 012- 12

54/162

สายไฟฟา

ความคงทนของสาย ฟฟาสามารถ ชคา Cable Short Time HeatingLimit ของสายไฟฟา

t (s)

Protective Device

Heating Limit

I (A)

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 54รปท 12.10 กราฟแสดงความคงทนของสายไฟฟา

8/18/2019 012- 12

55/162

ั ั ั ั ั ั ั ัปจจัยสาคัญท ตองพจารณาดังตอไปน

12.5 ลกษณะสมบตของบรภณฑ องกน12.5 ลกษณะสมบตของบรภณฑ องกน

1.ระดับแรงต า ( Low Voltage ) ั -

- สวตชตัดตอนอัตโนมัต ( Circuit Breakers )

2.ระดับแรงปานกลาง ( Medium Voltage )

- ฟวสแรงดันสง ( HV HRC Fuses )

- สวตชตัดตอนอัตโนมัต ( Circuit Breakers )

ั


-

8/18/2019 012- 12

56/162

ั ั ระดบแรงดนตา1. ฟวสแรงดันต า ( LV Fuse )

- เปนบรภัณฑปองกันบรภัณฑ ไฟฟา ั ั-

ฟวสจะขาดและตัดวงจรออกเน องจากความรอน

ทเกดขน

- ฟวสแรงดันต านยมใชกันคอ

HRC Fuse ( High Rupturing Capacity Fuse )

ั ั ั


–

102

8/18/2019 012- 12

57/162

1 6

2 0

2 5

3 2

3 5

5 0

6 3

8 0

1 0 0

1 2 5

1 6 0

2 5 0

3 1 5

4 0 0

5 0 0

6 3 0

8 0 0

1 2 5 0

2 0 0

2 2 4

3 5 5

4 0

1 0 0 0

110

c

A A A A A A A A A A

A A A A

100

gT

ime

inS

8

-110

tu

al

Per-arci

10-2

2

3Vir

1052

6 8 8 103

65432 108654324

2 3 4 5A

Prospective Current I p (Sym. r.m.s.) in A

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 57รปท 12.11 ลักษณะกราฟสมบัตของ HRC Fuse

8/18/2019 012- 12

58/162

- ทาหนาท เปนสวตชท ใชสาหรับเปด-ปดวงจรไฟฟา

2. เซอรกตเบรกเกอรแรงดนตา ( Low-voltage Circuit Breaker )

ในภาวะปกตและจะเปดวงจรไฟฟาโดยอัตโนมัตเม อ

- ดย นระบบ าภาวะผดปกตนอาจเปนการใชกาลังเกน ( Overload )

การลัดวงจร ( Short Circuit )


8/18/2019 012- 12

59/162

แบงตามลักษณะภายนอกและการใชงานออกเปน2

ชนด คอ

1. Molded Case Circuit Breaker ( MCCB )

2. Air Circuit Breaker ( ACB )


8/18/2019 012- 12

60/162

หนวยการทรพ ( Tripping Unit )

- สวนของ CB ซ งจะสงสัญญาณให CB ทาหนาท

ตัดวงจร เม อเกดความผดพรองข น ม 2 แบบคอ

erma agnet c

2 ) Solid State

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน60

8/18/2019 012- 12

61/162

หนวยการทรพ ( Tripping Unit )1. Thermal-Magnetic

- ั ั เปนตัวตัดวงจร เม อเกด Overload นอยๆ

ใชแมเหลกไฟฟา Ma netic โดยใช Electromagnetic Device เปนตัวตัดวงจร

ัเมอกระแสมากๆคอเกดการลดวงจร

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน61

8/18/2019 012- 12

62/162

1. Thermal-Magnetic ( ตอ )

- กรา ความสมพนธระหวางกระแสและเวลา

ดังรปท 12.12

เสนกราฟแสดงลักษณะม 2 สวนท สาคัญ คอ

- Long Time Delay ( Overload )

- -

22/01/56

ผศ.

ประสทธ พทยพัฒน62

t (s)Operation

Long Time Delay InstantaneousOperation

8/18/2019 012- 12

63/162

Operation Operation

Thermal Trip

Magnetic Trip

I (A)Icu

22/01/56

ผศ.


รปท 12.12 ลักษณะสมบัต โดยท ัวไประหวาง กระแส-เวลา

ของ เซอรกตเบรกเกอรแบบ Thermal Magnetic

2. Solid-state ( Electronics )

8/18/2019 012- 12

64/162

สามารถปรับคากระแสและเวลาตางๆ ดอยางละเอยดเพอ ช นการทา Coordination ไดดังน

(1) Long Time Trip - Pick Up

- Time Dela

(2) Short Time - Pick Up

- me e ay -

- I2t OUT

(3) Instantaneous Trip - Pick Up

(4) Ground Fault Trip - Pick Up

22/01/56

ผศ.


- Time Delay

Long Timet (s)

8/18/2019 012- 12

65/162

Long Time

100

Long TimeDelay

10

ime(s)

Short TimePickup

Ground FaultPickup

1

Ground Fault

Delay (I t in)2

Delay (I t in)Short Time

2

0.1

0.01

or meInstantaneousPickup

Delay (I t out)2Ground Fault 2Delay (I t in)

รปท 12.13 ลักษณะสมบัต โดยท ัวไประหวาง กระแส-เวลา

1001.00 105 Current A

I (A)

22/01/56

ผศ.


