cache
cache
cache
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
วิทยานิพนธ<br />
เรื่อง<br />
การปองกันหมอแปลงไฟฟากําลัง<br />
Power Transformer Protection<br />
โดย<br />
นายอิสรา ศิริตันหยง<br />
เสนอ<br />
บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร<br />
เพื่อความสมบูรณแหงปริญญาวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต<br />
(วิศวกรรมไฟฟา)<br />
พ.ศ. 2547<br />
ISBN 974-274-183-2
กิตติกรรมประกาศ<br />
วิทยานิพนธฉบับนี้สําเร็จลุลวงไปดวยดี<br />
เนื่องจากไดรับความชวยเหลือและความ<br />
อนุเคราะหอยางดียิ่งของรองศาสตราจารย<br />
ดร. ตฤณ แสงสุวรรณ อาจารยที่ปรึกษาวิทยานิพนธ<br />
ซึ่ง<br />
ไดใหคําแนะนําและแนวทางในการทําวิทยานิพนธที่เปนประโยชนดวยดีตลอดมา<br />
นอกจากนี้<br />
ขาพเจาขอขอบพระคุณ คณะกรรมการที่ปรึกษาทุกทานซึ่ง<br />
ประกอบดวย อาจารย ดร. ปานจิต ดํารงกุลกําจร และอาจารย ดร. ชูเกียรติ การะเกตุ ที่ไดสละเวลา<br />
ตรวจสอบแกไขและใหคําแนะนําในการทําวิทยานิพนธจนสําเร็จลุลวงดวยดี<br />
สุดทายนี้<br />
ขาพเจาขอกราบขอบพระคุณ มารดาและผูที่มีพระคุณทุกทานที่ใหการ<br />
สนับสนุนแกขาพเจาตลอดมาจนสําเร็จการศึกษา<br />
นายอิสรา ศิริตันหยง<br />
เมษายน 2547
สารบัญ<br />
สารบัญ…………………………………………………………………………………….……..(1)<br />
สารบัญตาราง…………………………………………………………………………………….(3)<br />
สารบัญภาพ………………………………………………………………………………………(5)<br />
คําอธิบายสัญลักษณ คํายอและอักษรยอ.......................................................................................(14)<br />
คํานํา………………………………………………………………………………………………..1<br />
วัตถุประสงค…………………………………………………………………………………...…..2<br />
การตรวจเอกสาร……………………………………………………………………………….…..3<br />
ทฤษฎีเบื้องตนของหมอแปลง..............…………………………………….……………..3<br />
โครงสรางหมอแปลง......................................................………….………………..……13<br />
การแบงชนิดหมอแปลง............................................................……………….…………33<br />
ระบบฉนวนหมอแปลง.......................…………………………………………………...35<br />
การตอหมอแปลงและกลุมเวกเตอร…………..……………………………………….....40<br />
การทดสอบหมอแปลง…………………………………………………………………..48<br />
หมอแปลงแบบออโต……………………………………………………………...……..74<br />
หมอแปลงกระแส........…………………………………………………………………..80<br />
กระแสพุงเขา...................………………………………………………………………..86<br />
ฮารมอนิกในหมอแปลง...………………………………………………………………..89<br />
ประเภทของความผิดพรองที่เกิดขึ้นในหมอแปลง...……………………………………..93<br />
การปองกันหมอแปลง..……………...…………………………………………………..98<br />
การขนานหมอแปลง........................................................................................................108<br />
อุปกรณและวิธีการ……………………………………………………………….….…………..111<br />
อุปกรณ……………………………………………………………………..…………..111<br />
วิธีการ……………………………………...………………………………..………….111<br />
ผลและวิจารณ ………………………………………………………………………………….115<br />
สรุป………………………………………………………………….………………………..…210<br />
เอกสารและสิ่งอางอิง….…………………………………………………………………………220<br />
(1)<br />
หนา
สารบัญ (ตอ)<br />
ภาคผนวก………………………...………………………………………………………...……223<br />
ภาคผนวก ก ไดอะแกรมการตอรีเลยปองกันหมอแปลง……………...…….……….…224<br />
ภาคผนวก ข โครงสราง องคประกอบอื่นๆและ<br />
การตั้งคาอุปกรณปองกันหมอแปลง...249<br />
ภาคผนวก ค วิธีระบายความรอนของหมอแปลง..………………………………….....268<br />
ภาคผนวก ง รีเลยปองกันหมอแปลงรุนตางๆของบริษัทผูผลิต......................................276<br />
(2)<br />
หนา
สารบัญตาราง<br />
ตารางที่<br />
หนา<br />
1 ชนิดของการไหลเวียน.......................................................................................................27<br />
2 วิธีระบายความรอนของหมอแปลง....................................................................................28<br />
3 กลุมเวกเตอรหมอแปลงที่ใชงานทั่วไป.....................................................................….…46<br />
4 กลุมเวกเตอรหมอแปลงที่ใชเฉพาะงาน..............................................................................47<br />
5 ตารางแสดงการตอขดลวด กลุมเวกเตอร<br />
และแผนภาพเฟสเซอรของแรงดัน<br />
สําหรับหมอแปลงสามเฟส………………………………………………………………53<br />
6 ตารางแสดงการตอขดลวด กลุมเวกเตอร<br />
และแผนภาพเฟสเซอรของแรงดัน<br />
สําหรับหมอแปลงหกเฟส..................................................................................................54<br />
7 แสดงคาระดับแรงดันที่ใชทดสอบหมอแปลง....................................................................66<br />
8 แสดงการแบงประเภทเพื่อแบงระดับความแข็งแรงทางกลของหมอแปลง........................70<br />
9 แสดงตารางสรุปการทดสอบสําหรับหมอแปลงแบบแหง.................................................71<br />
10 แสดงตารางสรุปการทดสอบสําหรับหมอแปลงแบบฉนวนเหลว.................................72-73<br />
11 ความสัมพันธระหวางฮารมอนิกที่<br />
3 กับการตอขดลวดหมอแปลง……………………….92<br />
12 ตารางการเลือกใชงานบุคโฮลซรีเลย................................................................................120<br />
13 ตารางการเลือกคาเปอรเซ็นตความชัน..............................................................................130<br />
14 การเซตติ้งฟงกชันกระแสเกิน-เวลา..................................................................................137<br />
15 ตารางการเลือกพิกัดกระแสตอเนื่องของฟวส...................................................................139<br />
16 การเปรียบเทียบอัตราสวนการปองกันระหวางหมอแปลงกับกับดักเสิรจ………………142<br />
17 ตารางกับดักเสิรจของบริษัท GE………………………………………………………..142<br />
18 ขั้นตอนการเซตติ้งของรีเลยผลตางกรณีศึกษาที่<br />
3........………………...………………156<br />
19 ตารางคาคงที่ของรีเลยกระแสเกินรุน<br />
MCO …..….……………………………………159<br />
20 การเปรียบเทียบการเซตติ้งรีเลยทั้งสามชนิด…………………………………..….….…203<br />
21 การเปรียบเทียบฟงกชันรีเลยทั้งสามชนิด….………………………………………..….204<br />
22 การเปรียบเทียบรีเลยกระแสเกินทั้งสามชนิด………………………………………..….204<br />
(3)
สารบัญตาราง(ตอ)<br />
ตารางที่<br />
หนา<br />
23 ตารางสรุปการปองกันหมอแปลงฉนวนแหงขนาดตั้งแต<br />
1 ~ 5,000 kVA.....................211<br />
24 ตารางสรุปการปองกันหมอแปลงฉนวนแหงตั้งแตขนาด<br />
มากกวา5,000 kVA ~ ต่ํากวา10<br />
MVA...........................................................................212<br />
25 ตารางสรุปการปองกันหมอแปลงฉนวนแหงขนาดตั้งแต<br />
10 MVA ขึ้นไป...................213<br />
26 ตารางสรุปการปองกันหมอแปลงฉนวนเหลวขนาดตั้งแต<br />
1 ~ 5,000 kVA……………215<br />
27 ตารางสรุปการปองกันหมอแปลงฉนวนเหลวตั้งแตขนาด<br />
มากกวา 5,000 ~ แตไมเกิน10 MVA…………………………………………………..216<br />
28 ตารางสรุปการปองกันหมอแปลงฉนวนเหลวขนาดตั้งแต10<br />
MVA ขึ้นไป...................217<br />
29 ตารางสรุปการปองกันหมอแปลงฉนวนเหลวขนาดตั้งแต10<br />
MVA ขึ้นไป...................218<br />
30 สถิติความเสียหายหมอแปลงของการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย...…...................219<br />
(4)
สารบัญภาพ<br />
ภาพที่<br />
หนา<br />
1 กระแสของหมอแปลงที่ใชงานจริงขณะไมมีโหลด.............................................................6<br />
2 แผนภาพเวกเตอรของหมอแปลงที่ใชงานจริงขณะไมมีโหลด.............................................7<br />
3 กระแสของหมอแปลงที่ใชงานจริงขณะมีโหลด………………………………………..…8<br />
4 วงจรสมมูลยของหมอแปลงที่ใชงานจริงขณะมีโหลด.........................................................8<br />
5 แผนภาพเวกเตอรเมื่อเปนโหลดรีซิสทีฟ(cos<br />
ϕ2 = 1)………….………………………..11<br />
6 แผนภาพเวกเตอรเมื่อเปนโหลดอินดักทีฟ(cos<br />
ϕ2 < )......................................................11<br />
7 แผนภาพเวกเตอรเมื่อเปนโหลดอินดักทีฟ(cos<br />
ϕ2 < 1)....................................................12<br />
8 เสนแรงสนามแมเหล็กของวิธีการมวนรอน(Hot rolled sheet steel)……….…….………14<br />
9 เสนแรงสนามแมเหล็กของวิธีแผนเหล็กมวนเย็นที่มีการเรียงตัวของผลึกคริสตัล<br />
( Cold rolled grain oriented silicon steel )..……….…………………………..….……..14<br />
10 ชนิดของแกนเหล็กแบบคอรของหมอแปลง 1 เฟสและหมอแปลง 3 เฟส………….……16<br />
11 แกนเหล็กแบบเชลของหมอแปลง 1 เฟสและหมอแปลง 3 เฟส.........................................17<br />
12 โครงสรางแกนเหล็กแบบตาง……………………………………………..………..……19<br />
13 ลักษณะของตัวนําที่ใชพันขดลวดหมอแปลง…………………………………….….…..20<br />
14 ลักษณะการพันขดลวดหมอแปลงแบบกนหอย แบบแผนจานและแบบทรงกระบอก.….21<br />
15 ลักษณะการพันขดลวดหมอแปลงแบบกนหอย(Helical winding)....................................21<br />
16 ลักษณะการพันขดลวดหมอแปลงแบบแผนจาน(Disk winding)……………………......22<br />
17 ลักษณะการพันขดลวดหมอแปลงแบบทรงกระบอก(Cylindrical winding)………….....22<br />
18 ลักษณะการพันขดลวดหมอแปลงแบบสลับขามบนลาง(Cross over winding)………....23<br />
19 ลักษณะของขดลวดหมอแปลงแบบเชล...........................................................................23<br />
20 ตัวถังแบบเรียบ(Plain tank)..............................................................................................25<br />
21 ตัวถังแบบมีทอไหลเวียนน้ํามัน(Tank<br />
with tube)…………………………………….....25<br />
22 ตัวถังแบบมีแผงระบายความรอน(Tank with radiator)....................................................26<br />
23 ตัวถังแบบติดตั้งตัวระบายความรอนแยกจากตัวถัง(Tank<br />
with separate cooler)..............26<br />
24 การระบายความรอนโดยอากาศตามธรรมชาติ (Natural air cooling ; AN)…………......29<br />
25 การระบายความรอนโดยการเปาอากาศ (Forced air cooling ; FA)……………...……...29<br />
(5)
สารบัญภาพ (ตอ)<br />
ภาพที่<br />
หนา<br />
26 การระบายความรอนโดยการไหลเวียนตามธรรมชาติของอากาศและน้ํามัน……….…...30<br />
27 การระบายความรอนโดยการไหลเวียนตามธรรมชาติของน้ํามันและเปาอากาศ…...........30<br />
28 การระบายความรอนโดยสูบและฉีดน้ํามันผานปมและอากาศไหลเวียนตามธรรมชาติ<br />
และสูบและฉีดน้ํามันผานปมและเปาอากาศ<br />
( OFAN/ OFAF)……………….…………31<br />
29 การระบายความรอนโดยน้ํามันไหลผานขดลวดโดยตรงและเปาอากาศ………………..32<br />
30 การระบายความรอนโดยสูบและฉีดน้ํามันผานปมและใชน้ําไหลเวียน…………….…...32<br />
31 โครงสรางหมอแปลงชนิดแหง(Dry-Type Transformers)…………………...………….35<br />
32 หมอแปลงชนิดเติมของเหลวแบบถังปด (Sealed Tank)………………………………...36<br />
33 หมอแปลงชนิดเติมของเหลวแบบถังคอนเซอเวเตอร (Conservator tank)………….…...37<br />
34 หมอแปลงชนิดเติมของเหลวแบบถังปดที่มีกาซ-น้ํามัน<br />
(Gas-Oil Seal)………..…..…...38<br />
35 หมอแปลงชนิดเติมของเหลวแบบความดันกาซอัตโนมัติ (Automatic Gas Pressure)…..39<br />
36 การตอหมอแปลง3 เฟสแบบตางๆ....................................................................................41<br />
37 การตอหมอแปลงแบบวี-วี.................................................................................................42<br />
38 การตอหมอแปลงแบบซิกแซก..........................................................................................43<br />
39 การตอหมอแปลงแบบสก็อต.............................................................................................44<br />
40 การตอหมอแปลงแบบสกอตตเมื่อตอเขากับโหลด...........................................................44<br />
41 การตอหมอแปลงแบบเลอบล็อง........................................................................................45<br />
42 วงจรบริดจของทอมสันบริดจ(Thomson Bridge)………………………………………..49<br />
43 วงจรทดสอบวิธีโวลตมิเตอร-แอมปมิเตอร…………………………………………..….50<br />
44 สภาพขั้วบวกและสภาพขั้วลบ..........................................................................................50<br />
45 วงจรทดสอบของวิธีแรงดันกระแสสลับ(Alternating Voltage)…………………………51<br />
46 วงจรทดสอบของวิธีเปรียบเทียบ(Comparison Method)………………………………...52<br />
47 วงจรทดสอบของวิธีวงจรบริดจอัตราสวน(Ratio Bridge)…………………………….....52<br />
48 วงจรทดสอบของวิธีเปรียบเทียบ(Comparison Method)……………………..………….55<br />
49 วงจรทดสอบของวิธีวงจรบริดจอัตราสวน(Ratio Bridge Method)………………..…….56<br />
50 วงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 1 เฟสที่ไมใชหมอแปลงเครื่องมือวัด.............................57<br />
(6)
สารบัญภาพ (ตอ)<br />
ภาพที่<br />
หนา<br />
51 วงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 1 เฟสที่ใชหมอแปลงเครื่องมือวัดตอรวม......................57<br />
52 วงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 3 เฟสที่ใชหมอแปลงเครื่องมือวัดตอรวม......................57<br />
53 วงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 1 เฟสที่ไมมีหมอแปลงเครื่องมือวัด...............................58<br />
54 วงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 1 เฟสที่มีหมอแปลงเครื่องมือวัด……………………....59<br />