ของเซอรกตเบรกเกอรแบบ Solid-state Trip

ระดับแรงดันปานกลาง ( Medium Voltage )

8/18/2019 012- 12

66/162

1.HV HRC Fuse ( High Voltage High Rupturing Capacity

Fuse )

- เปนบรภัณฑท ใชตัดวงจรโดยการหลอมละลาย

เม อกระแสท ไหล ผานมปรมาณเกนคาท กาหนดไว

ั ภาย นชวงระยะเวลาจากด คาหนง- ใชสาหรับปองกันบรภัณฑและระบบไฟฟาอันเกด

จากกระแส ลัดวงจรหรอกระแสเกน- ซ งมลักษณะสมบัตระหวางกระแส-เวลา

22/01/56

ผศ.



10

8/18/2019 012- 12

67/162

102

Time(s)

6 1 1 2 2 3 4 5 6 8 1 1 1

110

. 3 A

A A A A . 5 A

A A A A 0 A

5 A

0 A

100

-2

2

3

5

8

-10

ั ั ั

102

6 8 8 103

65432 108654324

Current A543210

12

22/01/56

ผศ.


ร ท 12.14 ลกษณะสมบต ดยทว ระหวางกระแส-เวลา ของ HV HRC Fuse

8/18/2019 012- 12

68/162

ั2. เซอรกตเบรกเกอรแรงดน านกลาง( Medium-voltage Circuit Breaker )

นยมใช- แบบ Vacuum

- แบบ SF ใชงานรวมกับ Protective Relays

22/01/56

ผศ.


3 รเลยปองกัน ( Protective Relays )

8/18/2019 012- 12

69/162

3. รเลยปองกน ( Protective Relays )รเลยปองกันท นยมใชมากท สดคอ

vercurren e ay

ปองกันสายปอนและสามารถแบงออกเปน1. Phase Overcurrent Relay ( 50 , 51 )

ใชปองกันเม อเกดกระแสเกนหรอลัดวงจรในเฟส ( Phase Faults )

No 50 เปนแบบทางานทันท ( Instantaneous )

No 51 เปนแบบทางานหนวงเวลา ( Time Delayed )

2. Ground Overcurrent Relays ( 50N , 51N , 50G , 51G )

ั ั

22/01/56

ผศ.


8/18/2019 012- 12

70/162

ั ั ั1. Long - Time Inverse : จะมการหนวงเวลานาน ช นการ องกน

ความตานทานท ตอลงดนของสายนวทรัล2. Standard Inverse : โดยทัวไปมลักษณะ 3/10 คอ ทจดกระแส

เทากับ 10 เทา ของกระแส

Plug Setting ท คา TMS = 1 จะมเวลาทางานของรเลยเทากับ 3 s

3. Ver Inverse : ใชเม อตองการเลอกชวงเวลากวาง ในขณะท

กระแสเปล ยนแปลงไมมากนัก

22/01/56

ผศ.


8/18/2019 012- 12

71/162

ั ั ั ั4. Extremely Inverse : จะมลกษณะเวลาทางานแ รผกผน

กับคากระแสยกกาลังสอง เหมาะกับการ Grading กับฟวส ั ั และเหมาะสาหรบการ ช องกนสายจาย

ั . e n e me : เวลาทางาน นแบบนจะ มขนกบเวลา แตข นกับคากระแสท ปรับต ังไวซ งหากกระแสเกนคาท ต ังไว

ดงกลาวรเลยจะทางานทนท

22/01/56

ผศ.


8/18/2019 012- 12

72/162

รเลยแบบ Static กราฟลักษณะสมบัต

8/18/2019 012- 12

73/162

สามารถแทนไดดวยสตรดังน 120 .

Standard Inverse t = s TMS = 1.0

1I−

10.02I

0.14

−Very Inverse t = s TMS = 1.0

Extremely Inverse t = s TMS = 1.0

1I

.

−

2

80

−

I = จานวนเทาของกระแสฐานอางอง

22/01/56

ผศ.


( PSM )

12.6 การปองกันกระแสผดพรองลงดน12.6 การปองกันกระแสผดพรองลงดน

8/18/2019 012- 12

74/162

ั ั ั

( Ground Fault Protection : GFP )( Ground Fault Protection : GFP )

ตามความสาคัญของสถานประกอบการ คอ1. ม Ground Fault Protection

ท วงจรประธาน ( Main Circuit ) อยางเดยว

2. ม Ground Fault Protectionท วงจรประธาน และวงจรสายปอน

3. ม Ground Fault Protectionท วงจรประธาน วงจรสายปอน

22/01/56

ผศ.


และ วงจรยอย ( Branch Circuit )

การปรับตังการปองกันการลัดวงจรลงดนไดดังน

8/18/2019 012- 12

75/162

- วงจรยอย จะปรับต ังกระแสไดท ขนาด 5 – 15 A

ั ns an aneous

- วงจรสายปอน จะปรับต ังกระแสไดท ขนาด 200 – 800 Aเวลา จะตองปรับตังให Coordinate กับ Ground Fault

Protection ของวงจรยอย หรอ 0.1 – 0.2 s- วงจรประธาน จะปรับต ังกระแสไดท ขนาด 400 – 1200 A

ั ั ัGround Fault Protection ของวงจรสายปอน

22/01/56

ผศ.


. – .