55 วงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 3 เฟสที่มีหมอแปลงเครื่องมือวัด……………………....59<br />
56 วงจรทดสอบวิธีวงจรบริดจอิมพีแดนซ.............................................................................60<br />
57 วงจรทดสอบวิธีวงจรบริดจอิมพีแดนซแบบรีซิสเตอร-คาปาซิสเตอร...............................60<br />
58 วงจรทดสอบวิธีวงจรบริดจอิมพีแดนซแบบอัตราสวนหมอแปลง....................................60<br />
59 วงจรทดสอบสําหรับหมอแปลงออโตที่ไมมีหมอแปลงเครื่องมือวัด……………………61<br />
60 วงจรสมมูลยแบบสตารของหมอแปลงสามขดลวด..........................................................61<br />
61 วงจรทดสอบอิมพีแดนซลําดับศูนย……………………………………………………..62<br />
62 วงจรทดสอบแรงดันอิมพัลส……………………………………………………………63<br />
63 รูปคลื่นแรงดันอิมพัลสแบบสวิทชิ่ง.................................................................................63<br />
64 รูปคลื่นแรงดันอิมพัลสแบบฟาผา....................................................................................64<br />
65 รูปคลื่นแรงดันอิมพัลสแบบเต็มรูปคลื่นสับตามลําดับ………………………………….64<br />
66 วงจรทดสอบแรงดันประยุกตใชงาน................................................................................65<br />
67 วงจรทดสอบวิธีจายโหลดกลับแบบ 1 เฟส......................................................................69<br />
68 วงจรทดสอบวิธีจายโหลดกลับแบบ 3 เฟส......................................................................69<br />
69 การเปรียบเทียบระหวางหมอแปลงแบบแยกขดลวดกับหมอแปลงออโต........................74<br />
70 แผนภาพของมุมเฟสระหวางดานแรงสูงและแรงต่ําและการตอแบบสตาร......................75<br />
71 แผนภาพของมุมเฟสระหวางดานแรงสูงและแรงต่ําและการตอแบบเดลตา.....................76<br />
72 แผนภาพของมุมเฟสระหวางดานแรงสูงและแรงต่ําและการตอแบบซิกแซก-สตาร........77<br />
73 ทิศทางการไหลของกระแสในกรณีที่ไมมีขดลวดตติยภูมิ<br />
ของหมอแปลงแบบแยกขดและหมอแปลงออโต.............................................................79<br />
74 ทิศทางการไหลของกระแสในกรณีที่ไมมีขดลวดตติยภูมิ<br />
ของหมอแปลงแบบแยกขดและหมอแปลงออโต..............................................................79<br />
(7)
สารบัญภาพ (ตอ)<br />
ภาพที่<br />
หนา<br />
75 วงจรสมมูลยของหมอแปลงกระแส………………………………..…………………..81<br />
76 แผนภาพเฟสเซอรของหมอแปลงกระแส........................................................................82<br />
77 วงจรสมมูลยของหมอแปงกระแส...................................................................................84<br />
78 ปรากฎการณของกระแสพุงเขาในตอนเริ่มตน………………………………………….86<br />
79 ลักษณะของกระแสพุงเขาในตอนเริ่มตน<br />
( ก.) เมื่อหมอแปลง<br />
ตอแบบสตารและ( ข.) เมื่อหมอแปลงตอแบบเดลตา.......................................................87<br />
80 กระแสพุงเขาจากแรงดันกลับคืน.....................................................................................87<br />
81 กระแสพุงเขาจากผลกระทบของหมอแปลงที่ขนานกันตอเขาใชงานในระบบ................88<br />
82 ฟลักซเปนรูปคลื่นซายนแตกระแสไมมีโหลดกับแรงเคลื่อนเหนี่ยวนํามีฮารมอนิกที่3…89<br />
83 กระแสไมมีโหลดเปนรูปคลื่นซายนแตฟลักซกับแรงเคลื่อนเหนี่ยวนํามีฮารมอนิกที่3…90<br />
84 การปองกันแบบผลตางของหมอแปลงแปลง 1 เฟส........................................................98<br />
85 แสดงคุณลักษณะผลตางเปอรเซ็นตทางปฏิบัติ...............................................................100<br />
86 การปองกันกระแสเกินดวยรีเลย 50 และรีเลย 51............................................................101<br />
87 การปองกันความผิดพรองลงดินของขดลวดเดลตาและสตารโดยใชรีเลย 87N………..102<br />
88 การปองกันความผิดพรองลงดินของขดลวดเดลตาและสตารโดยใชรีเลย 67N…….….103<br />
89 การปองกันการลัดวงจรลงดินแบบจํากัดบริเวณ………………………………………104<br />
90 การปองกันแบบผสมระหวางการวัดคาผลตางและการปองกัน<br />
ความผิดพรองลงดินแบบจํากัดบริเวณ………………………………………………...106<br />
91 การปองกันความผิดพรองจากถังลงดิน..........................................................................106<br />
92 การขนานหมอแปลง 1 เฟส……………………………………………………………108<br />
93 การตอขั้วสายหมอแปลง<br />
3 เฟส สําหรับการขนานหมอแปลง…………………………110<br />
94 อุปกรณปลอยความดัน(Pressure Relief Device)............................................................116<br />
95 รีเลยความดันทันทีทันใด(Sudden Pressure Relay)……………………………….........117<br />
96 บุคโฮลซรีเลย(Buchholz Relay)………………………………………………………..118<br />
(8)
สารบัญภาพ (ตอ)<br />
ภาพที่<br />
หนา<br />
97 การปองกันการสะสมของกาชในตัวถังหมอแปลง………………………………….….118<br />
98 การปองกันความดันสูงทันทีทันใด.................................................................................119<br />
99 การปองกันตัวถังหมอแปลงรั่ว........................................................................................119<br />
100 อุปกรณระบายความดันและวัดความดัน.........................................................................121<br />
101 ตัวตรวจจับกาชและถุงยาง..............................................................................................121<br />
102 อุปกรณวัดอุณหภูมิหมอแปลง........................................................................................123<br />
103 กราฟคุณลักษณะรีเลยผลตางแบบไมมีการไบแอส……………….…………………....124<br />
104 การปองกันผลตางแบบไมมีการไบแอส……………………………………………….124<br />
105 กราฟคุณลักษณะรีเลยผลตางแบบเปอรเซนตไบแอส.....................................................125<br />
106 การปองกันผลตางแบบเปอรเซนตไบแอส……………………………….………….....125<br />
107 การปองกันผลตางแบบอิมพีแดนซสูง.............................................................................126<br />
108 เสนโคงเปอรเซ็นตความชันของรีเลยแบบดิจิตอล..........................................................135<br />
109 วงจรการปองกันหมอแปลงจายโหลดสํารอง(RAT)ของโรงไฟฟาพระนครใต………..143<br />
110 กราฟคุณลักษณะเวลาและกระแสของรีเลยปองกัน50/51RAT………………………...145<br />
111 กราฟคุณลักษณะเวลาและกระแสของรีเลยปองกัน51GT…………….………………..146<br />
112 การปองกันหมอแปลงไฟฟาของโรงไฟฟาพลังความรอนรวมวังนอย อยุธยา................147<br />
113 กราฟคุณลักษณะเวลาและกระแสของรีเลยกระแสเกินรุน<br />
IFC53A ที่ความถี่<br />
50 Hz…..154<br />
114 วงจรการปองกันหมอแปลงของสถานีไฟฟา MS………………………………………155<br />
115 กราฟแสดงเสนโคงของความไวและคามิสแมทชของรีเลยรุน<br />
HU……………….........157<br />
116 การจัดลําดับการปองกันกระแสเกินที่เฟส.......................................................................163<br />
117 การจัดลําดับการปองกันกระแสเกินลงดิน.......................................................................163<br />
118 การปองกันผลตาง(87MT)...............................................................................................164<br />
119 กราฟแสดงคุณลักษณะการปองกันผลตาง(87MT)…………………….…….…………168<br />
120 การปองกันผลตาง(87UT)………………………..……………………………………..168<br />
121 กราฟแสดงคุณลักษณะการปองกันผลตาง(87UT)……………………………..……….171<br />
122 การปองกันผลตาง(87GT)................................................................................................172<br />
(9)
สารบัญภาพ (ตอ)<br />
ภาพที่<br />
หนา<br />
123 กราฟแสดงคุณลักษณะการปองกันผลตาง(87GT)……………………………………..176<br />
124 การปองกันการลัดวงจรลงดินโดยใชรีเลยกระแสเกิน(51NGT)……………………......177<br />
125 กราฟแสดงคุณลักษณะการปองกันลัดวงจรลงดินโดยใชรีเลยกระแสเกิน(51NGT).......178<br />
126 ปองกันการลัดวงจรลงดินโดยใชรีเลยกระแสเกิน(50/51UT)…………………………..178<br />
127 กราฟแสดงคุณลักษณะการปองกันกระแสเกิน(50/51UT)……………………………..180<br />
128 กราฟแสดงคุณลักษณะการปองกันแรงดันตอความถี่......................................................181<br />
129 การปองกันหมอแปลงไฟฟาของโรงไฟฟาพลังความรอนรวมราชบุรี............................182<br />
130 กราฟคุณลักษณะของรีเลยปองกันผลตาง 87T (SR745)……………….………………183<br />
131 กราฟแสดงการปองกันกระแสเกินที่เฟส(51T)…………………………………………184<br />
132 กราฟแสดงการปองกันกระแสเกินที่จุดตอลงดิน(51TN)……………………………….185<br />
133 ขั้นตอนการระเบิดของหมอแปลง....................................................................................187<br />
134 ชุดอุปกรณของระบบปองกัน...........................................................................................188<br />
135 ชุดลดระดับความดัน(Depressurisation Sets)………………………………………..…189<br />
136 ชุดกําจัดกาช(Explosive gas elimination sets)………………………………………….190<br />
137 ชุดแยกน้ํามันออกจากกาช(Oil-gases<br />
separation sets)………………………………….190<br />
138 วาลวปดถังคอนเซอรเวเตอร(Conservator shutter)……………………………………..191<br />
139 แผงควบคุม(Control box)………………………………………………………………191<br />
140 การทํางานของระบบปองกันหมอแปลงระเบิด...............................................................193<br />
141 การทํางานของระบบปองกันหมอแปลงระเบิด...............................................................193<br />
142 การทํางานของระบบปองกันหมอแปลงระเบิด...............................................................193<br />
143 ลอจิกไดอะแกรมของการปองกันการระเบิด...................................................................194<br />
144 ลอจิกไดอะแกรมของการดับไฟ.......................................................................................194<br />
(10)
สารบัญภาพ (ตอ)<br />
ภาพผนวกที่<br />
หนา<br />
1 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dy1……………143<br />
2 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dy11..…………144<br />
3 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yd1……………145<br />
4 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yd11…..………146<br />
5 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yz1……………147<br />
6 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yz11……… …148<br />
7 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yy0……………149<br />
8 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yy6……………150<br />
9 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dd0……………151<br />
10 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dd6……….……152<br />
11 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dz0……….……153<br />
12 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dz6……….……154<br />
13 การปองกันแบบวัดคาผลตางดวยรีเลย 87 โดยใชหมอแปลงกระแสชวย………………155<br />
14 การปองกันแบบวัดคาผลตางแบบสมดุลยอยางหยาบ......................................................156<br />
15 การปองกันแบบวัดคาผลตางกรณีที่มีหนึ่งแหลงจาย.......................................................157<br />
16 การปองกันแบบวัดคาผลตางกรณีที่แหลงจายทั้งสองดาน…………………………..…158<br />
17 การปองกันการลัดวงจรลงดิน.........................................................................................159<br />
18 การปองกันการลัดวงจรในสายเฟสและการลัดวงจรลงดิน.............................................160<br />
19 การปองกันแบบวัดคาผลตางของหมอแปลงที่ตอลงดิน..................................................161<br />
20 การปองกันกระแสเกินของหมอแปลงที่ตอลงดิน...........................................................162<br />
21 การปองกันการลัดวงจรลงดินแบบจํากัดบริเวณของหมอแปลงที่ตอลงดิน.....................163<br />
22 การปองกันแบบวัดคาผลตาง(87T)..................................................................................164<br />
23 การปองกันแบบวัดคาผลตาง(87T) และฟงกชันกระแสเกิน(51G)……………………..165<br />
24 การปองกันแบบวัดคาผลตาง(87T) และฟงกชันกระแสเกิน (51N)……………………..165<br />
25 การปองกันแบบวัดคาผลตาง(87T) และฟงกชัน (87N)…………………………………166<br />
(11)
สารบัญภาพ (ตอ)<br />
ภาพผนวกที่<br />
หนา<br />
26 โครงสรางหมอแปลงสามเฟสแบบคอร.........................................................................248<br />
27 โครงสรางหมอแปลงสามเฟสแบบเชล..........................................................................248<br />
28 โครงสรางหมอแปลงสามเฟสแบบเปลี่ยนแท็ปขณะมีโหลด……………………….....249<br />
29 โครงสรางหมอแปลงสามเฟสแบบเปลี่ยนแท็ปขณะไมมีโหลด....................................249<br />
30 โครงสรางตัวเปลี่ยนแท็ปขณะไมมีโหลด......................................................................250<br />
31 โครงสรางตัวเปลี่ยนแท็ปขณะมีโหลด...........................................................................251<br />
32 โครงสรางตัวเปลี่ยนแท็ปขณะมีโหลด...........................................................................252<br />
33 โครงสรางตัวเปลี่ยนแท็ปขณะมีโหลด...........................................................................252<br />
34 โครงสรางตัวเปลี่ยนแท็ปขณะมีโหลด...........................................................................253<br />
35 อุปกรณความดันทันทีทันใด..........................................................................................254<br />
36 อุปกรณปลอยความดันชนิดตั้งคาใหมไดดวยตัวเอง(Self<br />
reset)………………………255<br />
37 การทํางานของบุคโฮลซรีเลยในสถานะแรกเมื่อเกิดการสะสมกาช...............................256<br />
38 การทํางานของบุคโฮลซรีเลยในสถานะสองเมื่อเกิดการพุงชนของน้ํามัน.....................257<br />
39 การทํางานของบุคโฮลซรีเลยทั้งสองสถานะเมื่อเกิดการรั่วของน้ํามัน...........................257<br />
40 ลักษณะโครงสรางของบุคโฮลซรีเลย............................................................................258<br />
41 วงจรหนาสัมผัสของบุคโฮลซรีเลย................................................................................259<br />
42 อุปกรณระบายความดันและสูญญากาศ.........................................................................259<br />
43 อุปกรณวัดระดับน้ํามันแบบเเมกเนติค(Magnetic<br />
type)……………………….…..…..260<br />
44 อุปกรณวัดระดับน้ํามันแบบหนาปด(Dial<br />
type)……………………………….….......260<br />
45 อุปกรณวัดอุณหภูมิขดลวดและน้ํามันที่ติดตั้งที่ดานขางตัวถังหมอแปลง.....................261<br />
46 แสดงตัวอยางวงจรการวัดอุณหภูมิขดลวดและน้ํามันโดยใชตัวเทอรโมมิเตอร............262<br />
47 โครงสรางภายในตัวกรองอากาศ..................................................................................263<br />
48 ลักษณะโครงสรางของตัวตรวจจับกาซภายในถังคอนเซอเวเตอร................................264<br />
49 แสดงสภาวะปกติของตัวตรวจจับกาซภายในถังคอนเซอเวเตอร..................................264<br />
50 แสดงสภาวะผิดปกติของตัวตรวจจับกาซภายในถังคอนเซอเวเตอร<br />
เมื่อมีกาซบางสวนเกิดขึ้นภายในตัวตรวจจับ................................................................265<br />
(12)
สารบัญภาพ (ตอ)<br />
ภาพผนวกที่<br />
หนา<br />
51 แสดงสภาวะผิดปกติของตัวตรวจจับกาซภายในถังคอนเซอเวเตอร<br />
เมื่อมีกาซเกิดขึ้นเต็มภายในตัวตรวจจับ……………………………………………....265<br />
52 ถุงยางในถังคอนเซอรเวเตอร........................................................................................265<br />
53 หมอแปลงแบบเเหงที่ระบายความรอนดวยอากาศรอบขางและ<br />
ระบายความรอนแบบ AA………………………………………………………..…269<br />
54 หมอแปลงแบบเเหงที่มีพัดลมระบายความรอนและระบายความรอนแบบ<br />
AA/FA....270<br />
55 หมอแปลงฉนวนน้ํามันที่มีการระบายความรอนแบบ<br />
ONAN……………………….270<br />
56 หมอแปลงฉนวนน้ํามันที่มีการระบายความรอนแบบ<br />
ONAN/ONAF/ONAF.............271<br />
57 หมอแปลงฉนวนน้ํามันที่มีการระบายความรอนแบบ<br />
ONAN/OFAF/OFAF………..271<br />
58 หมอแปลงฉนวนน้ํามันที่มีการระบายความรอนแบบ<br />
OFAF…..................................272<br />
59 หมอแปลงฉนวนน้ํามันที่มีการระบายความรอนแบบ<br />
OFWF….................................272<br />
60 ไดอะแกรมการระบายความรอนของหมอแปลงฉนวนน้ํามันที่มี<br />
การระบายความรอนแบบ OFWF...............................................................................273<br />
(13)
คําอธิบายสัญลักษณ คํายอและอักษรยอ<br />
IEEE ยอมาจาก Institute of Electrical and Electronics Engineers<br />
ANSI ยอมาจาก Amercan National Standard Institute<br />
IEC ยอมาจาก International Electrotechnecal<br />
MMF คือ แรงดันแมเหล็ก(Magneto motve force)<br />
H คือ ความเขมสนามแมเหล็ก(Field intensity)<br />
∅ คือ ฟลักแมเหล็ก(Magnetic flux)<br />
B คือ ความหนาแนนของฟลักแมเหล็ก(Flux density)<br />
µ คือ ความซึมซาบจําเพาะ(Absolute permeability)<br />
ℜ คือ ความตานทานฟลักแมเหล็ก(Reluctance)<br />
σ คือ คาความนําจําเพาะ(Conductivity)<br />
(14)
การปองกันหมอแปลงไฟฟากําลัง<br />
Transformer Protection<br />
คํานํา<br />
หมอแปลงไฟฟากําลังเปนอุปกรณหลักที่สําคัญในระบบสงจายและระบบจําหนายไฟฟา<br />
ซึ่งจะทําหนาที่เพิ่มและลดระดับแรงดันใหเหมาะสมกับการใชงาน<br />
ถาเกิดความเสียหายขึ้นที่ตัวหมอ<br />
แปลงจะทําใหระบบไฟฟาที่เกี่ยวของไมสามารถใชงานได<br />
ดังนั้นการปองกันหมอแปลงจึงเปนสิ่งที่<br />
สําคัญ โดยทั่วไปหมอแปลงไฟฟากําลังที่ใชกันมีตั้งแตขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญตามพิกัด<br />
โวลต-แอมป การปองกันของหมอแปลงแตละขนาดจึงมีความแตกตางกันออกไป ซึ่งการปองกัน<br />
หมอแปลงมีหลายประเภทตามลักษณะการใชงานเชน การปองกันทางไฟฟา(กระแสและแรงดัน)<br />
การปองกันทางความรอน(อุณหภูมิของน้ํามันและขดลวด)<br />
การปองกันทางดานความดันภายใน<br />
หมอแปลง<br />
สําหรับวิทยานิพนธฉบับนี้<br />
จะเปนการรวบรวม วิเคราะห สรุปและเปรียบเทียบการปองกัน<br />
หมอแปลงไฟฟากําลังประเภทตางๆที่ใชงานในอาคารเชิงพานิชและอุโรงงานอุตสาหกรรม<br />
ระบบ<br />
จําหนายแรงต่ํา<br />
ระบบสงจายไฟฟาแรงสูง และระบบผลิตไฟฟา<br />
1
วัตถุประสงค<br />
1. เพื่อศึกษาความแตกตางทางดานโครงสรางที่มีผลตอการออกแบบหมอแปลงเพื่อ<br />
นําไปใชเปนขอมูลในการเลือกใชและรวมถึงนําไปใชในการออกแบบขอกําหนดในการจัดหาหรือ<br />
เลือกซื้อ<br />
หมอแปลง<br />
2. จากการศึกษาทําใหทราบถึงใหทราบถึงความสําคัญ หนาที่<br />
หลักการทํางาน และการเซต<br />
ติ้งคาของอุปกรณปองกันรวมทั้งขอดีขอเสีย<br />
3. สามารถนําไปเปนขอมูลในการปองกันหมอแปลงตามลักษณะโครงสรางและลักษณะ<br />
การใชงาน<br />
2
1. วงจรเเมเหล็ก(Magnetic circuit)<br />
การตรวจเอกสาร<br />
ทฤษฎีเบื้องตนของหมอแปลงไฟฟา<br />
คือเสนทางการเดินของฟลักแมเหล็กในแกนเหล็กหมอแปลงซึ่งในวงจรแมเหล็กจะ<br />
ประกอบดวยคาพารามิเตอรตางๆดังตอไปนี้(มงคล,<br />
ม.ป.ป.)<br />
1.1 ฟลักแมเหล็ก(Magnetic Flux ; ∅) เปรียบเทียบไดกับกระแสไฟฟาในวงจรไฟฟามีทิศ<br />
ทางการไหลเปลี่ยนแปลงไดเหมือนกระแสไฟฟามีหนวยเปนเวเบอร(Wb)โดยที่<br />
1 เวเบอร เทากับ<br />
10 8 เสน(lines)<br />
1.2 ความหนาแนนของฟลักแมเหล็ก(Flux Density ; B) เมื่อทราบคาฟลักแมเหล็ก(∅)และ<br />
พื้นที่หนาตัดของเสนทางเดินฟลักแมเหล็ก(A)มีหนวยเปนตารางเมตร<br />
สามารถหาคาความหนาแนน<br />
ของฟลักแมเหล็กไดเทากับ<br />
φ<br />
B =<br />
A<br />
Wb / m<br />
1.3 แรงดันแมเหล็ก(Magneto Motve Force ; MMF) ทําหนาที่สรางฟลักแมเหล็กในวงจร<br />
แมเหล็กสามารถหาไดจากผลคูณระหวางจํานวนรอบของขดลวด(N)กับกระแสไฟฟาที่จายใหกับ<br />
ขดลวด(I)จะไดวา<br />
MMF = NI<br />
(MMF)ตอความยาวของเสนทางเดินฟลักแมเหล็ก( l)สามารถเขียนเปนสมการไดวา<br />
2<br />
(1)<br />
A (2)<br />
1.4 ความเขมสนามแมเหล็ก(Field Intensity ; H) คืออัตราสวนระหวางแรงดันแมเหล็ก<br />
MMF NI<br />
H = =<br />
l l<br />
A / m<br />
(3)<br />
3
1.5 ความซึมซาบจําเพาะ(Absolute Permeability ; µ) คือคาที่แสดงคุณสมบัติของวัสดุที่<br />
ใชทําแกนเหล็กแตละชนิดวายอมใหเกิดสนามแมเหล็กไดมากหรือนอย คาความซึมซาบจําเพาะ(µ)<br />
ประกอบดวยความซึมซาบของอากาศ(Permeability of Free space ; µo) และความซึมซาบสัมพัทธ<br />
(Relative Permeability ; µr)นอกจากนี้ความซึมซาบจําเพาะ(µ)ในวงจรแมเหล็กแบงออกไดสอง<br />
กรณีไดแก กรณีแรกความซึมซาบจําเพาะ(µ)ของชองวางอากาศ(Air gap)โดยที่ในชองวางอากาศคา<br />
ความซึมซาบสัมพัทธ(µr)มีคาเทากับ 1 ดังนั้นเขียนเปนสมการไดวา<br />
µ = µ 0<br />
H / m (4)<br />
และกรณีที่สองความซึมซาบจําเพาะ(µ)ของวัสดุที่ใชทําแกนเหล็กจะเขียนเปนสมการไดวา<br />
โดยที่คาประกอบดวยความซึมซาบของอากาศ(µo)มีคาเทากับ<br />
µ = µ . µ<br />
H / m<br />
(5)<br />
r<br />
0<br />
µ = 4π× 10<br />
o<br />
−7<br />
H / m (6)<br />
เนื่องจากความซึมซาบจําเพาะ(µ)ของวัสดุที่ใชทําแกนเหล็กแตละชนิดขึ้นอยูกับความ<br />
หนาแนนของฟลักแมเหล็ก(B)และความเขมสนามแมเหล็ก(H)ซึ่งสามารถเขียนเปนสมการแสดง<br />
ความสัมพันธไดดังนี้<br />
B<br />
µ = (7)<br />
H<br />
1.6 ความตานทานฟลักแมเหล็ก(Reluctance ; ℜ) คือตัวตานทานการไหลของฟลัก<br />
แมเหล็กในวงจรแมเหล็กสามารถเขียนเปนสมการไดดังนี้<br />
MMF<br />
ℜ= A / Wb<br />
(8)<br />
φ<br />
หรือถานําไปเทียบกับความตานทานทางไฟฟา(R)ของขดลวดทองแดง<br />
ρl<br />
l<br />
R = =<br />
A σ A<br />
4<br />
(9)
โดยที่<br />
σ คือคาความนําจําเพาะ(Conductivity)ซึ่งเทียบเทาคาความซึมซาบจําเพาะ(µ)<br />
ในวงจรแมเหล็กดังนั้นเราจะไดคาความตานทานแมเหล็ก(ℜ)<br />
เทากับ<br />
ℜ=<br />
µ A<br />
l<br />
2. แรงเคลื่อนเหนี่ยวนําในขดลวด(Induced<br />
Voltage in Winding)<br />
จากวงจรแมเหล็กที่กลาวขางตน(ศุภชัย,<br />
2543)เมื่อฟลักแมเหล็ก(∅max)สูงสุดวิ่งผานขดลวด<br />
ที่มีจํานวนรอบเทากับ<br />
N รอบดวยความถี่<br />
(f) กระแสสลับทําใหเกิดแรงเคลื่อนเหนี่ยวนํา(E)ที่ขดลวด<br />
ดังสมการที่<br />
(11) โดยที่มีคาฟอรมแฟคเตอรของแรงเคลื่อนเหนี่ยวนํารูปคลื่นซายน(Kf)เทากับ<br />
1.11<br />
E = 4K Nfφ= 4.44fNφ<br />
3. หมอแปลงในอุดมคติ(Ideal Transformer)<br />
f<br />
max max<br />
5<br />
(10)<br />
V (11)<br />
คือหมอแปลงที่ไมมีความสูญเสียใดๆและแกนเหล็กจะมีคาความซึมซาบสนามแมเหล็ก<br />
เปนอนันต ฟลักเเมเหล็กที่ถูกสรางขึ้นจากดานปฐมภูมิจะวิ่งไปยังดานทุติยภูมิโดยไมมีการรั่วไหล<br />
หรือไมมีฟลักแมเหล็กรั่วเกิดขึ้นและแบงออกไดเปนสองกรณีคือหมอแปลงในอุดมคติขณะไมมี<br />
โหลดและหมอแปลงในอุดมคติขณะมีโหลด(ศุภชัย, 2543)<br />
3.1 หมอแปลงในอุดมคติขณะไมมีโหลด สามารถเขียนสมการแรงดันเหนี่ยวนําทั้งดาน<br />
ปฐมภูมิและทุติยภูมิไดดังนี้<br />
E = 4.44 fNφm<br />
V (12)<br />
1 1<br />
E = 4.44 fN φm<br />
V<br />
(13)<br />
2 2<br />
ความสัมพันธระหวางแรงดันเหนี่ยวนําและจํานวนรอบของขดลวดหมอแปลงทั้งสอง<br />
ดานทําใหไดคาอัตราสวนการแปลง(Transformation Ratio ; a)<br />
E N<br />
a<br />
E N<br />
1 1 = = (14)<br />
2 2
3.2 หมอแปลงในอุดมคติขณะมีโหลด คือหมอแปลงที่นําโหลด(Z)มาตอทางดานทุติยภูมิ<br />
ทําใหไดความสัมพันธระหวางกระแสและแรงดันเหนี่ยวนําทั้งดานปฐมภูมิและทุติยภูมิไดดังนี้<br />
I<br />
E<br />
Z<br />
2<br />
2 = A (15)<br />
NI 1 1= NI 2 2<br />
E N I<br />
1 1 a = = =<br />
E2 N2 I<br />
2<br />
1<br />
4. หมอแปลงที่ใชงานจริงขณะไมมีโหลด(Practrical<br />
Transformer at No Load)<br />
หมอแปลงที่ใชงานจริงจะมีคาสูญเสียทางแกนเหล็กที่เกิดจากปรากฎการณฮีสเตอรีซิสและ<br />
กระแสไหลวนในแกนเหล็ก(ศุภชัย, 2543) และความซึมซาบสนามแมเหล็กของวัสดุแกนเหล็กมีคา<br />
คอนขางต่ําเมื่ออยูในสภาวะไมมีโหลดกระแสดานทุติยภูมิเทากับศูนย<br />
มีแตกระแสกระตุน<br />
สนามแมเหล็ก(Exciting current ; IO)ทางดานปฐมภูมิซึ่งประกอบดวยกระแสที่ทําใหเกิดความ สูญเสียในแกนเหล็ก(IC)และกระแสที่สรางสนามแมเหล็ก(IM) ดังแสดงในภาพที่<br />
1 และเวกเตอร<br />
ไดอะแกรมในภาพที่<br />
2<br />
I1 I 2 = 0<br />
IO<br />
IC M I<br />
+ +<br />
V1 2 V<br />
E1 2 E<br />
RC X m<br />
- -<br />
ภาพที่<br />
1 กระแสของหมอแปลงที่ใชงานจริงขณะไมมีโหลด<br />
ที่มา<br />
: ศุภชัย (2543)<br />
6<br />
(16)<br />
(17)
IO<br />
φm<br />
V1 1 E<br />
Im<br />
θo<br />
ภาพที่<br />
2 แผนภาพเวกเตอรของหมอแปลงที่ใชงานจริงขณะไมมีโหลด<br />
ที่มา<br />
: ศุภชัย (2543)<br />
และสามารถเขียนเปนสมการแสดงความสัมพันธไดดังนี้<br />
I<br />
C<br />
I = I + Ic<br />
(18)<br />
2 2<br />
o m<br />
I = I sinθ<br />
(19)<br />
m o<br />
I = I cosθ<br />
θ<br />
c o<br />
I<br />
7<br />
(20)<br />
−1<br />
m<br />
o = tan (21)<br />
Ic<br />
5. หมอแปลงที่ใชงานจริงขณะมีโหลด(Practrical<br />
Transformer Under Load)<br />
หมอแปลงที่ใชงานจริงเมื่อนํามาตอเขากับโหลดทางดานทุติยภูมิจะทําใหมีกระแสไหลใน<br />
วงจรหมอแปลงทั้งสองดาน(ศุภชัย,<br />
2543)ดังแสดงในภาพที่<br />
3 และสามารถเขียนความสัมพันธของ<br />
คาพารามิเตอรตางๆเปนสมการไดดังนี้<br />
I = I + I<br />
(22)<br />
1 o<br />
'<br />
1<br />
' I2<br />
I1<br />
= (23)<br />
a
V1<br />
'<br />
I I<br />
I 2 = 0<br />
1<br />
IO<br />
IC M I<br />
RC X m<br />
1<br />
+ +<br />
E1 2 E<br />
- -<br />
ภาพที่<br />
3 กระแสของหมอแปลงที่ใชงานจริงขณะมีโหลด<br />
ที่มา<br />
: ศุภชัย (2543)<br />
LOAD<br />
6. วงจรสมมูลยของหมอแปลงที่ใชงานจริงขณะมีโหลด(Equivalent<br />
circuit of practrical<br />
transformer under load)<br />
หมอแปลงที่ใชงานจริงสามารถเขียนเปนวงจรสมมูลยทางไฟฟาเพื่อใชในการคํานวณคา<br />
กระแสไฟฟา แรงดันไฟฟา กําลังไฟฟาที่ใชงาน(ศุภชัย,<br />
2543)และกําลังไฟฟาที่สูญเสียภายในตัว<br />
หมอแปลงดังแสดงในภาพที่<br />
4<br />
I I a<br />
'<br />
I1 1 2 I2<br />
/ =<br />
R1 2 R<br />
X1 2 X<br />
IO<br />
IC M I<br />
+ +<br />
V1 2 V<br />
E1 2 E<br />
RC X<br />
LOAD<br />
m<br />
- -<br />
ภาพที่<br />
4 วงจรสมมูลยของหมอแปลงที่ใชงานจริงขณะมีโหลด<br />
ที่มา<br />
: ศุภชัย (2543)<br />
V2<br />
8
โดยมีคาพารามิเตอรตางๆดังนี้<br />
V1 คือแรงดันที่ขั้วตอสายดานปฐมภูมิ<br />
V2 คือแรงดันที่ขั้วตอสายดานทุติยภูมิ<br />
E1 คือแรงดันเหนี่ยวนําที่ขดลวดดานปฐมภูมิ<br />
E2 คือแรงดันเหนี่ยวนําที่ขดลวดดานทุติยภูมิ<br />
I1 คือกระแสอินพุตดานปฐมภูมิ<br />
I2 คือกระแสเอาพุตดานทุติยภูมิ<br />
’<br />
I1 คือกระแสที่ไหลในขดลวดหมอแปลงดานปฐมภูมิ<br />
I0 คือกระแสกระตุนสนามแมเหล็ก<br />
IC คือกระแสที่ทําใหเกิดความสูญเสียในแกนเหล็ก<br />
IM คือกระแสที่สรางสนามแมเหล็ก<br />
R1 คือคาความตานทานขดลวดดานปฐมภูมิ<br />
R2 คือคาความตานทานขดลวดดานทุติยภูมิ<br />