การ Coordination ของ Ground Fault Protection

8/18/2019 012- 12

76/162

ทาได 2 แบบคอ1. Time Current Band Selective

- วธน จัดใหมการหนวงเวลาระหวางGround Fault Protection ท ตออนกรมกัน

ั และหากตัวใกล ไมทางาน ตัวท อย ถัดไป

ตองทางานตอมาเ นลาดบเสมอ


22/01/56

ผศ.


1000MDB

8/18/2019 012- 12

77/162

100

600AT

GFP

GFP

200 A 0.1 s 200 A 0.1 sGFP

1200AT

200 A 0.1 s

600AT

GFP

C 400 A 0.3 s

10

Tim

e(s)

100AT

B

A

200A

6000A

12000

0.3 s

.0.1 s

Current (A)

22/01/56

ผศ.


ร ท 12.16 การ Coordination แบบ Time Current Band Selective

2. Zone Selective Interlock

8/18/2019 012- 12

78/162

- วธนมการหนวงเวลาระหวาง- Ground Fault Protection ท ตออนกรมเชนเดยวกับวธแรก

- แตเม อเกดการลัดวงจรข น CB ท อย ใกลจะ

- สงสั าณให CB ตัวถัดไปรอกอน

ตามเวลาหนวงท ต ังไว

ั ั ั ั- แตหากวา มมสญญาณ หรอตวถด กจะทางานทนท- ทาใหสามารถลดเวลาสาหรับ CB ใน

การตัดกระแสลัดวงจรลงดนได- และลดความเสยหายไดอยางมาก

22/01/56

ผศ.



8/18/2019 012- 12

79/162

GFR3

Main CB

F3 Trip Setting = 1,200 A

Time Delay = 0.5 s

F2

Trip Setting = 700 A

GFR2

Branch CB

Time Delay = 0.2 s

GFR1

F1Trip Setting = 100 A

Time Delay = Instantaneous

22/01/56

ผศ.


รปท 12.17 การ Coordination แบบ Zone Selective Interlock

8/18/2019 012- 12

80/162

ั ตวอยางท 12.2

ระบบ าแหงหนงจาย หกบแผงจาย

ซ งม CB ขนาด 400 AT ปองกันสายประธานสายประธานดงกลาวจาย หกบสายปอน นต MDB

โดยม CB ขนาด 70 AT , 90 AT , 100 AT , 90 AT

และ 80 AT ตามลาดบทแรงดน 400 Vดัง รปท 11จงทาการ Coordination อ กรณ องกน นระบบ

22/01/56

ผศ.


ตัวอยางท 12.2 ( ตอ )

8/18/2019 012- 12

81/162

I = 8 kA ท F1S/CMDB

400AT

70AT 90AT 100AT 90AT 80AT

LP1 LP2 LP3 LP4 LP5

ั


.

.

8/18/2019 012- 12

82/162

ั ขันตอนการทา Coordination มดังตอไปน

1. เขยนขอมลท จาเปนตางๆ ลงบน Single Line Diagram ั 2. คานวณหากระแสลดวงจรทจดตางๆ

ท สาคัญจากขอมลในขอ 1

3. หาขนาดและพกัดของบรภัณฑปองกันเบ องตน

และจากมาตร านตาง ท กาหนด แลวเขยน

ลงบน Single Line Diagram

ั ั ั ั 22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 82

4. ทาการ รบตงบรภณฑ หม Selective กนอยางเหมาะสม

8/18/2019 012- 12

83/162

ั

ตวอยางท . ตอ

.

หาขอมลตางๆ ไดดังน ั - คานวณหากระแสลดวงจรทแผงจาย MDB

สมมตวาในตัวอยางน คานวณไดขนาด

เทากับ 8 kA ทตาแหนง F1


8/18/2019 012- 12

84/162

ั - ทา Coordination ระหวาง


CB ประธาน 400 A ( Upstream ) ั

ขนาด 100 A ( Downstream )

ั -CB ท เหลอท มขนาดเลกกวายอมม Selective

ั


8/18/2019 012- 12

85/162

ั กรณท 1 เม อ CB ทกตัว เปนแบบ Thermal - Magneticตวอยางท . ตอ )

- เน องจาก CB 100 A ซ งเปนแบบ Thermal – Magnetic

ปรับต ังคาของ Magnetic Release

ไดสงสดประมาณ 10 เทาของกระแสพกัด CB

ั ั สวน CB 400 A จะมคา Instantaneous = 4000 A

- เมอนามา o ลงบนกระดาษ

กราฟ Log-Log กระแสกับเวลา

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 85จะไดดังรปท 12.19

8/18/2019 012- 12

86/162

ั กรณท 1(ตอ)ตวอยางท . ตอ

- จากรปจะเหนวา CB 100 A ทางานกอน CB 400 A

ถง 4 kA เทาน ัน

- กระแสมากกวา 4 kA ( ดังเชนในตัวอยางน มคากระแส

CB 400 A อาจจะทางานกอน CB 100 A ได

เนองจากกราฟ นสวน Instantaneous ของกราฟทังสองซอนทับกัน ซ งเรยกวาเปนระบบ

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 86แบบ Partial Selective

8/18/2019 012- 12

87/162

ั


กรณท1(ตอ)

- ถาตองการใหระบบเปนแบบ Fully Selective

- สามารถทาได โดยเลอก CB ประธานแบบ Class B

ซ งสามารถปรับต ังคาตางๆ ไดมากข น

ดง นกรณ ท 2



Ti ( )