RC คือคาความตานทานของหมอแปลงขณะไมมีโหลด<br />
X1 คือคารีแอคแตนซขดลวดดานปฐมภูมิ<br />
X2 คือคารีแอคแตนซขดลวดดานทุติยภูมิ<br />
Xm คือคารีแอคแตนซของหมอแปลงขณะไมมีโหลด<br />
7. เวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงที่ใชงานจริงขณะมีโหลด(<br />
Vector Diagram of Practrical<br />
Transformer Under Load)<br />
เวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลงสามารถแบงออกไดเปนสามลักษณะโดยแบงตาม<br />
ความสัมพันธของมุมเฟส(cos ϕ2) ระหวางกระแสเอาพุตดานทุติยภูมิกับแรงดันที่ขั้วตอสายดาน<br />
ทุติยภูมิ(ศุภชัย, 2543)ซึ่งขึ้นอยูกับชนิดของโหลดวาเปนแบบโหลดรีซิสทีฟ(cos<br />
ϕ2 = 1) โหลดอิน<br />
ดักทีฟ(cos ϕ2 < 1) หรือโหลดคาปาซิทีฟ(cos ϕ2 > 1) เวกเตอรไดอะแกรมแตละชนิดของโหลด<br />
แสดงในภาพที่<br />
5 ถึงภาพที่<br />
7<br />
7.1 เวกเตอรไดอะแกรม เมื่อเปนโหลดรีซิสทีฟ(cos<br />
ϕ2 = 1)<br />
I = I ∠ ° (24)<br />
2 2 0<br />
9
E = V ∠ 0 °+ ( R + jX ) I ∠ 0°<br />
(25)<br />
2 2 2 2 2<br />
[ 0 ( ) 0 ]<br />
E =− aE =−a V ∠ °+ R + jX I ∠ ° (26)<br />
1 2 2 2 2 2<br />
' I2∠<br />
(180 ° )<br />
I1 = I0 + I1 = I0∠<br />
(180 °− θ0)<br />
+ (27)<br />
a<br />
V = E + I ( R + X )<br />
(28)<br />
1 1 1 1 1<br />
[ 0 ( ) 0 ]<br />
∴ V =−a V ∠°+ R + jX I ∠°<br />
1 2 2 2 2<br />
⎡ I2∠<br />
(180 ° ) ⎤<br />
=+<br />
⎢<br />
I0∠ (180 °− θ0)<br />
+ ( R1+ jX )<br />
⎣ a ⎥<br />
1<br />
⎦<br />
7.2 เวกเตอรไดอะแกรม เมื่อเปนโหลดอินดักทีฟ(cos<br />
ϕ2 < 1)<br />
I2 = I2∠ ϕ2°<br />
E = V ∠ 0 °+ ( R + jX ) I ∠ ϕ °<br />
2 2 2 2 2 2<br />
E = V + I (cosϕ − jsin ϕ )( R + jX )<br />
2 2 2 2 2 2 2<br />
[ (cosϕ sin ϕ )( ) ]<br />
1 2 2 2 2 2 2<br />
10<br />
(29)<br />
(30)<br />
(31)<br />
(32)<br />
E =− aE =− a V + I − j R + jX<br />
(33)<br />
2<br />
' I2∠<br />
(180 °−ϕ2)<br />
I1 = I0 + I1 = I0∠<br />
(180 °− θ0)<br />
+ (34)<br />
a<br />
V = E + I ( R + X )<br />
(35)<br />
1 1 1 1 1<br />
[ (cosϕ sin ϕ )( ) ]<br />
∴ V1 =− a V2 + I2 2 − j 2 R2 + jX2<br />
⎡ I2∠<br />
(180 °−ϕ2)<br />
⎤<br />
=+<br />
⎢<br />
I0∠ (180 °− θ0)<br />
+ ( R1+ jX )<br />
⎣ a ⎥<br />
1<br />
⎦<br />
(36)
7.3 เวกเตอรไดอะแกรม เมื่อเปนโหลดคาปาซิทีฟ(cos<br />
ϕ2 > 1)<br />
E = V + I (cosϕ + jsin ϕ )( R + jX )<br />
2 2 2 2 2 2 2<br />
[ (cosϕ sin ϕ )( ) ]<br />
1 2 2 2 2 2 2<br />
11<br />
(32)<br />
E =− aE =− a V + I + j R + jX2<br />
(33)<br />
' I2∠<br />
(180 °+ ϕ2)<br />
I1 = I0 + I1 = I0∠<br />
(180 °− θ0)<br />
+ (34)<br />
a<br />
[ (cosϕ sin ϕ )( ) ]<br />
∴ V =− a V + I + j R + jX2<br />
(35)<br />
1 2 2 2 2 2<br />
⎡ I2∠<br />
(180 °+ ϕ2)<br />
⎤<br />
=+<br />
⎢<br />
I0∠ (180 °− θ0)<br />
+ ( R1+ jX )<br />
⎣ a ⎥<br />
1<br />
⎦<br />
ภาพที่<br />
5 แผนภาพเวกเตอรเมื่อเปนโหลดรีซิสทีฟ(cos<br />
ϕ2 = 1)<br />
ที่มา<br />
: ศุภชัย (2543)<br />
ภาพที่<br />
6 แผนภาพเวกเตอรเมื่อเปนโหลดอินดักทีฟ(cos<br />
ϕ2 < 1)<br />
ที่มา<br />
: ศุภชัย (2543)<br />
(36)
ภาพที่<br />
7 แผนภาพเวกเตอรเมื่อเปนโหลดอินดักทีฟ(cos<br />
ϕ2 < 1)<br />
ที่มา<br />
: ศุภชัย (2543)<br />
12
โครงสรางหมอแปลง<br />
ในหัวขอนี้เราจะกลาวถึงโครงสรางหมอแปลงและองคประกอบอื่นๆ<br />
ของหมอแปลงโดย<br />
จะเนนที่หมอแปลงไฟฟากําลังและหมอแปลงไฟฟาในระบบจําหนาย<br />
โครงสรางและองคประกอบ<br />
ที่ใชในหมอแปลงขึ้นอยูกับขนาดของหมอแปลง<br />
1. แกนเหล็กหมอแปลง(Transformer Core)<br />
1.1 วัสดุที่ใชทําแกนเหล็ก<br />
วัสดุที่นํามาใชเปนแกนเหล็กหมอแปลงจะทําจากเหล็กผสม<br />
ซิลิกอน(Silicon)ประมาณ 4 ถึง 5 เปอรเซนตของน้ําหนัก<br />
ถาสวนผสมของซิลิกอนเกินกวา 5<br />
เปอรเซนตของน้ําหนักจะทําใหแผนเหล็กแตกหักงายไมสามารถนํามาตัดหรือปมขึ้นรูปเปนแกน<br />
เหล็กได และยังทําใหสูญเสียความออนตัว(Ductility) โดยที่แกนเหล็กจะถูกทําใหเปนแผนบางๆมี<br />
ความหนาประมาณ 0.33 มิลลิเมตร แลวนํามาเรียงซอนกันเพื่อลดกระแสไหลวนในแกนเหล็ก(Eddy<br />
Current)ซึ่งทําใหเกิดความสูญเสียทางแกนเหล็ก(Core<br />
Loss) นอกจากนี้แผนเหล็กที่ผสมซิลิกอน<br />
จะตองมีคาความตานทานสูง(High Resistivity) เพื่อลดกระแสไหลวนในแกนเหล็กดวยอีกทางและ<br />
มีคาความสูญเสียฮีสเตอรีซิสต่ํา(Low<br />
Hysteresis) กรรมวิธีในการผลิตแกนเหล็กหมอแปลง<br />
สามารถแบงไดสองวิธีคือ วิธีแรกเปนแบบแผนเหล็กมวนรอน(Hot-rolled Sheet Steel) และวิธีที่<br />
สองเปนแบบแผนเหล็กมวนเย็น(Coid-rolled Sheet Steel) โดยวิธีแผนเหล็กมวนรอนนั้นผลึก<br />
คริสตัลภายในแผนเหล็กจะเรียงตัวแบบสุมจะไมเรียงตัวไปในทิศทางเดียวกันและไมเรียงตัวตาม<br />
ทิศทางของการมวนแผนเหล็ก ทําใหไดคาความซึมซาบสนามแมเหล็กที่ต่ํา(Low<br />
Permeability)<br />
เหมาะสมกับหมอแปลงขนาดเล็กที่ไมตองการพิกัดกําลังที่สูง<br />
วิธีที่สองคือวิธีแผนเหล็กมวนเย็นซึ่ง<br />
ในการออกแบบหมอแปลงขนาดใหญที่ตองการพิกัดกําลังที่สูงจะใชวิธีที่เรียกวา<br />
แผนเหล็กมวนเย็น<br />
ที่มีการเรียงตัวของผลึกคริสตัล<br />
( Cold-rolled Grain Oriented Silicon Steel ) ซึ่งวิธีการนี้ทําให<br />
คริสตัลเรียงตัวในทิศทางเดียวกับทิศทางการมวนแผนเหล็กทําใหเกิดคาความซึมซาบสนามแมเหล็ก<br />
สูงสุดและทําใหเกิดคาความสูญเสียฮีสเตอรีซิสต่ํา<br />
วิธีที่สองจะทําใหลดความสูญเสียทางแกนเหล็ก<br />
และทําใหมีคุณสมบัติของเสนโคงสนามแมเหล็ก(B-H Curve) ดีกวาวิธีแรก ในภาพที่<br />
8 และ 9<br />
แสดงเสนแรงแมเหล็กของวิธีการมวนแผนเหล็กทั้งสองแบบ(Mark,<br />
1995)<br />
13
ภาพที่<br />
8 เสนแรงสนามแมเหล็กของวิธีการมวนรอน(Hot-rolled Sheet Steel)<br />
ที่มา:<br />
Mark (1995)<br />
เสนแรงสนามแมเหล็ก<br />
เสนแรงสนามแมเหล็ก<br />
ภาพที่<br />
9 เสนแรงสนามแมเหล็กของวิธีแผนเหล็กมวนเย็นที่มีการเรียงตัวของผลึกคริสตัล<br />
( Cold-rolled Grain Oriented Silicon Steel )<br />
ที่มา:<br />
Mark (1995)<br />
14
1.2 โครงสรางสนามแมเหล็กของหมอแปลง หมอแปลงในระบบไฟฟากําลังสามารถแบง<br />
ตามโครงสรางสนามแมเหล็กโดยการจัดวางรูปแบบของแกนเหล็กซึ่งแบงได<br />
2 ชนิดคือแกนเหล็ก<br />
แบบคอร(Core-form Cores )และแกนเหล็กแบบเชล(Shell-form Cores)<br />
1.2.1 แกนเหล็กแบบคอร โครงสรางแบบนี้ขดลวด(Coil)จะพันรอบขาแกน<br />
เหล็ก(Leg) รูปแบบของแกนเหล็ก สามารถแบงไดเปน 5 ชนิดไดแก<br />
ก. แกนเหล็กแบบ 1 เฟส 2 ขา โครงสรางแบบนี้เปนโครงสรางทั่วไป<br />
ของหมอแปลง 1 เฟสโดยที่ขดลวดดานแรงสูงและดานแรงต่ําจะแยกกันอยูในแตละขาและ<br />
พื้นที่หนาตัดแกนเหล็กในแตละขาจะเทากับพื้นที่หนาตัดแกนเหล็กของโยค(Yoke)<br />
นิยมใชกับหมอ<br />
แปลงที่มีขนาดพิกัดเล็กจนถึงพิกัดปานกลาง<br />
ข. แกนเหล็กแบบ 1 เฟส 3 ขา โครงสรางแบบนี้ขดลวดดานแรงสูงและ<br />
ดานแรงต่ําจะอยูบนแกนเหล็กขากลาง(Main<br />
Leg) พื้นที่หนาตัดแกนเหล็กขาจะใหญกวาแกนเหล็ก<br />
ขาดานขาง(Side Leg)และแกนเหล็กของโยค(Yoke) ประมาณสองเทา เหมาะสําหรับหมอแปลงที่มี<br />
ขนาดพิกัดใหญและมีพิกัดแรงดันไมสูงมาก<br />
ค. แกนเหล็กแบบ 1 เฟส 4 ขา โครงสรางแบบนี้ขดลวดดานแรงสูงและ<br />
ดานแรงต่ําจะแยกกันอยูบนแกนเหล็กขาที่<br />
2 และขาที่<br />
3 (Main Leg) พื้นที่หนาตัดแกนเหล็กขาที่<br />
2<br />
และขาที่<br />
3 จะใหญกวาแกนเหล็กขาดานขาง(Side Leg) ขาที่<br />
1 และขาที่<br />
4 และแกนเหล็กของโยค<br />
(Yoke) ประมาณสองเทา เหมาะสําหรับหมอแปลงที่มีขนาดพิกัดใหญและมีพิกัดแรงดันสูงมาก<br />
ง. แกนเหล็กแบบ 3 เฟส 3 ขา โครงสรางหมอแปลงแบบนี้เปน<br />
โครงสรางทั่วไปของหมอแปลง<br />
3 เฟสโดยขดลวดดานแรงสูงและดานแรงต่ําของแตละเฟสจะอยู<br />
รวมกันในขาแกนเหล็กเดียวกัน พื้นที่หนาตัดแกนเหล็กในแตละขาจะเทากับพื้นที่หนาตัดแกนเหล็ก<br />
ของโยค เหมาะสําหรับหมอแปลงพิกัดเล็กถึงพิกัดปานกลาง<br />
จ. แกนเหล็กแบบ 3 เฟส 5 ขา โครงสรางแบบนี้การจัดวางขดลวดจะ<br />
เหมือนกับแบบ 3 เฟส 3 ขาแตจะมีแกนเหล็กขาดานขางเพิ่มขึ้นมา<br />
2 ขา พื้นที่หนาตัดแกนเหล็กขา<br />
หลัก(ขาที่<br />
2 ถึงขาที่<br />
4 )จะใหญกวาแกนเหล็กขาดานขาง(ขาที่<br />
1 และ ขาที่<br />
5)และแกนเหล็กของโยค<br />
ประมาณ 2 เทาใชกับหมอแปลงพิกัดใหญ<br />
แกนเหล็กแบบคอรสําหรับหมอแปลงพิกัดใหญ(Large Capacity<br />
Transformer)จะมีปญหาเรื่องฟลักซรั่วไหล(Leakage<br />
Flux) ที่เพิ่มขึ้นตามพิกัดหมอแปลงและ<br />
ขอจํากัดดานความสูงของหมอแปลงในการขนสง โดยทั่วไปหมอแปลง<br />
3 เฟสจะใชแบบ 3 ขาและ<br />
หมอแปลง 1 เฟสจะใชแบบ 2 ขา ดังนั้นหมอแปลงพิกัดใหญ<br />
3 เฟสใชแบบ 5 ขา และหมอแปลง 1<br />
เฟสใชแบบ 3 ขาหรือแบบ 4 ขาในการแกปญหาขางตน โดยที่ขาดานขาง(Side<br />
Leg) ที่เพิ่มขึ้นมาจะ<br />
15
ชวยเปนเสนทางเดินของฟลักซทําใหลดปริมาณฟลักซรั่วไหลที่เกิดขึ้นและยังชวยเพิ่มความแข็งแรง<br />
ของตัวถังอีกดวย ในสวนพื้นที่หนาตัดแกนเหล็กของโยคทั้งดานบนและดานลางมีขนาดเล็กลงดาน<br />
ละ 50 เปอรเซนตทําใหความสูงของหมอแปลงลดลงมาไดมาก(Toshiba International Corporation,<br />
1996) ภาพที่<br />
10 แสดงชนิดของแกนเหล็กหมอแปลงแบบคอร<br />
HV LV HV&LV HV LV<br />
1 เฟส 2 ขา<br />
1 เฟส 3 ขา<br />
1 เฟส 4 ขา<br />
A B<br />
C A B<br />
C<br />
3 เฟส 3 ขา 3 เฟส 5 ขา<br />
ภาพที่<br />
10 ชนิดของแกนเหล็กแบบคอรของหมอแปลง 1 เฟสและหมอแปลง 3 เฟส<br />
ที่มา:<br />
Toshiba International Corporation (1996)<br />
1.2.2 แกนเหล็กแบบเชล โครงสรางแบบนี้แกนเหล็กจะลอมรอบขดลวดซึ่งมี<br />
การยึดจับและรองรับขดลวดไดดีกวาทําใหมีความเเข็งแรงตอแรงทางกลในขณะที่เกิดการลัดวงจร<br />
ดังแสดงในภาพที่<br />
11 คือชนิดของแกนเหล็กหมอแปลงแบบเชลทั้ง<br />
1 เฟส และ 3 เฟส(Mitsubishi<br />
Electric Corporation, 1990)<br />
16
ขดลวด แกนเหล็ก ขดลวด แกนเหล็ก<br />
1 เฟส 3 เฟส<br />
ภาพที่<br />
11 แกนเหล็กแบบเชลของหมอแปลง 1 เฟสและหมอแปลง 3 เฟส<br />
ที่มา:<br />
Mitsubishi Electric Corporation (1990)<br />
มุมมองดานบน<br />
มุมมองดานขาง<br />
1.3 โครงสรางแกนเหล็กหมอแปลง ในหมอแปลงขนาดเล็กโครงสรางแกนเหล็กรูปแบบ<br />
ตางๆสามารถที่จะปมขึ้นรูป(Punch)แผนเหล็กใหมีลักษณะตามที่ตองการไดในครั้งเดียว<br />
แตจะให<br />
สิ้นเปลืองแผนเหล็กในขบวนการผลิตและถานําวิธีนี้มาใชกับหมอแปลงขนาดใหญจะทําใหขั้นตอน<br />
ในการประกอบขดลวดมีความยุงยากมาก<br />
ดังนั้นในหมอแปลงขนาดใหญจึงนิยมทําแกนเหล็กให<br />
เปนรูปทรงตางๆเพื่อความสะดวกในการประกอบขดลวดเขากับแกนเหล็ก<br />
ซึ่งรูปทรงแกนเหล็กแต<br />
ละแบบจะทําใหเกิดชองวางอากาศ(Air gap) ที่รอยตอระหวางแผนแกนเหล็ก<br />
ทําใหมีผลตอกระแส<br />
กระตุนสนามแมเหล็ก(Magnetizing<br />
Current) เนื่องจากอากาศมีคาความซึมซาบสนามแมเหล็กต่ํา<br />
กวาเหล็ก ถาเกิดชองวางอากาศมากจะทําใหกระแสกระตุนสนามแมเหล็กสูงขึ้นซึ่งไมใชผลดี<br />
ที่<br />
รอยตอระหวางแกนเหล็กควรวางใหแนนและวางเหลื่อมกัน(Over<br />
lap)ทําใหผลของการเกิดฟลักซ<br />
17
กระโดดขามชองวางอากาศมีผลกระทบนอยที่สุด(GIBBS,<br />
1950) รูปทรงแกนเหล็กที่ใชกันทั่วไป<br />
แสดงในภาพที่<br />
12 จะมีลักษณะคลายตัวอักษรภาษาอังกฤษไดแก<br />
รูปทรงตัว I ใชสําหรับหมอแปลงแบบคอรขนาดเล็กชนิด 1 เฟส 2 ขา<br />
และแบบเชลชนิด 1 เฟส<br />
รูปทรงตัว E ใชสําหรับหมอแปลงแบบเชลขนาดเล็กชนิด 1 เฟส<br />
รูปทรงตัว L ใชสําหรับหมอแปลงในระบบจําหนายขนาดเล็กแบบคอร<br />
ชนิด 1 เฟส 2 ขาและแบบเชลชนิด 1 เฟส<br />
รูปทรงตัว C ใชกับหมอแปลงแบบเชลในระบบจําหนายทั่วไปจนถึงพิกัด<br />
100 กิโลโวลต-แอมปและใชกับหมอแปลงเครื่องมือวัด<br />
โดย<br />
จะใชแกนเหล็กรูปตัว C หรือ U สองอันประกบเขาหากัน<br />
รูปทรงตัว D เปนรูปแบบสําหรับหมอแปลงขนาดใหญถึงใหญที่สุดและใชได<br />
กับหมอแปลงแบบคอรและแบบเชล โดยจะมีลักษณะเปนแผน<br />
เหล็กตรงที่ปลายทั้งสองดานทํามุม<br />
45 องศา นํามาประกอบเปน<br />
รูปสี่เหลี่ยมหรือรูปตัว<br />
D<br />
2. ขดลวดหมอแปลงไฟฟา<br />
ตัวนํา(Conductor)ของขดลวดหมอแปลงไฟฟาในระบบไฟฟากําลังจะมีลักษณะเปนแผน<br />
ทองแดงสี่เหลี่ยมผืนผาถูกหุมดวยฉนวนกระดาษสีน้ําตาล(Kraft<br />
Paper) สามารถแบงลักษณะของ<br />
ตัวนําที่ใชพันขดลวดเปน<br />
3 แบบคือ ตัวนําเดี่ยว(Single<br />
Conductor) ตัวนําหลายตัวนํา(Multi<br />
Conductor)และสายตัวนําแบบสลับไปมา(Transposed wire) ดังแสดงในภาพที่<br />
13 นอกจากนี้<br />
ลักษณะการจัดวางและการพันขดลวดหมอแปลงยังแบงไดตามลักษณะโครงสรางแกนเหล็กหมอ<br />
แปลงไดดังนี้<br />
(Austen and Franklin, 1973)<br />
2.1 การพันขดลวดหมอแปลงแบบคอร คือการพันขดลวดหมอแปลงแบบวางซอนกัน<br />
(Concentric Winding)ระหวางขดลวดแรงสูงและขดลวดแรงต่ําภายในขาแกนเหล็ก(Limb)เดียวกัน<br />
โดยที่ขดลวดแรงต่ําจะอยูดานในและขดลวดแรงสูงจะอยูดานนอกและสามารถแบงชนิดของการ<br />
พันไดดังนี้<br />
18
2.1.1 การพันขดลวดแบบกนหอย(Helical Winding) ลักษณะการพันจะใชตัวนํา<br />
หลายเสนมาเรียงซอนกันตามแนวดานแบน ซึ่งตัวนําจะตอขนานกันแลัวนํามาพันรอบปลอกพัน<br />
ขดลวดแบบกนหอย(Helix) ตั้งแตปลายดานหนึ่งจนถึงปลายอีกดานหนึ่ง<br />
การประยุกตใชงาน<br />
จะเหมาะสําหรับใชเปนขดลวดหมอแปลงดานแรงต่ําหรือขดลวดหมอแปลงที่รับกระแสสูงดังแสดง<br />
ในภาพที่<br />
14(a) และภาพที่<br />
15<br />
แกนเหล็กรูปตัว I แกนเหล็กรูปตัว E<br />
แกนเหล็กรูปตัว L แบบคอรและแบบเชล แกนเหล็กรูปตัว C หรือ U<br />
ภาพที่<br />
12 โครงสรางแกนเหล็กแบบตาง<br />
ที่มา:<br />
GIBBS (1950)<br />
แกนเหล็กรูปตัว D<br />
19
2.1.2 การพันขดลวดแบบแผนจาน(Disk Winding) ลักษณะการพันจะใชตัวนําหนึ่ง<br />
ตัวหรือหลายตัว(ตอขนานกัน)โดยจะพันรอบปลอกพันขดลวดอยางตอเนื่องและจะมีลักษณะคลาย<br />
แผนจานในแตละรอบ การประยุกตใชงานจะเหมาะสําหรับใชเปนขดลวดหมอแปลงดานแรงสูง<br />
มากกวาดังแสดงในภาพที่<br />
14(b) และภาพที่<br />
16<br />
ตัวนําเดี่ยว<br />
(Single conductor)<br />
ตัวนําหลายตัวนํา<br />
(Multi conductor)<br />
สายตัวนําแบบสลับไปมา<br />
(Transposed wire)<br />
ภาพที่<br />
13 ลักษณะของตัวนําที่ใชพันขดลวดหมอแปลง<br />
ที่มา:<br />
Toshiba International Corporation (1996)<br />
2.1.3 การพันขดลวดแบบทรงกระบอก(Cylindrical Winding) ลักษณะการพันจะใช<br />
ตัวนําหนึ่งตัวหรือหลายตัว(ตอขนานกัน)โดยจะพันรอบปลอกพันขดลวดอยางตอเนื่อง<br />
ลักษณะการ<br />
วางของขดลวดบนปลอกพันขดลวดจะไมเหมือนกับแบบแผนจานการประยุกตใชงานจะเหมาะ<br />
สําหรับหมอแปลงที่มีขนาดเล็กและขนาดกลางใชเปนไดทั้งขดลวดแรงต่ําและแรงสูง<br />
สวนใหญ<br />
นิยมใชกับหมอแปลงที่มีตัวเปลี่ยนแท็ปขณะจายโหลดเนื่องจากการพันแบบนี้จะทําใหการกระจาย<br />
ของกระแสตอรอบ(Ampere-turn)มีความสม่ําเสมอตลอดทั้งความยาวขดลวดดังแสดงในภาพที่<br />
14(c) และภาพที่<br />
17<br />
2.1.4 การพันขดลวดแบบสลับขามบนลาง(Cross Over Winding) ใชกับขดลวดดาน<br />
แรงสูงที่ในหมอแปลงขนาดเล็ก<br />
การพันแบบนี้ในแตละชุดขดลวด(Coil)ประกอบดวยขดลวดหลาย<br />
ชั้น(Layer)<br />
ในแตละชั้นจะประกอบดวยขดลวดหลายรอบ<br />
ขดลวดที่สมบูรณแบบจะเปนการนําเอา<br />
ชุดขดลวดมาตอเขาดวยกันโดยปลายตัวนําดานในจะตอกับปลายตัวนําดานนอกของชุดขดลวดที่อยู<br />
ติดกัน ดังแสดงในภาพที่<br />
18<br />
20
2.2 การพันขดลวดหมอแปลงแบบเชล คือการพันขดลวดที่นําชุดขดลวด(Coil)มาวางซอน<br />
กันหลายชั้นเปนขดลวดที่สมบูรณซึ่งสามารถวางซอนสลับไปมาระหวางขดลวดแรงสูงและขดลวด<br />
แรงต่ํามีผลทําใหคาฟลักซรั่วไหลมีคานอยและยังสามารถกําหนดคารีเเอคเเตนซรั่วไหลในการออก<br />
เเบบหมอแปลงไดดวย ลักษณะของขดลวดแบบเชลแสดงดังภาพที่<br />
15<br />
(a) (b) (c)<br />
ภาพที่<br />
14 ลักษณะการพันขดลวดหมอแปลงแบบกนหอย แบบแผนจาน และแบบทรงกระบอก<br />
ที่มา:<br />
Hitachi, Ltd. (1995)<br />
ภาพที่<br />
15 ลักษณะการพันขดลวดหมอแปลงแบบกนหอย(Helical Winding)<br />
ที่มา:<br />
Austen and Franklin (1973)<br />
21
ภาพที่<br />
16 ลักษณะการพันขดลวดหมอแปลงแบบแผนจาน(Disk Winding)<br />
ที่มา:<br />
Hitachi, Ltd. (1995)<br />
ภาพที่<br />
17 ลักษณะการพันขดลวดหมอแปลงแบบทรงกระบอก(Cylindrical Winding)<br />
ที่มา:<br />
Hitachi, Ltd. (1995)<br />
22
ภาพที่<br />
18 ลักษณะการพันขดลวดหมอแปลงแบบสลับขามบนลาง(Cross Over Winding)<br />
ที่มา:<br />
Austen and Franklin (1973)<br />
ภาพที่<br />
19 ลักษณะของขดลวดหมอแปลงแบบเชล<br />
ที่มา:<br />
Mitsubishi Electric Corporation (1990)<br />
23
3. ตัวถังหมอแปลง(Tanks)<br />
วัสดุที่ใชคือเหล็กที่ความแข็งแรงและสามารถระบายความรอนไดดี(Bernard,<br />
1987)และ<br />
แบงออกไดเปน 4 ชนิดคือ<br />
3.1 ตัวถังแบบเรียบ(Plain Tank) ใชกับฉนวนน้ํามันระบายความรอนผานพื้นผิวตัวถังใช<br />
กับหมอแปลงระบบจําหนายขนาดเล็กจนถึงพิกัดประมาณ 50 กิโลโวลต-แอมป ตัวถังมีความหนา<br />
ประมาณ 3 มิลลิเมตรทําจากแผนเหล็กผิวเรียบจะพบเห็นไดตามเสาไฟฟาทั่วไปแสดงในภาพที่<br />
20<br />
3.2 ตัวถังแบบมีทอไหลเวียนน้ํามัน(Tank<br />
with Tube) ใชกับฉนวนน้ํามันโดยจะมีทอทรง<br />
กลมยื่นออกมาตัวถังตอระหวางตัวถังดานบนกับดานลางเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวของตัวถังใหสัมผัสอากาศ<br />
ภายนอก โดยอาศัยหลักการน้ํามันที่มีอุณหภูมิสูงจะลอยตัวขึ้นสูดานบน<br />
ทําใหเกิดการไหลเวียน<br />
ของน้ํามันจากบนลงลาง<br />
ตัวถังแบบนี้ใชกับหมอแปลงที่มีพิกัดไมเกิน<br />
3000 กิโลโวลต-แอมปแสดง<br />
ในภาพที่<br />
21<br />
3.3 ตัวถังแบบมีแผงระบายความรอน(Tank with Radiator) ใชักับหมอแปลงที่พิกัดตั้งแต<br />
5000 ถึง 10000 กิโลโวลต-แอมป ที่ตัวถังจะมีแผงระบายความรอนและอาศัยการระบายความรอน<br />
ตามธรรมชาติ สําหรับหมอแปลงที่มีขนาดใหญกวา<br />
10000 กิโลโวลต-แอมปขึ้นไปจะใชอุปกรณ<br />
ระบายความรอนเชน พัดลมหรือปมน้ํามัน<br />
หรือทั้งพัดลมทํางานรวมกับปมน้ํามัน<br />
นอกจากนี้หมอ<br />
แปลงที่ติดตั้งใกลกับแหลงน้ําเชนในโรงไฟฟาพลังน้ําอาจจะใชแผงระบายความรอนที่ใชน้ําเขามา<br />
เปนตัวกลางระบายความรอนแสดงในภาพที่<br />
22<br />
3.4 ตัวถังแบบติดตั้งตัวระบายความรอนแยกจากตัวถัง(Tank<br />
with Separate Cooler)ใน<br />
กรณีที่หมอแปลงมีพิกัดกําลังสูงมากจนไมสามารถติดตั้งแผงระบายความรอนที่ตัวถังไดเพียงพอ<br />
จึง<br />
จําเปนตองติดตั้งตัวระบายความรอนแยกออกจากตัวถังหมอแปลง<br />
โดยจะเดินทอน้ํามันระหวาง<br />
ตัวถังหมอแปลงกับแผงระบายความรอนแสดงในภาพที่<br />
23<br />
24
ภาพที่<br />
20 ตัวถังแบบเรียบ(Plain Tank)<br />
ที่มา:<br />
Bernard (1987)<br />
ภาพที่<br />
21 ตัวถังแบบมีทอไหลเวียนน้ํามัน(Tank<br />
with Tube)<br />
ที่มา:<br />
Austen and Franklin (1973)<br />
25
ภาพที่<br />
22 ตัวถังแบบมีแผงระบายความรอน(Tank with Radiator)<br />
ที่มา:<br />
Bernard (1987)<br />
ภาพที่<br />
23 ตัวถังแบบติดตั้งตัวระบายความรอนแยกจากตัวถัง(Tank<br />
with separate cooler)<br />
ที่มา:<br />
Bernard Hochart (1987)<br />
26
4. วิธีระบายความรอน(Cooling Methods)<br />
ในระหวางที่หมอแปลงไฟฟากําลังทํางานจายโหลดอยูนั้น<br />
จะเกิดความสูญเสียพลังงานใน<br />
ตัวหมอแปลงซึ่งทําใหเกิดความรอนขึ้นและแหลงกําเนิดความสูญเสียพลังงานที่ตัวหมอแปลงสอง<br />
สาเหตุใหญ สาเหตุแรกคือวงจรแมเหล็กไฟฟาของหมอแปลง เปนที่หนึ่งของการเปลี่ยนแปลงฟ<br />
ลักซกระแสสลับในแกนเหล็ก ซึ่งมีผลตอการเหนี่ยวนําแรงดันที่ใชงาน(Applied<br />
voltage) สาเหตุที่<br />
สองคือขดลวดหมอแปลง เปนที่ๆทําใหเกิด<br />
ความสูญเสียแบบ I 2 R และกระแสไหลวนในแกนเหล็ก<br />
(Eddy Current) ซึ่งมีความสัมพันธกับกระแสและโหลด<br />
หมอแปลงสามารถแบงออกตามระบบ<br />
ฉนวนไดสองชนิด(IEEE Standard C57.12.00, 2000)ไดแก หมอแปลงฉนวนแชในน้ํามัน<br />
(Immersed Transformer) และหมอแปลงฉนวนแหง(Dry-type Transformer) และการระบายความ<br />
รอนของหมอแปลงจะใชสัญลักษณที่เปนตัวอักษรแทนชนิดของการไหลเวียนของตัวกลางระบาย<br />
ความรอนดังแสดงในตารางที่<br />
1 นอกจากนี้ยังใชตัวอักษรแทนชนิดของตัวกลางระบายความรอนคือ<br />
อากาศ(Air ; A) น้ํามัน(Oil<br />
; O) และน้ํา(Water<br />
;W) ซึ่งวิธีการระบายความรอนของหมอแปลงทั้ง<br />
แบบฉนวนแหงและแบบฉนวนแชในน้ํามันสรุปไวในตารางที่<br />
2 นอกจากนี้ภาพที่<br />
24 ถึงภาพที่<br />
30<br />
แสดงการระบายความรอนชนิดตาง<br />
ตารางที่<br />
1 ชนิดของการไหลเวียน<br />
ชนิดของการไหลเวียน(Type of Circulation)<br />
1. แบบธรรมชาติ (Natural)<br />
2. แบบสูบและฉีดผานปมแบบฉนวนแชในน้ํามัน<br />
หรือ เปาอากาศสําหรับ<br />
ฉนวนแหงและฉนวนแชในน้ํามัน<br />
(Forced)<br />
3. แบบไหลผานขดลวดโดยตรง (Directed through the Winding)<br />
ที่มา<br />
: Bernard (1987)<br />
สัญลักษณ<br />
N<br />
F<br />
D<br />
27
ตารางที่<br />
2 วิธีระบายความรอนของหมอแปลง<br />
วิธีระบายความรอน(Methods of Cooling)<br />
หมอแปลงฉนวนแหง<br />
1. การระบายความรอนโดยอากาศตามธรรมชาติ (Natural Air Cooling)<br />
2. การระบายความรอนโดยการเปาอากาศ (Forced Air Cooling)<br />
หมอแปลงฉนวนแชในน้ํามัน<br />
1. การระบายความรอนโดยการไหลเวียนตามธรรมชาติของอากาศและน้ํามัน<br />
(Natural Circulation of Air and Oil)<br />
2. การระบายความรอนโดยการไหลเวียนตามธรรมชาติของน้ํามันและเปา<br />
อากาศ(Natural Oil Circulation and Forced Air Circulation )<br />
3. การระบายความรอนโดยสูบและฉีดน้ํามันผานปมและอากาศไหลเวียนตาม<br />
ธรรมชาติ (Forced Oil and Natural Circulation of Air )<br />
4. การระบายความรอนโดยสูบและฉีดน้ํามันผานปมและเปาอากาศ<br />
(Forced Oil and Air Circulation )<br />
5. การระบายความรอนโดยน้ํามันไหลผานขดลวดโดยตรงและเปาอากาศ<br />
(Directed Oil through the Winding and Forced Air Circulation )<br />
6. การระบายความรอนโดยสูบและฉีดน้ํามันผานปมและใชน้ําไหลเวียน<br />
(Forced Oil and Water Circulation )<br />
ที่มา<br />
: Bernard (1987)<br />
สัญลักษณ<br />
AN or AA<br />
FA<br />
ONAN<br />
ONAF<br />
OFAN<br />
OFAF<br />
ODAF<br />
OFWF<br />
28
ภาพที่<br />
24 การระบายความรอนโดยอากาศตามธรรมชาติ (Natural Air Cooling ; AN or AA)<br />
ที่มา:<br />
ABB, Ltd. (2003)<br />
ภาพที่<br />
25 การระบายความรอนโดยการเปาอากาศ (Forced Air Cooling ; FA)<br />
ที่มา:<br />
Mitsubishi Electric Corporation (1990)<br />
29
ภาพที่<br />
26 การระบายความรอนโดยการไหลเวียนตามธรรมชาติของอากาศและน้ํามัน<br />
(Natural Circulation of Air and Oil ; ONAN)<br />
ที่มา:<br />
SIEMENS, Ltd. (2002)<br />
ภาพที่<br />
27 การระบายความรอนโดยการไหลเวียนตามธรรมชาติของน้ํามันและเปาอากาศ<br />
(Natural Oil Circulation and Forced Air Circulation ; ONAF )<br />
ที่มา:<br />
SIEMENS, Ltd. (2002)<br />
30
ภาพที่<br />
28 การระบายความรอนโดยสูบและฉีดน้ํามันผานปมและอากาศไหลเวียนตามธรรมชาติ<br />
และสูบและฉีดน้ํามันผานปมและเปาอากาศ<br />
( OFAN/ OFAF) ทํางานรวมกันสองขั้นโดย<br />
ที่เปนหมอแปลงแบบสองพิกัดโวลต-แอมปในตัวเดียว<br />
ภาพดานบนแสดงทิศทางการ<br />
ไหลของน้ํามันและภาพดานลางแสดงภาพจริงของหมอแปลงที่มีสองพิกัดโวลต-แอมป<br />
ที่มา:<br />
Mitsubishi Electric Corporation (1990)<br />
31
ภาพที่<br />
29 การระบายความรอนโดยน้ํามันไหลผานขดลวดโดยตรงและเปาอากาศ<br />
(Directed Oil through the Winding and Forced Air Circulation ; ODAF )<br />
ที่มา:<br />
SIEMENS, Ltd. (2002)<br />
ภาพที่<br />
30 การระบายความรอนโดยสูบและฉีดน้ํามันผานปมและใชน้ําไหลเวียน<br />
(Forced Oil and Water Circulation ; OFWF)<br />
ที่มา:<br />
SIEMENS, Ltd. (2002)<br />
32
1. หมอแปลงที่แบงตามขนาด<br />
การแบงชนิดหมอแปลง<br />
1.1 หมอแปลงในระบบจําหนาย(Distribution Transformer) คือหมอแปลงที่ใชถายโอน<br />
พลังงานไฟฟาจากวงจรจําหนายไฟฟาหลักไปยังวงจรจําหนายไฟฟายอย หรือวงจรไฟฟาของผูใช<br />
ไฟ เชน โรงงานอุตสาหกรรม อาคารพาณิชย ที่พักอาศัย<br />
ซึ่งสวนใหญจะใชเปนหมอแปลงตัว<br />
สุดทายที่เชื่อมโยงระหวางแหลงผลิตไฟฟากับโหลดและจะติดตั้งบนเสาไฟฟา<br />
ภายในอาคารหรือ<br />
ในตูสวิตซเกียร<br />
(Stephen, 1999)<br />
1.2 หมอแปลงไฟฟากําลัง(Power Transformer) คือหมอแปลงที่ใชถายโอนหลังงานไฟฟา<br />
จากเครื่องกําเนิดไฟฟาไปยังวงจรจําหนายไฟฟาหลัก<br />
และโดยทั่วไปมีขนาดใหญเกินกวาที่จะติดตั้ง<br />
บนเสาไฟฟา แตจะติดตั้งบนแทนคอนกรีต<br />
มีพิกัดโวลต-แอมป และระดับแรงดันที่สูง<br />
จะไดเห็น<br />
ตามโรงไฟฟาไดแกหมอแปลงแปลงแรงดันใหสูงขึ้น<br />
(Step up Transformer ) หรือในสถานีไฟฟาที่<br />
ใชเชื่อมโยงเพิ่ม<br />
และลดระดับแรงดันระบบสายสงไฟฟา<br />
2. ชนิดของหมอแปลงที่แบงตามลักษณะของฉนวนปองกัน<br />
2.1 หมอแปลงแบบแหง(Dry-type Transformer) คือหมอแปลงที่มีลักษณะการจัดวาง<br />
โครงสรางของแกนเหล็กและขดลวดที่ใชฉนวนแบบแหงหรือใชฉนวนที่เปนกาซมาเปนตัวกลาง<br />
ฉนวน (Insulation Medium)โดยหมอแปลงแบบแหงนี้จะใชเปนหมอแปลงในระบบจําหนายที่มี<br />
ขนาดเล็ก ถึงปานกลางติดตั้งภายในอาคารหรือในตูสวิตซเกียร<br />
2.2 หมอแปลงแบบฉนวนเหลว(Liquid Filled Transformer) คือหมอแปลงที่มีลักษณะการ<br />
จัดวางแกนเหล็กและขดลวดแชอยูในฉนวนเหลว<br />
สวนใหญใชฉนวนน้ํามัน<br />
ใชเปนหมอแปลงใน<br />
ระบบจําหนายที่ติดตั้งภายนอกอาคารและหมอแปลงไฟฟากําลังที่มีพิกัดโวลตแอมปสูง<br />
33
3. ชนิดของหมอแปลงที่แบงตามลักษณะการใชงาน<br />
3.1 หมอแปลงแบบปรับแรงดันขณะจายโหลด(Load Tap Changer Transformer) คือหมอ<br />
แปลงที่ใชกับวงจรที่มีการเปลี่ยนแปลงระดับแรงดันบอยๆ<br />
เชนหมอแปลงในสถานีไฟฟาโดยจะมี<br />
ตัวเปลี่ยนแท็ป(Tap<br />
Changer) ชวยในการปรับแรงดัน และมีลักษณะการพันขดลวดจะมีแทปของ<br />
ขดลวดหลายแทป นํามาตอเขากับตัวเปลี่ยนแทป<br />
ภายในตัวหมอแปลง<br />
3.2 หมอแปลงแบบรักษาระดับเอาทพุตใหคงที่(Regulating<br />
Transformer) คือหมอแปลงที่<br />
ใชกับวงจรที่มีการเปลี่ยนแปลงระดับแรงดัน<br />
หรือมุมเฟสของทางดานวงจรเอาทพุต ทําหนาที่<br />
ควบคุมเอาทพุตของหมอแปลงใหอยูภายในขีดจํากัดที่ระบุไว<br />
นอกจากนี้ยังชดเชยการแกวงไปมา<br />
ของโหลดและแรงดันอินพุต<br />
3.3 หมอแปลงแบบเลื่อนมุมเฟส(Phase-shifting<br />
Transformer) คือหมอแปลงที่ทําหนาที่<br />
เพิ่ม<br />
หรือหนวง ความสัมพันธมุมเฟสแรงดันจากวงจรไฟฟาหนึ่งกับอีกวงจรไฟฟา<br />
3.4 หมอแปลงเตาหลอม(Furnace Transformer) คือหมอแปลงที่สรางขึ้นมาเพื่อใชกับการ<br />
หลอมโลหะดวยไฟฟาโดยเฉพาะ<br />
3.5 หมอแปลงที่ตอแบบสก็อตหรือที(Scott<br />
or T Connection Transformer) คือหมอแปลง<br />
ที่ใชถายโอนพลังงานจากวงจรสามเฟสไปเปนวงจรสองเฟส<br />
หรือจากสองเฟสเปนสามเฟสโดย<br />
ลักษณะของโครงสรางขดลวดจะมีแท็ปกึ่งกลาง<br />
สําหรับการตอภายใน(Inter Connection) และจะใช<br />
แกนเหล็กแบบ 3 ขา(3-leg core) ขดลวดหลัก(main coil) และขดลวดทีสเซอร(Teasor Coil) จะพันที่<br />
ขาดานขางทั้งสองสวนขากลางจะไมมีขดลวด<br />
แตมีไวเพื่อเปนทางเดินแมเหล็กรวม<br />
3.6 หมอแปลงตอลงดิน(Grounding Transformer) คือหมอแปลงที่มีวัตถุประสงค<br />
เพื่อเพิ่ม<br />
ระบบกราวนใหกับวงจรที่ตอแบบเดลตาใชสําหรับการปองกันการลัดวงจรลงดิน<br />
3.7 หมอแปลงเครื่องวัด(Instrument<br />
Transformer) คือหมอแปลงที่มีวัตถุประสงค<br />
เพื่อลด<br />
ระดับกระแสและแรงดันจากวงจรไฟฟาหลัก(Primary Circuit) ลงมาทางดานวงจรไฟฟารอง<br />