8/18/2019 012- 12

88/162

Time (s)CB 100 A CB 400 A

1,000

CB 100 A set Ins 1,000 A

CB 400 A set Ins 4,000 A

100

10

.10

F1 = 8,000 A

.01 Current (A)

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 88รปท 12.19 ลักษณะกราฟเม อใชเซอรกตเบรกเกอร 400 AT แบบ Thermal-Magnetic


8/18/2019 012- 12

89/162

มหนวยการทรพเปน แบบ Solid State และม ICW

ะ ะ

รอหนวง เวลาให CB ดานลางทางานกอน )สวน CBขนาด 100 A ยังคงเปนแบบ

Thermal - Magnetic

- เน องจากคากระแสผดพรองสงสด = 8 kA

ั ั -

คา ICW ไมต ากวา 8 kA

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 89 ในท นเลอกคา I

CW= 10 kA ท เวลา 1 s


2( )

8/18/2019 012- 12

90/162

กรณท 2(ตอ)- ทาการปรับต ังคา Instantaneous Pick Up ของ CB 400 A

ใหม Selective กับ CB 100 A ดานลาง เพอ ห ทางานกอน เ มอ- ในท น จงปรับต ังคา 25 เทา หรอมคาเทากับ

ทาใหระบบเปนแบบ Fully Selective – ั ั .

เพ อเผ อเวลา Coordination กับ CB100 A




CB 100 A CB 400 A

1 000

8/18/2019 012- 12

91/162

1,000CB 400 A - LTPU = 400 A

LTD = 2.5 s ท 6 เทาSTPU = 2,400 A

STD = 0.1 s

10

100 I t = Off

INST = 10,000 A

1

.10

F1 = 8,000 A

10

.01

1,000100

Current (A)

10,000 100,000

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 91รปท 12.20 ลักษณะกราฟเม อใชเซอรกตเบรกเกอร 400 AT แบบ Solid–State

ตัวอยางท 12.3 ระบบไฟฟาแหงหน งจายไฟใหกับโหลด

โ CB 800 AT ั

8/18/2019 012- 12

92/162

โดยม CB ขนาด 800 AT ปองกันสายประธานซ งสายประธานดังกลาวจายไฟตอใหกับสายปอน

สายปอนหน งจายไฟใหกับมอเตอรเหน ยวนา rpmd

.

และม CB ปองกันขนาด 400 AT

นอกนนมสาย อนอนตอขนาน โดยม CB ปองกันขนาด 80 AT , 200 AT , 250 AT

และ100 AT

ตามลาดับ ทแรงดัน400 V


22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 92จงทาการ Coordination บรภัณฑปองกันในระบบ


I = 10 kA ท F1S/CMDB

8/18/2019 012- 12

93/162

I 10 kA ท F1S/CMDB

800AT

400AT 80AT 200AT 250AT 100AT

DB1 DB2 DB3

MotorController

Spare

1

M1110 kW1440 rpm

INDI = 205 A

I = 1230 A นาน 10 sI = 2030 A

nLR

inrush

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 93รปท 12.21 Single Line Diagram ของระบบไฟฟาแหงหน งท จายให โหลดมอเตอร

8/18/2019 012- 12

94/162


8/18/2019 012- 12

95/162

- เน องจากมอเตอรเปนโหลด การทาการปองกัน

ระบบไฟฟาตองพจารณาลักษณะสมบัต

- ลักษณะการเร มเดนเคร องของมอเตอร

การ องกนทดจะตอง มตด วงจร นขณะเร มเดนเคร องปกต บรภัณฑปองกันโดยท ัวไป

จะตองอย เหนอกราฟลักษณะสมบัตของ มอเตอรเสมอ


ั

8/18/2019 012- 12

96/162

ั - จากขอมลตางๆ ใน Single Line Diagramตวอยางท . ตอ

สามารถหาคาตางๆ ไดดังน

- ลักษณะสมบัตของมอเตอร Motor Profile

- ปกตหาขอมลไดจากผ ผลตมอเตอร

ั กระแสพกัด ( I

n) = 205 A

กระแสลอกโรเตอร( I

LR

) = 6 In

= 1230 A , 10 s

กระแสพงเขาช ัวคร ( I ) = 1.65 I = 2030 A


- ส ส ส

8/18/2019 012- 12

97/162

จากขอมลทงสามเราสามารถหาลกษณะสมบตของมอเตอร ไดดังรปท 12.22

- คา Maximum Stall Time ( MST ) คอคาเวลาสงสดท มอเตอรจะทนไดเม อทาการลอกโรเตอร ไว

ในท น ใหมคา20 s

-


- การปองกนกร แสเกนตามมาตรฐาน ว.ส.ท.

8/18/2019 012- 12

98/162

การปองกนกระแสเกนตามมาตรฐาน ว ส ท ไดกาหนดไว ใหต ังคาไมเกน 250% ของกระแสพกัดOvercurrent Limit = 2.5 I

n= 513 A

- การปองกันโหลดเกนตามมาตรฐาน ว.ส.ท.ต ังคาไมเกน 115% ของกระแสพกัดจะไดวา Overload Limit = 1.15 I

n= 236 A


- ทาการปรบตง Motor Starter Overload Trip

8/18/2019 012- 12

99/162

ทาการปรบตง pกราฟจะตองตัดกอนถง Overload Limit และคา MST

เพ อปองกันมอเตอรเสยหาย แตตองอย เหนอลักษณะ

ั ั ั

จะไดกราฟดังรปท 12.21


- ทาการเลอก CB

8/18/2019 012- 12

100/162

ทาการเลอกปกตจะใชขนาดประมาณ 175% ของกระแสพกัด

1.75 x In

= 1.75 x 205 = 359 A

–


- นากรา ของ CB 400 A มา Plot

8/18/2019 012- 12

101/162

นากรา ของ มาลงบนกระดาษกราฟ Log-Log กระแสกับเวลา

โดยจะตองใหกราฟม Selective กับลักษณะสมบัตมอเตอร

ั

- และสามารถตรวจจบความผดพรองทเกดขน ด ( 10 kA )


- ทาการปรับตัง CBขนาด 800 A ซงเปนแบบ Solid–State

8/18/2019 012- 12

102/162

ทาการปรบตง ขนาด ซงเปนแบบ- จะตองอย เหนอลักษณะสมบัตของมอเตอร

เพ อไม ใหตัดวงจรขณะ เร มเดนเคร องมอเตอร

ั ั

โดยจะตองไมตัดวงจรกอนท CB 400 A ทางาน

เมอเกดกระแสผดพรองขน- ดังน ันคา Instantaneous

ปรับคาท 15

เทา= 15 x 800 = 12000

หรอ12 kA



8/18/2019 012- 12

103/162

ตัวอยางท 12.4 ระบบไฟฟาแหงหน งจายไฟใหสายประธาน

ผานหมอแปลงขนาด 2000 kVA 22 kV/400-230 V

8/18/2019 012- 12

104/162

ผานหมอแปลงขนาด e a- ye ,

k=

ในระบบน การปองกันหมอแปลงทางดานปฐมภมสามารถเลอกใชฟวสหรอใชรเลยปองกันกับ CB ก ได

สวนทางดานทตยภม ใช CB ประธานปองกัน

สายปอน ม CB ขนาด 1000 A , 630 A , 400 A , 630 A ,

ดังรปท 12.23 จงทาการ Coordination ของระบบปองกันน


22 kV

100 A

5051

CT

8/18/2019 012- 12

105/162

51

แบบ Extremel Inverse

I = 48.10 kA ท F1S/CMDB

TR 2000 kVA

22 kV/400-230 V

% U = 6k

3200AT

F1

400AT 630AT 400AT 800AT 400AT1000AT 630AT 200AT

F1

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 105รปท 12.23 Single Line Diagram ของระบบไฟฟาแหงหน งแบบ Primary Selective

1. เขยนขอมลทจาเปนตางๆ ลงบน Single-Line Diagram ั

8/18/2019 012- 12

106/162

เขยนขอมลทจาเปนตางๆ ลงบน2. คานวณกระแสลัดวงจรท จดตางๆ ลงบน

Single-Line Diagram

ั ั ั .

เลอกไวจากขอมลในขอ 1 และขอ 2 และจาก

มาตรฐานตางๆ ทกาหนด ว4. ทาการปรับต ังบรภัณฑ ใหม Selective กันอยางเหมาะสม

จาก Single Line Diagram ทาการ Coordination ไดดังน


จาก Single Line Diagram ทาการ Coordination ดดงน

8/18/2019 012- 12

107/162

จาก ทาการ ดดงน

- คากระแสพกัดหมอแปลงทางดานแรงดันต า

In

( LV ) = = 2886 A0.4x3

2000

- คากระแสพกัดหมอแปลงทางดานแรงดันสง

= =2000

.


n.

22x3

- n

8/18/2019 012- 12

108/162

Iinrush

= 10 x 2886 = 28860 A นเวลา 0.1 s

- คากระแสลัดวงจรทางดานทตยภมของหมอแปลง ( F2 )สมมตวาเปน Infinite Bus จะไดวา

100ISC

( LV) = =nI

Tk%U.

2886x

0.9635X6

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 108= 49922 A = 49.92 kA

- คา Short Circuit Withstand Point มคา

= nI0.9635X6

8/18/2019 012- 12

109/162

= 49.92 kA

- แตเน องจากหมอแปลงตอแบบ Delta – Wye ตองปรับคาดังน คา Short Circuit Withstand Point

= 0.577 x 49.92

= .

- Transformer Limit ตามมาตรฐาน ว.ส.ท. .


. xn

=

ั ักรณท 1 ช วสเ นบรภณฑ องกนทางดานแรงดันสงของหมอแปลง

8/18/2019 012- 12

110/162

ทางดานแรงดนสงของหมอแปลง - เลอกขนาดและพกัดของบรภัณฑเบองตนทางดานแรงดันตา

เลอก CB ประธาน ควรมขนาดไมเกน 1.25 In= 3608 Aดังน ันในท น จงเลอก CB ขนาด 3200 AT

- ทางดานแรงดันสง เลอกฟวสควรมขนาดไมเกน 300 % ในท ใชคา 1.5 x I

n= 79 A


กรณท 1 ( ตอ )- ทาการปรับตัง CB สายปอน ขนาด 1000 A

8/18/2019 012- 12

111/162

ทาการปรบต ง CB สายปอน ขนาด 1000 A ( เนองจากมขนาด หญสด ) ลงบนกราฟ Log – Log

- โดยจะตองปรับต ังคาใหรับโหลดของสายปอนไดและตองตรวจจับกระแสผดพรองท สายปอนได( ซ งมขนาดประมาณ = F1 )