(Secondary Circuit) ใชสําหรับวงจรการปองกันอุปกรณไฟฟา<br />
34
ระบบฉนวนหมอแปลงไฟฟา(Transformer Insulation Systems)<br />
ฉนวนหมอแปลงประกอบดวยองคประกอบหลายอยางไมวาจะเปนแกนเหล็กหรือขดลวด<br />
ตางก็ถูกหอหุมดวยฉนวนที่หลากหลายชนิด<br />
รวมไปถึงพลาสติกไม กระดาษ วานิช น้ํามันหมอ<br />
แปลงและอื่นๆ<br />
แกนเหล็กและขดลวดถูกแชในตัวกลาง(Medium) เพื่อเปนฉนวนและระบายความ<br />
รอน ในหมอแปลงขนาดเล็ก ตัวกลางอาจจะเปนอีพ็อกซี่แข็ง<br />
(Solid Epoxy) หรืออากาศ ขณะที่<br />
หมอแปลงขนาดใหญจะใชฉนวนเหลวเชนน้ํามันหมอแปลง<br />
(SAWHNEY, 1977)<br />
1. หมอแปลงชนิดแหง(Dry-Type Transformers)<br />
คือหมอแปลงที่ไมมีของเหลวเปนฉนวนและระบายความรอน<br />
หมอแปลงแบบแหงสวน<br />
ใหญจะใชอากาศเปนตัวฉนวนและระบายความรอน นอกจากนี้อาจจะนํากาซไนโตรเจนและกาซ<br />
ฟลูโอคารบอนมาใชเปนตัวกลางได ภาพที่<br />
31 แสดงลักษณะของแกนเหล็กและขดลวดของหมอ<br />
แปลงแบบแหง แกนเหล็กและขดลวดถูกยึดอยูกับอีพ็อกซี่เรซิน<br />
(Epoxy Resin) ตัวอีพ็อกซี่เปน<br />
ฉนวนไฟฟาที่ดีและมีความแข็งแรง<br />
ภาพที่<br />
31 โครงสรางหมอแปลงชนิดแหง(Dry-Type Transformers)<br />
ที่มา:<br />
Mitsubishi Electric Corporation (1990)<br />
35
2. หมอแปลงชนิดเติมฉนวนเหลว(Liquid-Filled Transformers)<br />
หมอแปลงไฟฟากําลังสวนใหญและหมอแปลงไฟฟาในระบบจําหนายขนาดใหญ จะใช<br />
น้ํามันเปนฉนวนและเปนตัวกลางระบายความรอน<br />
หมอแปลงประเภทนี้สามารถแบงออกไดเปน<br />
5<br />
แบบตามลักษณะการออกแบบดังนี้<br />
2.1 แบบถังเปด (Open Tank) หมอแปลงแบบนี้จะมีตอตอจากตัวถังใหอากาศภายนอก<br />
ไหลเขาและออกจากหมอแปลงได โดยทอจะเปนแบบทอเปดหรือเปนแบบดีไฮเดรติ้งบรีทเทอร<br />
(dehydrating breather) ซึ่งทอแบบหลังนี้จะใชซิลิกาเจลดูดความชื้นจากอากาศ<br />
หมอแปลงแบบถัง<br />
เปดจะพบในหมอแปลงรุนเกา<br />
ขอเสียของหมอแปลงแบบนี้คือจะตองมีการตรวจสอบตัวดีไฮเดร<br />
ติ้งบรีทเทอรอยางสม่ําเสมอ<br />
2.2 แบบถังปด (Sealed Tank) หมอแปลงแบบนี้พัฒนามาจากแบบถังเปด<br />
แกนเหล็ก<br />
ขดลวด และน้ํามันถูกหอหุมในถังหมอแปลงโดยไมมีทอแสดงในภาพที่<br />
32 บางครั้งในหมอแปลง<br />
ขนาดใหญ จะมีการเติมกาซหอหุมในถัง<br />
ปกติจะใชกาซไนโตรเจน หมอแปลงแบบนี้ออกแบบเพื่อ<br />
ปองกันอากาศจากภายนอกเขาไปสัมผัสกับน้ํามัน<br />
ตัวถังจะใชการเชื่อมปดแทนการใชนอตขัน<br />
หมอ<br />
แปลงแบบนี้สวนใหญจะเปนชนิดแรงดันต่ําและติดตั้งบนเสาไฟฟา<br />
ชองวางดานบน<br />
น้ํามัน<br />
ภาพที่<br />
32 หมอแปลงชนิดเติมของเหลวแบบถังปด (Sealed Tank)<br />
ที่มา:<br />
Mark (1995)<br />
ตัวถัง<br />
36
2.3 แบบถังคอนเซอเวเตอร (Conservator tank) หมอแปลงแบบนี้จะมีถังอีกหนึ่งถังติด<br />
ตั้งอยูดานบนของตัวถังหลัก<br />
ที่ตัวถังหลัก<br />
ที่ตัวถังหลักจะมีน้ํามันเติมจนเต็ม<br />
และในสวนถังคอน<br />
เซอเวเตอรจะมีน้ํามันประมาณครึ่งถัง<br />
ซึ่งจะมีปริมาณน้ํามันประมาณ<br />
3-10% ของน้ํามันทั้งหมด<br />
หมอแปลงแบบนี้จะมีการถายเทอากาศผานตัวดีไฮเดรติ้งบรีทเทอรที่ติดตั้งบนถังคอนเซอเวเตอร<br />
เมื่อน้ํามันในหมอแปลงขยายและหดตัว<br />
อากาศภายนอกจะถูกดูดเขาสูถึงคอนเซอเวเตอร<br />
อากาศที่<br />
ไมดีและถูกดูดเขาสูถังคอนเซอเวเตอร<br />
และถูกดูดลงสูบอดักอากาศ<br />
(sump) และจะดูดทิ้งออกจาก<br />
หมอแปลง ดังแสดงในภาพที่<br />
33 ถังคอนเซอเวเตอรรุนใหมจะมีถุงสังเคราะหติดตั้งภายในถัง<br />
ซึ่งทํา<br />
ใหน้ํามันแยกออกจากอากศภายนอกอยางสมบูรณแบบแสดงไวในภาคผนวก<br />
ง<br />
ระดับน้ํามัน<br />
น้ํามัน<br />
ทอระบายความดัน<br />
อากาศ<br />
แผนไดอะแฟรม<br />
ถังคอนเซอเวเตอร<br />
บอดักอากาศ<br />
วาลวระบาย<br />
ภาพที่<br />
33 หมอแปลงชนิดเติมของเหลวแบบถังคอนเซอเวเตอร (Conservator tank)<br />
ที่มา:<br />
Mark (1995)<br />
2.4 แบบถังปดที่มีกาซ-น้ํามัน<br />
(Gas-Oil Seal) หมอแปลงแบบนี้จะมีถังอีกหนึ่งถังอยู<br />
ดานบน โดยถังนี้ถูกแบงออกเปนสองสวน<br />
สวนแรกจะเชื่อมตอระหวางชองวางดานบนของตัวถัง<br />
หลักกับถังดานบนโดยมีกาซเปนตัวกั้น<br />
สวนที่สองคือชองระบายอากาศผานชองหายใจ<br />
(breather)<br />
ทั้งสองสวนแยกจากกันโดยใชกาซและน้ํามันเมื่ออุณหภูมิของหมอแปลงสูงขึ้น<br />
น้ํามันขยายตัว<br />
การ<br />
ขยายตัวนี้จะดันกาซไนโตรเจนเขาสูถังดานบน<br />
เมื่อความดันกาซเพิ่มขึ้น<br />
น้ํามันในถังดานบนจะถาย<br />
37
เทสูชองระบาย<br />
เมื่อหมอแปลงเย็นลงกาซไนโตรเจนจะไหลกลับเขาสูตัวถังหลัก<br />
น้ํามันหมอแปลง<br />
ในถังหลังจะไมมีโอกาสสัมผัสกับน้ํามันในถังดานบนดังแสดงในภาพที่<br />
34<br />
วาลวสําหรับ<br />
กาชตัวอยาง<br />
น้ํามัน<br />
กาช<br />
ที่กั้น<br />
น้ํามัน<br />
กาช<br />
อากาศ<br />
ทอระบายอากาศ<br />
น้ํามัน<br />
ชองหายใจ<br />
(breather)<br />
ภาพที่<br />
34 หมอแปลงชนิดเติมของเหลวแบบถังปดที่มีกาซ-น้ํามัน<br />
(Gas-Oil Seal)<br />
ที่มา:<br />
Mark (1995)<br />
2.5 แบบความดันกาซอัตโนมัติ (Automatic Gas Pressure) ตัวถังหมอแปลงจะถูกปดสนิท<br />
และมีกาซหอหุมภายในอยูเหนือน้ํามันที่ความดันบวกภายนอกจะมีถังกาซตั้งอยูกับหมอแปลงและ<br />
ตอกับถังหมอแปลงดานบนผานอุปกรณรักษาระดับกาซ นอกจากนี้ยังมีสัญญาณเตือนตอกับชุด<br />
รักษาระดับกาซ เมื่อระดับกาซในถังกาซต่ําลงมาก<br />
เมื่อกาซในถังสามารถรักษาระดับความดันบวก<br />
ในถังหมอแปลงไวได จะไมมีอากาศเขาถึงน้ํามันหมอแปลงได<br />
ถากาซในถังหมดเมื่อเวลาเกิดน้ํามัน<br />
ขยายตัวจะดันกาซในถังหมอแปลงสูอากาศภายนอก<br />
และเมื่อน้ํามันหดตัว<br />
อากาศภายนอกอาจจะเขา<br />
สูตัวถังหมอแปลงได<br />
ซึ่งการทํางานของหมอแปลงแบบนี้นิยมใชกับหมอแปลงขนาดใหญ<br />
แสดงใน<br />
ภาพที่<br />
35<br />
38
กาช<br />
น้ํามัน<br />
วาลว<br />
อุปกรณควบคุมความดัน<br />
ภาพที่<br />
35 หมอแปลงชนิดเติมของเหลวแบบความดันกาซอัตโนมัติ (Automatic Gas Pressure)<br />
ที่มา:<br />
Mark (1995)<br />
กาช<br />
39
1. การแบงกหมอแปลง(Transformer Banks)<br />
การตอหมอแปลงและกลุมเวกเตอรหมอแปลง<br />
คือการตอขั้วสายหมอแปลงทั้งขดลวดดานแรงสูงและแรงต่ําใหสามารถตอใชงานในระบบ<br />
ไฟ3 เฟสรวมถึงการนําเอาหมอแปลง 1 เฟส ตั้งแตสองตัวขึ้นไปมาตอรวมกันเพื่อใชงานในระบบ<br />
ไฟ3 เฟสหรือหลายเฟสโดยที่วิธีการตอขดลวดมีหลายแบบเชนการตอแบบสตาร-เดลตาหรือแบบ<br />
เดลตา-เดลตาซึ่งมีผลทําใหอัตราสวนแรงดันทั้งสองดานมีการเปลี่ยนแปลงตามลักษณะการตอขั้ว<br />
สายในกรณีการแบงกหมอแปลงหมอแปลงแบบ 3 เฟส ทําโดยการตอขั้วสายภายใน(Interconnect)<br />
ของขดลวดดานแรงสูงและแรงต่ํา<br />
มีผลทําใหเกิดการเลื่อนเฟส(Phase<br />
Shift)ระหวางขดลวดทั้งสอง<br />
ดานคุณลักษณะของการเลื่อนเฟสสามารถเปลี่ยนจํานวนเฟสไดเชนแปลงระบบไฟ3<br />
เฟสเปน2 เฟส<br />
6 เฟสหรือ12 เฟสเปนตน และในกรณีการแบงกหมอแปลงแบบ 1 เฟส สามตัว คาพิกัดโวลต-<br />
แอมป รวมทั้งหมดจะเทากับผลรวมของหมอแปลง<br />
1 เฟส ที่มาตอรวมกัน(Austen<br />
and Franklin,<br />
1973)<br />
2. การตอหมอแปลง 3 เฟส<br />
2.1 การตอแบบเดลตา-เดลตา เปนการตอหมอแปลงในระบบไฟ 3 เฟสที่ไมมีจุดนิวตรอล<br />
ดังแสดงในภาพที่<br />
36(A) แรงดันที่ครอมขดลวดจะเทากับแรงดันที่ขั้วตอสายกระแสที่ไหลแตละ<br />
ขดลวด (IP)จะเทากับ 58 เปอรเซนตของกระแสที่ขั้วสาย(Terminal)<br />
มุมเฟสระหวางแรงดันดานแรง<br />
สูงและแรงต่ําจะตรงกัน(Inphase)โดยไมเกิดการเลื่อนเฟสในการตอแบบ<br />
เดลตา-เดลตา<br />
2.2 การตอแบบสตาร-สตาร การตอแบบนี้มีผลทําใหแรงดันที่ครอมแตละขดลวดเทากับ<br />
58 เปอรเซนตของแรงดันที่ขั้วตอสาย<br />
ในขณะที่กระแสที่ไหลในแตละขดลวดจะเทากับกระแสที่<br />
ขั้วตอสายและมุมเฟสระหวางแรงดันดานแรงสูงและแรงต่ําเทากันศูนยหรือมุมตรงกัน(Inphase)ไม<br />
เกิดการเลื่อนเฟสในการตอแบบนี้<br />
ดังแสดงในภาพที่<br />
36(B)<br />
2.3 การตอแบบ เดลตา-สตาร การตอแบบนี้ทางดานขดลวดแรงสูง<br />
ความสัมพันธของ<br />
กระแสและแรงดันจะเปนไปตามคุณสมบัติการตอแบบเดลตา และทางดานขดลวดแรงต่ํา<br />
ความสัมพันธของกระแสและแรงดันจะเปนไปตามคุณสมบัติการตอแบบสตาร ดังแสดงในภาพที่<br />
40
36(C) มุมเฟสระหวางแรงดันดานแรงสูง และแรงต่ําจะมีการเลื่อนเฟสหางกัน<br />
30 องศา มีเวกเตอร<br />
แรงดันดวยกันสองลักษณะคือ การตอแบบแรงดันดานแรงต่ํานําหนาแรงดันดานแรงสูง30<br />
องศา<br />
(Dy11) และแรงดันดานแรงต่ําตามหลังแรงดันดานแรงสูง<br />
30 องศา(Dy1)<br />
2.4 การตอแบบสตาร-เดลตา ความสัมพันธของกระแสและแรงดันจะเหมือนกับการตอ<br />
แบบเดลตา-สตาร เพียงแตสลับดานกันดังแสดงในภาพที่<br />
36(D) และมุมเฟสระหวางแรงดันดานแรง<br />
สูงและแรงต่ํามีการเลื่อนเฟสหางกัน30<br />
องศาเหมือนกับแบบเดลตา-สตาร โดยมีเวกเตอรแรงดัน<br />
แบงเปนสองเเบบคือแรงดันดานแรงต่ํานําหนาแรงดันดานแรงสูง<br />
30 องศา(Yd11) และแรงดันดาน<br />
แรงต่ําตามหลังแรงดันดานแรงสูง<br />
30 องศา(Yd1)<br />
(A)<br />
(B)<br />
(C)<br />
(D)<br />
A<br />
B<br />
C<br />
A<br />
B<br />
C<br />
A<br />
B<br />
C<br />
A<br />
B<br />
C<br />
VL= VP<br />
I = 3. I<br />
I = 3. I<br />
L P<br />
V = 3V<br />
L P<br />
VL= VP<br />
I = 3. I<br />
IP IP<br />
IL IP<br />
L P<br />
V = 3V<br />
L P<br />
L P<br />
= I L = I P<br />
IP<br />
IL = IP<br />
ภาพที่<br />
36 การตอหมอแปลง3 เฟสแบบตางๆ<br />
ที่มา:<br />
Austen and Franklin (1973)<br />
I L = I P<br />
I = 3. I<br />
L P<br />
VL= VP<br />
V = 3V<br />
L P<br />
V = 3V<br />
IP<br />
L P<br />
VL= VP<br />
2.5 การตอแบบวี-วี ในกรณีที่หมอแปลง1<br />
เฟสสามตัวตอรวมกันเปนระบบไฟ3 เฟสแลว<br />
เกิดมีหมอแปลง1 ตัวเกิดความเสียหายการตอแบบวี-วี เปนวิธีหนึ่งที่สามารถนํามาใชตอหมอแปลง<br />
a<br />
b<br />
c<br />
a<br />
b<br />
c<br />
a<br />
b<br />
c<br />
a<br />
b<br />
c<br />
41
ที่เหลืออีกสองตัว<br />
ใหใชเปนระบบไฟ 3 เฟสไดแตพิกัดโวลต-แอมป ของหมอแปลงที่นํามาแบงกกัน<br />
จะเทากับ86.6 เปอรเซนตของผลรวมพิกัดโวลต-แอมปของหมอแปลงทั้งสองการตอหมอแปลง<br />
แบบนี้ไมมีผลตอการกระจายแรงดันระหวางเฟส<br />
มุมเฟสดานแรงดันต่ําจะเทากับดานแรงดันสูงดัง<br />
แสดงในภาพที่<br />
37<br />
A<br />
B<br />
C<br />
ภาพที่<br />
37 การตอหมอแปลงแบบวี-วี<br />
ที่มา:<br />
Austen and Franklin (1973)<br />
3. การตอแบบซิกแซก (Zig zag)<br />
การตอแบบเดลตา-สตารหรือสตาร-เดลตา ทําใหมุมเฟสระหวางแรงดันดานแรงสูงและแรง<br />
ต่ํามีมุมเฟสนําหนาและลาหลังหางกัน30<br />
องศาโดยที่มุมเฟสดานแรงสูงอยูที่ศูนยองศาตลอด<br />
การตอ<br />
แบบซิกแซกมีผลทําใหมุมเฟสของแรงดันดานแรงต่ําเลื่อนไปเปนมุมศูนยองศา<br />
เทากับดานแรงสูง<br />
และเลื่อนไปเปนมุม<br />
180 องศาตรงขามกับดานแรงสูง โดยที่ยังมีจุดตอนิวตรอลเหมือนการตอแบบ<br />
สตารดังแสดงในภาพที่<br />
38ในขณะการตอแบบสตาร-สตาร มุมเฟสของแรงดันดาน แรงต่ําจะมีสอง<br />
แบบคือ มุมเฟสเทากับศูนยองศา(Yy0) และมุมเฟสเทากับ180 องศา(Yy6) ดังนั้นถานําเอาขดลวด<br />
แบบสตาร ดานแรงสูงหรือดานแรงต่ํามาจัดรูปแบบการตอใหเปนแบบซิกแซก<br />
ผลที่ไดจะทําใหมุม<br />
เฟสของแรงดันดานแรงต่ํานําหนาและลาหลังมุมเฟสดานแรงสูง<br />
30 องศา ทําใหไดเวคเตอรแรงดัน<br />
Yz1, Zy1, Yz11, Zy11 ในสวนของแรงดันที่เกิดขึ้นภายในขดลวดซิกแซก<br />
U1 คือแรงดันเฟสของ<br />
แตละครึ่งของขดลวด<br />
และ U2 คือแรงดันเฟสของแตละครึ่งของขดลวดเมื่อเทียบเทาขดลวดแบบ<br />
สตาร จะไดวา<br />
U = U cos30 °= U . 3 / 2<br />
2 1 1<br />
U1 = 2 / 3. U2<br />
= 1.15U2<br />
U U U U<br />
= 2. 2× 3 = 2. 3 1×<br />
3 / 2 = 3 1<br />
a<br />
b<br />
c<br />
42
ดังนั้นการตอแบบซิกแซกตองการจํานวนรอบของขดลวดเพิ่มขึ้นมากกวาการตอแบบสตาร<br />
15<br />
เปอรเซนตที่ระดับแรงดันเทากันทําใหเพิ่มน้ําหนักของตัวนําทองแดง<br />
15 เปอรเซนต นอกจากนี้<br />
หมอแปลงที่มีการตอแบบซิกแซกจะมีราคาสูงกวาเนื่องจากจะตองเพิ่มจุดตอภายในทําใหไมนิยมใช<br />
ที่พิกัดสูงกวา<br />
50 kVA<br />
ภาพที่<br />
38 การตอหมอแปลงแบบซิกแซก<br />
ที่มา:<br />
GEC ALSTOM Measurements Limited (1990)<br />
4. การตอแบบสกอตต (Scott)<br />
C<br />
N<br />
B<br />
U1<br />
U2<br />
คือการนําหมอแปลง1 เฟสสองตัวมาตอรวมกัน โดยดานหนึ่งเปนระบบไฟ3<br />
เฟสและอีก<br />
ดานหนึ่งตอเปนระบบ2<br />
เฟสแบบสามสายหรือสี่สายก็ไดใชสําหรับเชื่อมระหวางระบบไฟ3<br />
เฟสกับ<br />
2 เฟสหรือจายโหลดสองเฟสหรือจากระบบไฟ 3 เฟสพิกัดกําลังของหมอแปลงจะเทากับ 86.6<br />
เปอรเซนตของทั้งสองตัวรวมกันการตอแบบสกอตประกอบดวยหมอแปลงหลัก(Main<br />
transformer)<br />
และหมอแปลงทีซเซอร(Teaser transformer) ดังแสดงในภาพที่<br />
39 ขดลวดหลักจะมีแท็ปกึ่งกลางที่<br />
50เปอรเซนตที่จุด<br />
S ซึ่งตอเขากับจุด<br />
S ของขดลวดทีสเซอรโดยที่ขดลวดทีซเซอรจะมีแท็ปนิวตรอล<br />
สําหรับเปนจุดตอลงดินใหกับโหลดดาน 3 เฟส ในรูปภาพที่<br />
40 แสดงการแบงกระแสเมื่อจายโหลด<br />
เฉพาะดานหมอแปลงหลักและจายโหลดเฉพาะดานหมอแปลงทีซเซอร<br />
5. การตอแบบเลอ-บล็อง<br />
คือการตอหมอแปลงใหใชกับระบบไฟ3 เฟสแปลงเปนระบบไฟ2 เฟสเหมือนกับการตอ<br />
แบบสกอตต แตแตกตางกันตรงที่ดาน<br />
3 เฟส ของการตอแบบเลอบล็อง ตอขดลวดแบบเดลตาดาน<br />
A<br />
U<br />
43
แรงต่ําเหมือนกัน<br />
การนําไปใชงานก็เหมือนกันแตการตอแบบเดลตาดานแรงสูงชวยใหลดผลของ<br />
แรงดันฮารมอนิคที่<br />
3 ในขดลวดดานแรงสูงได นอกจากนี้ลักษณะโครงสรางของหมอแปลงแบบ<br />
เลอบล็องแกนเหล็กจะเปนแบบ 3 เฟส 3 ขา ทําใหมีความประหยัดในดานโครงสรางและประหยัด<br />
พื้นที่ในการติดตั้งหมอแปลงเมื่อเทียบกับการตอแบบสก็อตที่ใชหมอแปลง1<br />
เฟสสองตัวดังแสดงใน<br />
ภาพที่<br />
41<br />
C S B S N<br />
MAIN TEASER<br />
b1 b2 a1 a2<br />
ภาพที่<br />
39 การตอหมอแปลงแบบสกอตต<br />
ที่มา:<br />
Austen and Franklin (1973)<br />
115.5 A<br />
57.75 A<br />
A<br />
57.75 A<br />
b1 b2<br />
a1<br />
C<br />
S<br />
B<br />
a2<br />
100 A<br />
ภาพที่<br />
40 การตอหมอแปลงแบบสกอตตเมื่อตอเขากับโหลด<br />
ที่มา:<br />
Austen and Franklin (1973)<br />
L<br />
C<br />
A<br />
L<br />
S<br />
100 A<br />
A<br />
B<br />
b1 b2<br />
100 A<br />
a1<br />
a2<br />
44
C1<br />
C2<br />
B1<br />
B2<br />
b1 b2<br />
ภาพที่<br />
41 การตอหมอแปลงแบบเลอบล็อง<br />
ที่มา:<br />
Austen and Franklin (1973)<br />
6. กลุมเวกเตอรหมอแปลง<br />
A1<br />
A2<br />
a1 a2<br />
ในการใชงานหมอแปลงในระบบไฟฟาสิ่งหนึ่งที่ตองพิจารณาคือลักษณะของวงจรใน<br />
ระบบไฟฟาที่นําหมอแปลงไปตอรวมเชน<br />
เปนระบบ3 เฟส 3 สายหรือเปนระบบ3 เฟส 4 สาย หรือ<br />
ใชกับโหลด1 เฟส หรือนําไปตอขนานกันในระบบสงจาย รวมถึงขอกําหนดของการไฟฟาแตละที่ๆ<br />
ตองการใหลดผลของฮารมอนิกดวย ดังนั้นหมอแปลงจึงมีลักษณะการตอที่หลากหลายและเปนผล<br />
ทําใหเกิดการเลื่อนมุมเฟสของแรงดันซึ่งสามารถแบงเวกเตอรของแรงดันไดเปนหากลุมใหญที่ใช<br />
ทั่วไปดังตารางที่<br />
3 และนอกจากนั้นยังมีอีกหากลุมเวกเตอรที่ใชเฉพาะงานไมคอยใชในงานทั่วไป<br />
ดังแสดงในตารางที่<br />
4<br />
HV<br />
LV<br />
45
ตารางที่<br />
3 กลุมเวกเตอรหมอแปลงที่ใชทั่วไป<br />
ที่มา:<br />
IEC Standard 76-1 (1993)<br />
46
ตารางที่<br />
4 กลุมเวกเตอรหมอแปลงที่ใชเฉพาะงาน<br />
ที่มา:<br />
IEC Standard 76-1 (1993)<br />
47
1. วัตถุประสงค<br />
การทดสอบหมอแปลง(Transformer Testing)<br />
วัตถุประสงคของการทดสอบเพื่อยืนยันความถูกตองในการทํางานของหมอแปลงและเพื่อ<br />
ตรวจสอบวาคุณสมบัติของตัวหมอแปลงตรงตามขอกําหนดของมาตรฐานและของผูใชงานหรือไม<br />
2. การแบงประเภทของการทดสองหมอแปลง<br />
2.1 การทดสอบทางดานคุณลักษณะ(Test on Characteristics) ไดแก<br />
2.1.1 การทดสอบวัดคาความตานทานของขดลวด<br />
2.1.2 การทดสอบสภาพขั้ว<br />
2.1.3 การทดสอบความสัมพันธระหวางเฟส<br />
2.1.4 การทดสอบลําดับเฟส<br />
2.1.5 การทดสอบอัตราสวนหมอแปลง<br />
2.1.6 การทดสอบวัดคากําลังสูญเสียขณะไมมีโหลดและกระแสการกระตุน<br />
2.1.7 การทดสอบวัดคากําลังสูญเสียขณะมีโหลดและแรงดันอิมพีแดนซ<br />
2.1.8 การทดสอบอิมพีแดนซลําดับศูนย<br />
2.2 การทดสอบทางดานฉนวนไฟฟา<br />
2.2.1 การทดสอบแรงดันอิมพัลส<br />
2.2.2 การทดสอบแรงดันประยุกตใชงาน<br />
2.2.3 การทดสอบแรงดันเหนี่ยวนํา<br />
2.2.4 การทดสอบเพาเวอรแฟคเตอรของฉนวน<br />
2.2.5 การทดสอบความตานทานของฉนวน<br />
2.3 การทดสอบทางดานการทํางาน<br />
2.3.1 การทดสอบอุณหภูมิเพิ่ม<br />
2.3.2 การทดสอบลัดวงจร<br />
2.3.3 การทดสอบวัดระดับเสียงรบกวน<br />
48
3. การทดสอบวัดคาความตานทานของขดลวด<br />
วัตถุประสงคเพื่อคนหาองคประกอบ<br />
I 2 R ของคาความสูญเสียของตวนําขดลวดและเพื่อ<br />
คํานวณหาอุณหภูมิสูงสุดของขดลวดที่จุดสุดทายของการทดสอบอุณหภูมิและเพื่อเปนขอมูล<br />
พื้นฐานในการประเมินความเสียหายที่อาจจะเกิดในการใชงาน<br />
โดยมีวิธีการทดสอบวัดคาความ<br />
ตานทานของขดลวดอยูสองวิธีดังนี้<br />
(IEEE Standard C57.12.90, 1999)<br />
3.1 วิธีวงจรบริดจ(Bridge Method) วิธีนี้ใชกับหมอแปลงที่มีพิกัดกระแสต่ํากวา<br />
1 แอมป<br />
และใชวัดคาความตานทานต่ําจนถึงประมาณ<br />
10,000 โอหม วิธีนี้ยังมีการตอวงจรบริดจหลายรูป<br />
แบบตามผูคิดคนดังเชน<br />
วีทสโตนบริดจ(Wheatstone Bridge) เคลวินบริดจ(Kelvin Bridge) และ<br />
ทอมสันบริดจ(Thomson Bridge) เปนตนในภาพที่<br />
42 แสดงวงจรการทดสอบของทอมสันบริดจ<br />
Rtransformer<br />
Rd RV<br />
ภาพที่<br />
42 วงจรบริดจของทอมสันบริดจ(Thomson Bridge)<br />
ที่มา<br />
: GEC ALSTOM Measurements Limited (1990)<br />
RN<br />
R<br />
R = R<br />
transformer<br />
d<br />
RV<br />
N<br />
3.2 วิธีโวลตมิเตอร-แอมปมิเตอร(Voltmeter-Ammeter Method) วิธีนี้ใชกับหมอแปลงที่มี<br />
พิกัดกระแสตั้งแต<br />
1 แอมปขึ้นไปวงจรทดสอบแสดงในภาพที่<br />
43 ซึ่งจะทําการปอนแหลงจาย<br />
กระแสตรงและใชโวลตมิเตอรและแอมปมิเตอรทําการวัดคาแรงดันและกระแส คาความตานทานที่<br />
ไดจะเทากับแรงดันหารดวยกระแส<br />
49
แอมปมิเตอร<br />
แหลงจายกระแสตรง หมอแปลงที่ทําการทดสอบ<br />
โวลตมิเตอร<br />
ภาพที่<br />
43 วงจรทดสอบวิธีโวลตมิเตอร-แอมปมิเตอร<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
4. การทดสอบสภาพขั้ว(Polarity<br />
Test)<br />
วัตถุประสงคเพื่อนําหมอแปลงไปใชตอขนานหรือทําการแบงคหมอแปลง<br />
การทดสอบ<br />
สภาพขั้วของหมอแปลง<br />
1 เฟสและ 3 เฟสมีวิธีการทดสอบที่เหมือนกันแตจะแตกตางกันที่หมอ<br />
แปลง 3 เฟสทําการวัดทีละเฟส ผลการทดสอบตองการทราบวาหมอแปลงมีสภาพขั้วเปนบวก<br />
(Additive Polarity)หรือเปนลบ(Subtractive Polarity)ดังแสดงในภาพที่<br />
44 นอกจากนี้วิธีการ<br />
ทดสอบแบงออกไดเปน 4 วิธีไดแก<br />
สภาพขั้วบวก<br />
สภาพขั้วลบ<br />
ภาพที่<br />
44 สภาพขั้วบวก(Additive<br />
Polarity)และสภาพขั้วลบ(Subtractive<br />
Polarity)<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
50
4.1 วิธีแรงดันเหนี่ยวนํา(Inductive<br />
Kick) มีขั้นตอนการทดสอบดังนี้คือตอวงจรตามภาพที่<br />
43 โดยปอนแรงดันกระแสตรงที่ดานแรงสูงของหมอแปลงที่ขั้วตอ<br />
H1และH2 และนําโวลตมิเตอร<br />
วัดที่ขั้วตอ<br />
H1และH2 ดานแรงสูง เข็มของโวลตมิเตอรจะมีการเคลื่อนที่เล็กนอย<br />
ตอจากนั้นใหยาย<br />
โวลตมิเตอรไปวัดที่ดานแรงต่ําของหมอแปลงที่ขั้วตอX1<br />
และX2 โดยที่ขั้วตอ<br />
H1ยายไปที่ X2 และ<br />
ขั้วตอ<br />
H2ยายไปที่ X1 และทําการตัดแหลงจายกระแสตรงออก และสุดทายใหสังเกตุที่เข็มของโวลต<br />
มิเตอรถาเข็มแกวงมีทิศทางตรงขามกับดานแรงสูงแสดงวามีสภาพขั้วลบ(Subtractive<br />
Polarity) แต<br />
ถามีทิศทางเดียวกับดานแรงสูงแสดงวามีสภาพขั้วบวก(Additive<br />
Polarity)<br />
4.2 วิธีแรงดันกระแสสลับ(Alternating Voltage) วิธีนี้ในสําหรับหมอแปลงที่มีอัตราสวน<br />
การแปลงประมาณ 30 เทาหรือนอยกวา วงจรทดสอบแสดงในภาพที่<br />
45 โดยที่สามารถปอนไฟที่<br />
ระดับแรงดันใดๆก็ไดตามแตสะดวกและทําการเปรียบเทียบระหวางแรงดันที่ปอนใหทางดานแรง<br />
สูงกับโวลตมิเตอร ถาแรงดันที่โวลตมิเตอรสูงกวาแสดงวามีสภาพขั้วเปนบวก(Additive<br />
Polarity)<br />
แตถาแรงดันที่โวลตมิเตอรต่ํากวาแรงดันที่ดานแรงสูงแสดงวามีสภาพขั้วเปนลบ(Subtractive<br />
Polarity)<br />
แหลงจายไฟ<br />
กระแสสลับ<br />
H1 2 H<br />
X1 2 X<br />
โวลตมิเตอร<br />
ภาพที่<br />
45 วงจรทดสอบของวิธีแรงดันกระแสสลับ(Alternating Voltage)<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
4.3 วิธีเปรียบเทียบ(Comparison Method) วิธีนี้จะใชหมอแปลงที่รูสภาพขั้วและมี<br />
อัตราสวนแรงดันเทากันโดยตอวงจรตามภาพที่<br />
46 โดยทําการอานคาที่โวลตมิเตอรถามีคาเทากับ<br />
ศูนยหรือมีคานอยมากๆแสดงวาหมอแปลงทั้งสองมีสภาพขั้วเหมือนกัน<br />
51
แหลงจายไฟ<br />
กระแสสลับ<br />
หมอแปลงที่ถูกทดสอบ<br />
H<br />
2<br />
H<br />
1<br />
H<br />
2<br />
H<br />
1<br />
X2<br />
X1<br />
X2<br />
X1<br />
หมอแปลงที่ทราบอัตราสวน<br />
ภาพที่<br />
46 วงจรทดสอบของวิธีเปรียบเทียบ(Comparison Method)<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
โวลตมิเตอร<br />
4.4 วิธีวงจรบริดจอัตราสวน(Ratio Bridge) มีวงจรทดสอบดังแสดงในภาพที่<br />
47<br />
หมอแปลงที่ถูกทดสอบ<br />
H<br />
1<br />
H<br />
2<br />
ภาพที่<br />
47 วงจรทดสอบของวิธีวงจรบริดจอัตราสวน(Ratio Bridge)<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
5. การทดสอบความสัมพันธระหวางเฟส<br />
X1<br />
X2<br />
คือการทดสอบวัดความสัมพันธของแรงดันในแตละเฟสทั้งทางดานแรงสูงและดานแรงต่ํา<br />
โดยที่หมอแปลงที่ถูกทดสอบตองมีอัตราสวนการแปลงอยูระหวาง<br />
30 ตอ 1 หรือนอยกวาและตอง<br />
ทราบองศาของการเลื่อนมุมเฟสและลําดับเฟสที่แนนอน<br />
โดยจะมีขั้นตอนการทดสอบดังนี้<br />
R<br />
1<br />
R<br />
52
5.1 นําขั้วตอสาย<br />
H1 และX1 ตอถึงกันหลังจากนั้นจายแรงดันที่ดานแรงต่ํา<br />
5.2 ใชโวลตมิเตอรวัดแรงดันระหวางขั้วตอสายดังแสดงในตารางที่<br />
5 และ 6 ซึ่งแบงตาม<br />
กลุมเวกเตอรและลักษณะการตอขดลวด<br />
5.3 หลังจากนั้นนําคาที่วัดไดมาเปรียบเทียบลําดับความสัมพันธของขนาดแรงดันและ<br />
นํามาเขียนรูปในตรงกับตารางที่<br />
5 และ 6<br />
ตารางที่<br />
5 ตารางแสดงการตอขดลวด กลุมเวกเตอร<br />
และแผนภาพเฟสเซอรของแรงดันสําหรับหมอ<br />
แปลงสามเฟส<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
53
ตารางที่<br />
6 ตารางแสดงการตอขดลวด กลุมเวกเตอร<br />
และแผนภาพเฟสเซอรของแรงดันสําหรับหมอ<br />
แปลงหกเฟส<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
6. การทดสอบลําดับเฟส<br />
วิธีนี้เปนการทดสอบลําดับของเฟสแตจะไมทราบวาหมอแปลงที่ถูกทดสอบมีคามุมของ<br />
การเลื่อนมุมเฟส(Phase<br />
shifting angle)เทากับเทาไหร เครื่องมือที่ใชวัดลําดับเฟสอาจจะเปน<br />
มอเตอรเหนี่ยวนํา<br />
3 เฟสหรือวงจรแยกเฟส โดยมีขั้นตอนการทดสอบดังนี้<br />
6.1 ตอเครื่องมือวัดที่ดานแรงสูงกอนและจายไฟ<br />
3 เฟสที่ดานแรงต่ําโดยที่ระดับแรงดัน<br />
ตองใหเหมาะสมกับเครื่องมือวัด<br />
หลังจากนั้นทําการบันทึกทิศทางการหมุนหรือคาที่แสดงผลของ<br />
เครื่องมือวัด<br />
6.2 ยายเครื่องมือวัดมาทางดานแรงต่ําโดยที่ขั้วตอสายของเครื่องมือวัดยายจาก<br />
H1 ไปยัง X1 และ H2ไปยัง X2 และ H3ไปยัง X3 โดยที่ยังจายไฟที่ดานแรงต่ําเหมือนเดิม<br />
ใหสังเกตทิศทางการ<br />
54
หมุนของเครื่องมือวัดหรือคาที่แสดงผลของเครื่องมือวัด<br />
ถาลําดับเฟสของหมอแปลงถูกตองทิศทาง<br />
การหมุนของเครื่องมือวัดจะเหมือนกัน<br />
7. การทดสอบอัตราสวนหมอแปลง<br />
คือการทดสอบอัตราสวนจํานวนรอบของหมอแปลงระหวางจํานวนรอบดานแรงสูงกับ<br />
จํานวนรอบดานแรงต่ํา<br />
ในกรณีที่เปนหมอแปลง<br />
3 เฟสถาขั้วตอสายสามารถแยกเฟสทดสอบไดควร<br />
ทดสอบแยกแตละเฟสและในกรณีที่หมอแปลง<br />
3 เฟสแบบสตารที่ไมสามารถเขาถึงจุดนิวตรอลได<br />
ควรใชแหลงจายไฟ 3 เฟสทําการทดสอบ และกรณีที่หมอแปลงมีแท็ปเพื่อปรับอัตราสวนแรงดัน<br />
หมอแปลงควรทําการทดสอบทุกแท็ปแรงดัน โดยมีวิธีการทดสอบดังนี้<br />
7.1 วิธีโวลตมิเตอร(Voltmeter Method) คือใชโวลตมิเตอรสองตัววัดดานแรงสูงและแรง<br />
ต่ําดานละตัว<br />
และอานคาแรงดันพรอมกันโดยระดับแรงดันเริ่มตนตั้งแตคาต่ําไปจนถึงแรงดันที่พิกัด<br />
และแบงขั้นแรงดันที่ใชทดสอบไมนอยกวา<br />
4 ขั้นหรือแบงเปนขั้นละ<br />
10 เปอรเซ็นต นอกจากนี้ควร<br />
ใชโวลตมิเตอรหลายชุดเพื่อปองกันการคลาดเคลื่อนของตัวโวลตมิเตอรเอง<br />
7.2 วิธีเปรียบเทียบ(Comparison Method) คือการทดสอบอัตราสวนโดยการเปรียบเทียบ<br />
กันระหวางหมอแปลงที่ตองการทดสอบกับหมอแปลงที่ทราบอัตราสวนและมีอัตราสวนแรงดัน<br />
เทากันดวย โดยนําหมอแปลงทั้งสองมาตอขนานกันดังแสดงในภาพที่<br />
48 และที่ดานทุติยภูมิจะใช<br />
โวลตมิเตอรวัดผลตางของแรงดัน ถาหมอแปลงทั้งสองมีอัตราสวนเทากันผลตางของแรงดันจะ<br />
เทากับศูนยหรือมีคานอยมากๆ<br />
แหลงจายไฟ<br />
กระแสสลับ<br />
หมอแปลงที่ถูกทดสอบ<br />
H<br />
1<br />
H<br />
2<br />
ภาพที่<br />
48 วงจรทดสอบของวิธีเปรียบเทียบ(Comparison Method)<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
H<br />
2<br />
H<br />
1<br />
X2<br />
X1<br />
X2<br />
X1<br />
โวลตมิเตอร<br />
หมอแปลงที่ทราบอัตราสวน<br />
55
7.3 วิธีวงจรบริดจอัตราสวน(Ratio Bridge Method) ในภาพที่<br />
49 แสดงวงจรที่ใชทดสอบ<br />
เมื่อตัวตรวจวัด(DET)<br />
อยูที่ตําแหนงสมดุลย<br />
อัตราสวนของหมอแปลงจะเทากับอัตราสวนระหวาง R<br />
กับ R1 หมอแปลงที่ถูกทดสอบ<br />
H<br />
1<br />
H<br />
2<br />
ภาพที่<br />
49 วงจรทดสอบของวิธีวงจรบริดจอัตราสวน(Ratio Bridge Method)<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
8. การทดสอบวัดคากําลังสูญเสียขณะไมมีโหลดและกระแสการกระตุน<br />
X1<br />
X2<br />
การทดสอบวัดคากําลังสูญเสียขณะไมมีโหลดและกระแสการกระตุนสามารถทําพรอมกัน<br />
ไดในวงจรทดสอบเดียวกัน โดยคากําลังสูญเสียขณะไมมีโหลดวัดไดจากวัตตมิเตอรขณะที่กระแส<br />
การกระตุนวัดไดจากแอมปมิเตอร<br />
วิธีที่ใชในการทดสอบจะใชวิธีโวลตมิเตอรแบบแรงดันเฉลี่ย<br />
(Average-voltage Voltmeter Method) คือใชโวลตมิเตอรสองตัวตอขนานกันโดยที่โวลตมิเตอรตัว<br />
แรกเปนแรงดันเฉลี่ย(Uave)และตัวที่สองเปนแรงดันอารเอ็มเอส(Urms)<br />
และนําคาที่อานไดจากโวลต<br />
มิเตอรทั้งสองมาเขาสูตรคํานวณหาคาคาความสูญเสีย(W)ในสมการที่<br />
37 โดยในภาพที่<br />
50 คือวงจร<br />
ทดสอบสําหรับหมอแปลง 1 เฟส สวนในภาพที่<br />
51 คือวงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 1 เฟสที่ใช<br />
หมอแปลงเครื่องมือวัดตอรวม<br />
และในภาพที่<br />
52 คือวงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 3 เฟสที่ใชหมอ<br />
แปลงเครื่องมือวัดตอรวม<br />
ในสวนของขดลวดที่ทําการทดสอบสามารถใชไดทั้งสองดานแต<br />
โดยทั่วไปจะใชขดลวดดานแรงต่ําทําการทดสอบ<br />
R<br />
1<br />
2<br />
W = × W 2<br />
⎛U⎞ rms 1+<br />
⎜ ⎟<br />
⎝Uave ⎠<br />
m<br />
R<br />
56<br />
(37)
แหลงจาย<br />
แอมปมิเตอร<br />
วัตตมิเตอร<br />
Wm<br />
โวลตมิเตอร<br />
U rms<br />
U ave<br />
หมอแปลงที่ทําการทดสอบ<br />
ภาพที่<br />
50 วงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 1 เฟสที่ไมใชหมอแปลงเครื่องมือวัด<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
แหลงจาย<br />
วัตตมิเตอร<br />