- การปรับตั งคาเซอรกตเบรกเกอรสายปอน 1000A

ซ งเลอกเปนแบบ Solid State ดังน ั ั

8/18/2019 012- 12

112/162

Lon – Time Pick U ปรับคา 1 เทาของกระแสพกัด= 1 x 1000 = 1000 A

Long – Time Delay เลอกปรับคาท เวลา 2.5 s ท กระแส 6 เทาShort – Time Pick Up ปรับคา 4 เทาของกระแสพกัด

= 4 x 1000 = 4000 A

Short – Time Delay เลอกปรับคาท เวลา 0.1 sI2t OFF

Instantaneous ปรับคา 12 เทาของกระแสพกัด= 12 x 1000 = 12000 A


- ทาการปรบตง CB ประธาน ขนาด 3200 ATลงบนกราฟกระแส – เวลา

8/18/2019 012- 12

113/162

ลงบนกราฟกระแส เวลา

- โดยจะตองปรับกราฟใหตัดกอนถงคา Transformer Limitตามมาตรฐาน ว.ส.ท. และตองปองกัน

กระแสผดพรองทางดานทตยภม ได โดยเวลาท ตองเผ อไว ระหวาง CB ท ังสอง

ั .


- ทาการปรับต ังเซอรกตเบรกเกอรประธาน

ั ขนาด 3200 A ดดงนLong – Time Pick Up ปรับคา 1 เทาของกระแสพกัด = 1 x 3200

8/18/2019 012- 12

114/162

g p

= 3200 A

Long – Time Delay เลอกปรับคาท เวลา 2.5 s ท กระแส 6 เทาShort – Time Pick Up ปรับคา 4 เทาของกระแสพกัด = 4 x 3200

= 12800 A

Short – Time Delay เลอกปรับคาท เวลา 0.2 s

I2t OFF

Instantaneous

ปรับคา15

เทาของกระแสพกัด= 15 x 3200 = 48000 A = 48 kA

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 114จะไดดังรปท 12.24

- เน องจากหมอแปลงตอแบบ Delta – Wye หากเกดกระแสผดพรองทางดาน

3 Ph Fault กระแสทางดานปฐมภม และ ทตยภม

8/18/2019 012- 12

115/162

ั ั

L-L Fault กระแสทางดานทตยภมปกตมขนาด 0.866 ( 3 Ph Fault )

กระแสทางดาน ฐมภมเสนหนงจะเหนคากระแส

ขนาด = 3 Ph Fault

ดังน ัน ในกรณน บรภัณฑปองกันทางดานป มภม เม อเหน 3 Ph Fault กอาจทางาน

ในขณะท บรภัณฑทางดาน ทตยภมเหน ั ั


กระแส 0.866 ( 3 Ph Fault ) เทานน จะยง มทางาน

- การ Coordination ทด บรภณฑปองกนทางดานปฐมภมจะตองไมทางานกอนบรภัณฑทางดานทตยภม

8/18/2019 012- 12

116/162

ดงนนจงตองมการเผอกระแส วอยางนอย

1 / 0.866 = 1.15 เทาของกระแสทางดานทตยภมดังรปท 12.24


- เลอกฟวสขนาด 80 A เพอปองกันดานแรงสงเลอกใหกราฟอย เหนอคากระแสพ งเขา

8/18/2019 012- 12

117/162

ในขณะเดยวกันก ไมควรใหกราฟเกนจด

คา Short Circuit Withstand Point และควรมSelective กับ CB ประธาน แตเน องจากฟวสขนาด 80 A ไม Selective กับ CB ดานลาง ( Downstream )

ดังนั นจงตองเลอกฟวสขนาดใหญข นไปอก ขนาด 100 A



กรณท 2 ใชรเลยและ CB ในการปองกัน

ทางดานแรงดันสงของหมอแปลง ั ั

8/18/2019 012- 12

118/162

ั ั - k

เลอกขนาด CB = 6 In = 315 A- ในทนจงเลอก CB ขนาด 400 A

- เลอกหมอแปลงกระแส เพ อใหรเลยตรวจจับสัญญาณควรมขนาดอยางต า = 1.25 x In = 65.6 A

- ในท น จงเลอกขนาดหมอแปลงกระแส CT

ขนาด 100 / 5 หรอ อัตรา 20 / 1 ั ั ั


- ทาการ รบตงรเลย องกน

- นทานองเดยวกับฟวสควรเลอกกราฟ ม หเกนคา Short Circuit Withstand Point

8/18/2019 012- 12

119/162

แตควรอย เหนอกระแสพ งเขาของหมอแปลง

และควรม Selective กับ CB ประธาน- ดังน ันจงควรปรับต ังรเลยดังน

=

ั

I pick up ปรับต ังคา = = 3.28 A

5x100

65.6

- .

คากระแสจรง 3.5 x 20 = 70 A


8/18/2019 012- 12

120/162

8/18/2019 012- 12

121/162

-

การปรับตังคาInstantaneous

จะตองปรับต ังใหเกนคา Let Through Fault ทางดานทตยภม

8/18/2019 012- 12

122/162

กลาวคอ ถาเกด 3 Ph Fault ทางดานทตยภมของหมอแปลง

รเลยทางดานป มภมตองไมทางานทันท( ตองใหบรภัณฑทางดานทตยภมทางานกอน )

- การทางาน Instantaneous จะทางานกตอเม อเกด

ท ข ัวทางดานปฐมภมของ หมอแปลง


- ปกตจะปรับต ังท คา 1.2 - 1.3 เทา

ของ Three Phase Fault ทางดานทตยภม- ดังนันคาทควรปรับตัง = 1 3 x 49 92 = 64 89 kA

8/18/2019 012- 12

123/162

ดงน นคาท ควรปรบต ง 1.3 x 49.92 64.89 kA ( คากระแสจรง )

- ปรับต ังรเลยท = 64896 x x = 59.0 A0.4 1 หรอมขนาด = 59.0 / 3.5 = 16.85 เทา

ั ั pick up- ในท น จงเลอกปรับต ังรเลยท 16 A

ซงมคากระแสจรง = 61.6 kA



8/18/2019 012- 12

124/162

ตัวอยางท 12.5 ระบบไฟฟาแหงหน ง เปนระบบ

แบบ Secondary Selective System โดยจายไฟ ,

8/18/2019 012- 12

125/162

,

22 kV/400-230 V ตอแบบ Delta – Wye ,

%Uk

= 6 % จานวน 2 ลก

ในระบบน การปองกันหมอแปลงทางดานแรงดันสง

สามารถเลอกใชฟวสปองกัน หรอใชรเลยกับ CB ปองกันก ไดสวนดานแรงดันต าใช CB ประธานปองกัน

สายปอนจะม CB ขนาด 500 AT , 1600 AT , 1000 AT ั ั22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 125ดังรปท 12.25

22 kV22 kV

50

51CT50

51CT

Fuse 100 A Fuse 100 A

8/18/2019 012- 12

126/162

I = 48.10 kA ท F1S/C

TR 2000 kVA

22 kV/400-230 V

% U = 6k

22 kV/400-230 V

TR 2000 kVA

% U = 6k

MDB

Main CB3200AT

Main CB3200AT

TIE CB = 2560ATF1

1000AT 1000AT1600AT500AT

DB3 DB4 Spare SpareSpareDB1 DB2 SpareSpare Spare

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 126รปท 12.25 Single Line Diagram ของระบบไฟฟาแหงหน งแบบ Secondary Selective

8/18/2019 012- 12

127/162

ั - จากขอมลขางตนจะเหน ดวา นตวอยางนมลักษณะคลายกับตัวอยางท แลว

ใ ไฟ

8/18/2019 012- 12

128/162

- เพยงแต ในระบบนมการจายไฟแบบ Secondary Selective

จงตองมการตดต ัง CB ( Tie CB ) เพ มข นมา- เน องจากหากการจายไฟดานใดดานหน งของระบบ

ไมทางาน กจะสามารถจายไฟผานอกดานหน งของระบบ โดยทาการ ON Tie CB ั

ความเช อถอไดของระบบไดกวา ั ั


-

คากระแสพกัดหมอแปลงทางดานแรงดันตาI ( LV ) = = 2886 A

2000

.

8/18/2019 012- 12

129/162

ั ั

.

- In

( HV ) = = 52.5 A ท แรงดัน 22 kV22x3

2000

- = n

Iinrush = 10 x 2886 = 28860 A ในเวลา 0.1 s


- คากระแสลัดวงจรทางดานทตยภมของหมอแปลง ( F1 ) สมมต วาเ น Infinite Bus จะ ดวา

ISC

( LV) = 49.92 kA

8/18/2019 012- 12

130/162

- คา Short Circuit Withstand Point

มคา = In100

= 49.92 kA

ั ั

.

–

คา Short Circuit Withstand Point = 0.577 x 49.92

= 28.8 kA ทเวลา 4 s

- Transformer Limit ตามมาตรฐาน ว.ส.ท. กาหนดใหมคาไมเกน

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 1301.25 I

n= 3608 A

กรณท 1 ช วสเปนบรภณฑปองกนทางดานแรงดันสงของหมอแปลง

8/18/2019 012- 12

131/162

- เลอกขนาดและพกัดของบรภัณฑเบ องตน ในทานองเดยวกับตัวอยางท แลว

- ดังน ันจะไดวาทางดานแรงดันต า


กรณท 1 ช วสเปนบรภณฑปองกนทางดานแรงดันสงของหมอแปลง

8/18/2019 012- 12

132/162

- ทางดานแรงดันสง เลอกฟวส = 80 A- ปรับต ัง CB สายปอน ขนาด 1600 A

เน องจากมขนาดให สด ลงบนกราฟ Lo – Lo - ตองปรับต ังคาใหรับโหลดของสายปอนได

ั

ในท น สมมต ใหหาไดขนาดประมาณ 20 kA


- ดังน ันทาการปรับต ังคา CB สายปอน 1600 A

ซงเลอกเปนแบบSolid State

ดังนLong – Time Pick Up = 1 x 1600 = 1600 A

8/18/2019 012- 12

133/162

Long – Time Delay เลอกปรับคาท เวลา 2.5 s

Short – Time Pick Up = 4 x 1600 = 6400 A

Short – Time Delay เลอกปรับคาทเวลา 0.1 sI2t OFF

Instantaneous = 10 x 1600 = 16000 A


8/18/2019 012- 12

134/162

-

การปรับตังดังนLong – Time Pick Up = 0.8 x 3200 = 2560 AL Ti D l ป ั 2

8/18/2019 012- 12

135/162

Long – Time Delay เลอกปรบคาท เวลา 2.5 s

ท กระแส 6 เทาShort – Time Pick Up = 3 x 3200 = 9600 A

– ั .I2t OFF


- ทาการปรบตง CB ประธาน ขนาด 3200 AT โดยจะตองปรับกราฟใหตัดกอนถงคา Transformer Limit

ตามมาตรฐาน วสท. และตองปองกนกระแสผดพรอง

8/18/2019 012- 12

136/162

ตามมาตรฐาน วสท. และตองปองกนกระแสผดพรอง

ทางดานทตยภม ได โดยเวลาท ตองเผ อไวระหวาง CB ทังสอง ปกตควรตังไวอยางต า 100 ms หรอ 0.1 s เชนกัน


- การปรับต ัง CB ประธาน ขนาด 3200 A ไดดังน

Lon – Time Pick U = 1 x 3200 = 3200 A

8/18/2019 012- 12

137/162

Long – Time Delay เลอกปรับคาท เวลา 2.5 s

Short – Time Pick Up = 4 x 3200 = 12800 A

ั or – me e ay เลอก รบคาทเวลา . sI2t OFF

Instantaneous = 12 x 3200 = 38400 A


8/18/2019 012- 12

138/162

- เลอกฟวสขนาด 100 Aเลอก CB ขนาด 400 Aเลอก CT ขนาด 100 / 5

8/18/2019 012- 12

139/162

เลอก CT ขนาด 100 / 5

- เลอกปรับต ังรเลยท คากระแสปรับต ัง 3.28ท คา TMS = 0.92

- ั ซ งมคากระแสจรง = 77 kA

ั .


1,000

Time (S)

Feeder CB Main CB Fuse 80 A

3 200 A

TR Limit

1,600 A

2,560 ATIE CB

100 Relay

50

51

8/18/2019 012- 12

140/162

10

S/C With Stand Point

116 %

Margin

.10Iinrush

.01

100 1,000 10,000 1,000,000100,000

Current (A)I = 48.1 kAF

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 140รปท 12.26 การ Coordination เพ อทาการปองกันระบบไฟฟาแบบ Secondary Selective

ตัวอยางท 12.6 ใหระบบไฟฟาแหงหน ง จายไฟใหกับโหลดโดย

ัม CB ขนาด 3000 A องกนสาย ระธาน

ซ งสายประธานดังกลาวจายไฟใหกับสายปอน

ดยม CB ขนาด 500 A , 600 A , 1200 A , 600 A ,

8/18/2019 012- 12

141/162

และ800 A

ปองกันสายปอนตามลาดับนอกจากนยังมวงจรยอยตอจากสายปอนอกท

โดยม CB ขนาดใหญสด 100 AT ปองกันวงจรยอย

ดังรปท 12.27จงทาการ Coordination การปองกันลัดวงจรลงดน

( Ground Fault Protection : GFP ) ของระบบไฟฟาแหงน

โดย กรณท 1 ม GFP ท วงจรประธานเทานั น

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 141กรณท 2 ม GFP ท วงจรประธานและสายปอน

MDB

3000ATGFP

8/18/2019 012- 12

142/162

( GFP ) ( GFP ) ( GFP ) ( GFP ) ( GFP )

B

100AT

A

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 142รปท 12.27 Single Line Diagram ของระบบไฟฟาแหงหน ง

1. เขยนขอมลท จาเปนตาง ลงบน Single Line Diagram

2. หากระแสลัดวงจรลงดนจากขอมลในขอ 1 ั ั ั ั

.

8/18/2019 012- 12

143/162

ั - CB ประธาน 3000 A

CB สาย อน 1200 Aและ CB สาขา 100 A เปน CB แบบ Thermal – Magnetic ซงม งกชนการทางาน Long Time และ Instantaneous

ปองกันการลัดวงจรในสายเฟส

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 143ดังรปท 12.28

8/18/2019 012- 12

144/162

ั ักรณท 1 มการ องกนการลดวงจรลงดน

ท วงจรประธานเทาน ัน ( ตอ )

8/18/2019 012- 12

145/162

- จะเหนไดวา ในท น หาก CBสายปอนขนาด 1200 A( ซ งเปนขนาดใหญสด ) มการเลอกขนาดและปรับต ัง


- ถาตองการ GFP ให Fully Selective จะตองต ัง

Ground Fault Pick Up

มากกวา6000 A


ns an aneous

กรณท 1 ( ตอ )- แต เน องจากการเกดการลัดวงจรลงดน

ปกตมขนาดกระแสนอย

8/18/2019 012- 12

146/162

ปกตมขนาดกระแสนอย

- ดังนัน การปรับตังการปองกันการลัดวงจรลงดนท กระแส สงๆ จงไมปลอดภัย


กรณท ตอ

- ในการปรับต ังควรปรับต ังท คากระแสต าๆ

8/18/2019 012- 12

147/162

ๆ

ั ั

โดยหนวงเวลาไวท 0.2 s

ดงร ท 12.28


8/18/2019 012- 12

148/162

22/01/56 ผศ . ประสทธ พทยพัฒน 148รปท 12.28 การ Coordination เพ อทาการปองกันการลัดวงจรลงดนท วงจรประธาน

- จากรป จะเหน ดวาการปรับตังดังกลาวแมจะสามารถ�

012-บทที่ 12 การป้องกันระบบไฟฟ้า

Documents

Transcript of 012-บทที่ 12 การป้องกันระบบไฟฟ้า