Wm<br />
หมอแปลงกระแส<br />
Urms<br />
หมอแปลงแรงดัน<br />
หมอแปลงที่ทําการทดสอบ<br />
U ave<br />
โวลตมิเตอร<br />
ภาพที่<br />
51 วงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 1 เฟสที่ใชหมอแปลงเครื่องมือวัดตอรวม<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
U rms Uave<br />
U rms Uave<br />
U rms Uave<br />
ภาพที่<br />
52 วงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 3 เฟสที่ใชหมอแปลงเครื่องมือวัดตอรวม<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
X 0<br />
X1<br />
X 2<br />
X 3<br />
H1<br />
H 2<br />
H3<br />
57
9. การทดสอบวัดคากําลังสูญเสียขณะมีโหลดและแรงดันอิมพีแดนซ<br />
9.1 คากําลังสูญเสียขณะมีโหลด คือคากําลังสูญเสียที่เกิดขึ้นจากโหลดที่หมอแปลงจาย<br />
อยู<br />
รวมถึงกําลังสูญเสียในขดลวด(I 2 R) ที่เกิดจากกระแสโหลดและคากําลังสูญเสียอื่นๆที่เกิดจาก<br />
กระแสวนที่ทําใหเกิดฟลักซรั่วในขดลวด<br />
ตัวยึดแกนเหล็ก แผนปองกันสนามไฟฟาและผนังตัวถัง<br />
หมอแปลง คากําลังสูญเสียขณะจายโหลดหาไดจากการลัดวงจรขดลวดดานแรงสูงหรือแรงต่ําดาน<br />
ใดดานหนึ่งและจายไฟดานที่ไมไดลัดวงจร<br />
คากําลังสูญเสียที่เกิดขึ้นภายใตสภาวะนี้จะมีคาเทากับ<br />
คากําลังสูญเสียขณะมีโหลดที่คากระแสโหลดเต็ม(Full<br />
Load Current)<br />
9.2 แรงดันอิมพีแดนซ คือแรงดันที่ทําเกิดขึ้นขณะที่กระแสโหลดเต็มไหลในขดลวดดาน<br />
หนึ่งขณะที่อีกดานหนึ่งทําการลัดวงจร<br />
โดยทั่วไปคาแรงดันอิมพีแดนซแสดงอยูในรูปเปอรเซ็นต<br />
แรงดันหรืออยูในรูปเปอรยูนิตหรือเปอรเซ็นตอิมพีแดนซ<br />
แรงดันอิมพีแดนซประกอบดวยผลรวม<br />
ทางเฟสเซอรขององคประกอบรีแอคทีฟและองคประกอบรีซิสทีฟและสามารถหาคาไดในระหวาง<br />
ทําการทดสอบวัดคากําลังสูญเสียขณะมีโหลด<br />
9.3 วิธีการทดสอบ<br />
9.3.1 วิธีวัตตมิเตอร-โวลตมิเตอร-แอมปมิเตอร เปนวิธีที่ใชหาคาความสูญเสียขณะ<br />
จายโหลดและแรงดันอิมพีแดนซ โดยในภาพที่<br />
53 เปนวงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 1 เฟสที่ไมมี<br />
หมอแปลงเครื่องมือวัด<br />
และในภาพที่<br />
54 เปนวงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 1 เฟสที่มีหมอแปลง<br />
เครื่องมือวัดสวนในภาพที่<br />
55 เปนวงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 3 เฟสที่มีหมอแปลงเครื่องมือวัด<br />
แหลงจาย<br />
แอมปมิเตอร<br />
โวลตมิเตอร<br />
วัตตมิเตอร<br />
หมอแปลงที่ทําการทดสอบ<br />
ภาพที่<br />
53 วงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 1 เฟสที่ไมมีหมอแปลงเครื่องมือวัด<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
58
แหลงจาย<br />
หมอแปลงกระแส<br />
วัตตมิเตอร<br />
โวลตมิเตอร<br />
หมอแปลงแรงดัน<br />
ภาพที่<br />
54 วงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 1 เฟสที่มีหมอแปลงเครื่องมือวัด<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
ภาพที่<br />
55 วงจรทดสอบสําหรับหมอแปลง 3 เฟสที่มีหมอแปลงเครื่องมือวัด<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
H1<br />
H 2<br />
H3<br />
หมอแปลงที่ทําการทดสอบ<br />
9.3.2 วิธีวงจรบริดจอิมพีแดนซ เปนอีกวงจรหนึ่งที่ใชหาคาความสูญเสียขณะจาย<br />
โหลดและแรงดันอิมพีแดนซซึ่งเปนอีกหนึ่งทางเลือกในการพิจารณาถึงสภาพแวดลอมในการวัด<br />
และอุปกรณที่สามารถหาไดในการทดสอบ<br />
วงจรทดสอบแสดงในภาพที่<br />
56 เมื่อ<br />
ET คือแรงดันที่ใช<br />
ทดสอบโดยจะทําการเปรียบเทียบแรงดันที่ตกครอม<br />
Z1 Z2 และZ3 จนกระทั่งแรงดันตกครอม<br />
Z2 เทากับ Z3 ตัวตรวจจับ DET จะเปนตัวแสดงแรงดันที่สมดุลยที่เกิดขึ้นในวงจรบริดจ<br />
ในภาพที่<br />
57<br />
และ 58 คือวงจรบริดจที่นิยมใชทดสอบโดยทั่วไป<br />
ในกรณีที่ทดสอบหมอแปลง<br />
3 เฟสจะตองใช<br />
แหลงจายไฟ 3 เฟสตอเขากับวงจรบริดจแตละเฟสและคํานวณกําลังสูญเสียทั้งหมอจากเครื่องมือวัด<br />
ในแตละเฟส<br />
X1<br />
X 2<br />
X 3<br />
59
ภาพที่<br />
56 วงจรทดสอบวิธีวงจรบริดจอิมพีแดนซ<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
Z<br />
1<br />
Z<br />
2<br />
Z<br />
3<br />
หมอแปลงที่ทําการทดสอบ<br />
หมอแปลงที่ทําการทดสอบ<br />
ภาพที่<br />
57 วงจรทดสอบวิธีวงจรบริดจอิมพีแดนซแบบรีซิสเตอร-คาปาซิสเตอร<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
ภาพที่<br />
58 วงจรทดสอบวิธีวงจรบริดจอิมพีแดนซแบบอัตราสวนหมอแปลง<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
หมอแปลงที่ทําการทดสอบ<br />
60
9.4 ขั้นตอนในการทดสอบ<br />
9.4.1 การทดสอบหมอแปลงสองขดลวดและหมอแปลงแบบออโต ในการทดสอบวัด<br />
คากําลังสูญเสียขณะมีโหลดและแรงดันอิมพีแดนซของหมอแปลงสองขดลวดจะใชวงจรทดสอบ<br />
ในภาพที่<br />
53 และภาพที่<br />
54 สําหรับหมอแปลง 1 เฟส และในภาพที่<br />
55 สําหรับหมอแปลง 3 เฟส<br />
สวนหมอแปลงแบบออโตจะใชวงจรทดสอบในภาพที่<br />
59 ขั้นตอนในการทดสอบคือปอนแรงดัน<br />
จากแหลง จายไฟสลับโดยเริ่มจากศูนยโวลตจนกระทั่งแอมปมิเตอรอานคากระแสไดเทากับ<br />
คากระแสที่พิกัดจากนั้นทําการอานและบันทีกคาจากวัตตมิเตอรและโวลตมิเตอร<br />
คาที่ไดจากวัตต<br />
มิเตอรคือคากําลังสูญเสียขณะมีโหลดและคาที่ไดจากโวลตมิเตอรคือแรงดันอิมพีแดนซ<br />
แหลงจาย<br />
แอมปมิเตอร<br />
วัตตมิเตอร<br />
โวลตมิเตอร<br />
หมอแปลงออโต<br />
ภาพที่<br />
59 วงจรทดสอบสําหรับหมอแปลงออโตที่ไมมีหมอแปลงเครื่องมือวัด<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
9.4.2 การทดสอบหมอแปลงสามขดลวด ขั้นตอนในการทดสอบจะเหมือนกับหมอ<br />
แปลงแบบสองขดลวดเพียงแตจะทําการทดสอบที่ละคูขดลวดคือ<br />
ขดลวดชุดที่<br />
1 กับชุดที่<br />
2 ขดลวด<br />
ชุดที่<br />
1 กับชุดที่<br />
3 และขดลวดชุดที่<br />
2 กับ ชุดที่<br />
3 ดังนั้นเราจะไดขอมูลที่อานจากวัตตมิเตอร<br />
โวลต<br />
มิเตอรและแอมปมิเตอรทั้งหมดสามชุด<br />
แรงดันอิมพีแดนซในแตละชุดนํามาคํานวณหาเปอรเซ็นต<br />
อิมพีแดนซในรูปเปอรยูนิตที่ฐานกิโลโวลต-แอมปเดียวกัน<br />
เราจะไดคา Z12 Z23 และZ31 หลังจากนั้น<br />
นํามาแปลงเปนวงจรสมมูลยแบบสตารดังแสดงในภาพที่<br />
60 เราจะไดคา Z1 Z2 และ Z3 สวนคา<br />
ความสูญเสียขณะจายโหลดทั้งหมดของหมอแปลงจะเทากับผลรวมของคากําลังสูญเสียในแตละ<br />
แขนงของวงจรสมมูลยในภาพที่<br />
60<br />
Z1<br />
ภาพที่<br />
60 วงจรสมมูลยแบบสตารของหมอแปลงสามขดลวด<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
Z2<br />
Z3<br />
61
10. การทดสอบอิมพีแดนซลําดับศูนย<br />
อิมพีแดนซลําดับศูนยหรือเรียกอีกอยางวาอิมพีแดนซหนึ่งเฟสของหมอแปลงสามเฟส<br />
ซึ่ง<br />
คาอิมพีแดนซลําดับศูนยนี้จะขึ้นอยูกับลักษณะการตอขดลวดและลักษณะทางโครงสรางแกนเหล็ก<br />
การจัดวางขดลวดทางกายภาพและเสนทางเดินของฟลักซแมเหล็กของหมอแปลง ในการทดสอบจะ<br />
ทําการวัดเฉพาะขดลวดดานที่ตอแบบสตารและหมอแปลงจะตองมีขั้วตอจุดนิวตรอลยื่นออกมาภาย<br />
นอกเทานั้น<br />
คาอิมพีแดนซลําดับศูนยหาไดจากสมการที่<br />
38 และในภาพที่<br />
61 แสดงวงจรทดสอบ<br />
อิมพีแดนซลําดับศูนย<br />
โดยที่<br />
Z0 คือคาโอหมตอเฟส<br />
U คือแรงดันที่ใชทดสอบ<br />
I คือกระแสที่ใชทดสอบ<br />
U<br />
3I<br />
Z<br />
0<br />
3U<br />
I<br />
ภาพที่<br />
61 วงจรทดสอบอิมพีแดนซลําดับศูนย<br />
ที่มา<br />
: GEC ALSTOM Measurements Limited (1990)<br />
11. การทดสอบแรงดันอิมพัลส<br />
= (38)<br />
HV LV<br />
Y d<br />
การทดสอบแรงดันอิมพัลสแบงออกไดเปนสองชนิดคือการทดสอบแรงดันอิมพัลสแบบ<br />
สวิทชิงและการทดสอบแรงดันอิมพัลสแบบฟาผา โดยใชเครื่องกําเนิดแรงดันอิมพัลสที่มีการชารจ<br />
แรงดันเก็บไวในตัวเก็บประจุที่ตอขนานกันและดิสชารจใหแกหมอแปลงดังแสดงในภาพที่<br />
62<br />
62
วงจรเครื่องกําเนิดแรงดันอิมพัลซ<br />
ภาพที่<br />
62 วงจรทดสอบแรงดันอิมพัลส<br />
ที่มา<br />
: GEC ALSTOM Measurements Limited (1990)<br />
สปารกแก็ปและขดลวดหมอแปลง<br />
11.1 การทดสอบแรงดันอิมพัลสแบบสวิทชิ่ง<br />
ขั้นตอนในการทดสอบจะเริ่มตนดวย<br />
แรงดันชั่วครูที่ลดระดับ(Reduced<br />
voltage transient)ประมาณ 50-70 เปอรเซ็นตของระดับแรงดัน<br />
ทดสอบที่กําหนดจํานวนหนึ่งครั้ง<br />
และแรงดันเต็มรูปคลื่นชั่วครู(Full<br />
voltage transient)ที่ระดับ<br />
แรงดันทดสอบที่กําหนดจํานวนสองครั้ง<br />
และสามารถใชรูปคลื่นแรงดันไดทั้งขั้วบวกและขั้วลบ<br />
ลักษณะรูปคลื่นจะตองมีคายอดคลื่น(Crest<br />
value)ไมเกินระดับของฉนวนที่ออกแบบ<br />
ในภาพที่<br />
63<br />
แสดงรูปคลื่นแรงดันอิมพัลสแบบสวิทชิ่ง<br />
ภาพที่<br />
63 รูปคลื่นแรงดันอิมพัลสแบบสวิทชิ่ง<br />
ที่มา<br />
: GEC ALSTOM Measurements Limited (1990)<br />
11.2 การทดสอบแรงดันอิมพัลซแบบฟาผา ขั้นตอนในการทดสอบจะเริ่มตนดวยแรงดัน<br />
ชั่วครูที่ลดระดับ(Reduced<br />
voltage transient)ประมาณ 50-70 เปอรเซ็นตจํานวนหนึ่งครั้ง<br />
ตามดวย<br />
แรงดันเต็มรูปคลื่นสับ(Chopped<br />
wave)จํานวนสองครั้งและแรงดันเต็มรูปคลื่นชั่วครู<br />
(Full voltage<br />
transient)จํานวนหนึ่งครั้ง<br />
63
นอกจากนี้ถาตองการทดสอบดานหนาของรูปคลื่นจะเริ่ม<br />
ตนดวยแรงดันชั่วครูที่ลด<br />
ระดับ(Reduced voltage transient)ประมาณ 50-70 เปอรเซ็นตจํานวนหนึ่งครั้ง<br />
ตามดวยการทดสอบ<br />
ดานหนาของรูปคลื่น(Front-of-wave)จํานวนสองครั้งตามดวยแรงดันเต็มรูปคลื่นสับ(Chopped<br />
wave)จํานวนสองครั้งและแรงดันเต็มรูปคลื่นชั่วครู(Full<br />
voltage transient)จํานวนหนึ่งครั้ง<br />
ตามลําดับ ในสวนของขั้วแรงดันสําหรับหมอแปลงฉนวนน้ํามันจะใชรูปคลื่นแรงดันขั้วลบเพื่อลด<br />
ความเสี่ยงของการเกิดแฟลชโอเวอร(Flash<br />
over) ภายนอกของวงจรทดสอบ<br />
สําหรับการตอขดลวดแบบสตารและเดลตาที่ระดับแรงดันใชงาน<br />
25 กิโลโวลตหรือ<br />
สูงกวา หมอแปลงสามเฟสจะตองทดสอบทั้งสองดานและแรงดันที่ใชทดสอบจะตองตรงกับคาBIL<br />
ของขดลวดหมอแปลงแตละดาน สําหรับหมอแปลงที่มีระดับแรงดันใชงานเทากับ<br />
15 กิโลโวลต<br />
หรือต่ํากวาจะทําการทดสอบเฉพาะดานสตารเวนแตจะระบุใหทดสอบทั้งสองดานและในภาพที่<br />
64<br />
และภาพที่<br />
65 แสดงรูปคลื่นแรงดันอิมพัลสแบบฟาผาและรูปคลื่นแรงดันอิมพัลสแบบเต็มรูปคลื่น<br />
สับตามลําดับ<br />
ภาพที่<br />
64 รูปคลื่นแรงดันอิมพัลสแบบฟาผา<br />
ที่มา<br />
: GEC ALSTOM Measurements Limited (1990)<br />
ภาพที่<br />
65 รูปคลื่นแรงดันอิมพัลสแบบเต็มรูปคลื่นสับตามลําดับ<br />
ที่มา<br />
: GEC ALSTOM Measurements Limited (1990)<br />
64
12. การทดสอบแรงดันประยุกตใชงาน<br />
การทดสอบแรงดันประยุกตใชงาน(Applied voltage test)เปนการทดสอบที่ความถี่ปกติ<br />
การทดสอบแรงดันจะทําการทดสอบกับขดลวดที่ตอแบบเดลตาแตจะไมทําการทดสอบกับขดลวด<br />
ที่ตอแบบสตารยกเวนการตอแบบสตารที่เปนระบบไมตอลงดิน(Ungrounded<br />
system)<br />
ขั้นตอนการทดสอบจะตอขั้วตอสายของขดลวดในแตละดานถึงกันหมด<br />
ดานที่ไมได<br />
ทดสอบรวมถึงตัวถังและแกนเหล็กใหตอลงดิน สวนดานที่ทําการทดสอบนําไปตอกับหมอแปลง<br />
พิเศษที่ใชปอนแรงดันทดสอบดังแสดงในภาพที่<br />
66 ในสวนของระดับแรงดันที่ใชทดสอบแสดงใน<br />
ตารางที่<br />
6คอลัมนที่<br />
7 โดยคาแรงดันที่ใชทดสอบจะตองคํานึงถึงคาระดับฉนวนอิมพัลสฟาผา<br />
พื้นฐาน(BIL)<br />
แหลงจายไฟ<br />
หมอแปลงพิเศษ<br />
ที่ใชทดสอบ<br />
ภาพที่<br />
66 วงจรทดสอบแรงดันประยุกตใชงาน<br />
ที่มา<br />
: GEC ALSTOM Measurements Limited (1990)<br />
13. การทดสอบแรงดันเหนี่ยวนํา<br />
หมอแปลงที่ถูกทดสอบ<br />
ขดลวด ตัวถังหมอแปลง<br />
แกนเหล็กหมอแปลง<br />
การทดสอบแรงดันเหนี่ยวนํา(<br />
Induced voltage test)เปนการทดสอบเพื่อพิสูจนวาไมมี<br />
ปญหาเรื่องการดิสชารจบางสวน<br />
ซึ่งใชการทดสอบสองระดับแรงดันคือระดับแรงดันหนึ่งชั่วโมง<br />
และระดับแรงดันที่ยกสูงดังแสดงในตารางที่<br />
6 โดยเริ่มตนทดสอบที่ระดับแรงดันในคอลัมนที่<br />
5 ใน<br />
ตารางที่<br />
6 เปนเวลาหนึ่งชั่วโมงและตามดวยแรงดันที่ยกสูงในคอลัมนที่<br />
6 ในตารางที่<br />
6 เปนเวลา 60<br />
วินาทีหรือ 7200 รูปคลื่นและสุดทายตามดวยการทดสอบที่ระดับแรงดันในคอลัมนที่<br />
5 ในตารางที่<br />
7 เปนเวลาหนึ่งชั่วโมง<br />
65
ตารางที่<br />
7 แสดงคาระดับแรงดันที่ใชทดสอบหมอแปลง<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.00 (2000)<br />
66
14. การทดสอบเพาเวอรแฟคเตอรของฉนวน<br />
การทดสอบเพาเวอรแฟคเตอรของฉนวน(Insulation power factor test)คืออัตราสวนของ<br />
กําลังไฟฟาที่สูญเสียไปในการฉนวนเพื่อสรางแรงดันและกระแสประสิทธิผลในรูปโวลต-แอมป<br />
คาเพาเวอรแฟคเตอรของฉนวนหนวยเปนวัตตใชในการทดสอบหมอแปลงฉนวนเหลวและใช<br />
แรงดันรูปคลื่นซายนในการทดสอบ<br />
ขั้นตอนในการทดสอบเริ่มตนดวยการลัดวงจรขดลวดแตละดานและใชวงจรทดสอบแบบ<br />
บริดจหรือใชวิธีโวลตแอมป-วัตต โดยในการทดสอบจะทําการวัดระหวางขดลวดกับดิน(Ground)<br />
และวัดระหวางขดลวดทั้งสองดาน<br />
15. การทดสอบความตานทานของฉนวน<br />
วัตถุประสงคเพื่อหาคาความตานทานของฉนวนในแตละขดลวดเทียบกับดิน(Ground)หรือ<br />
ระหวางขดลวด มีหนวยที่ใชวัดเปนเมกกะโอหมหรือคํานวณจากการวัดแรงดันที่ปอนและกระแส<br />
รั่วไหล<br />
และเครื่องมือที่ใชวัดมีสอง<br />
ชนิด แบบแรกแหลงจายไฟกระแสตรงแบบปรับแรงดันไดโดย<br />
จะทําการวัดแรงดันและกระแส(มีหนวยเปนไมโครแอมปหรือมิลลิแอมป) แบบที่สองคือเมกกะ<br />
โอหมมิเตอรใชวัดความตานทานเปนเมกกะโอหม<br />
ขั้นตอนในการทดสอบเริ่มดวนทําการลัดวงจรขดลวดแตละดาน<br />
หลังจากนั้นทําการวัด<br />
ระหวางขดลวดแรงสูงกับขดลวดแรงต่ําและขดลวดแรงสูงกับดิน(Ground)<br />
ตอจากนั้นทําการสลับ<br />
การวัดระหวาง ขดลวดแรงต่ํากับขดลวดแรงสูงและขดลวดแรงต่ํากับดิน<br />
แรงดันที่ใชทดสอบเริ่ม<br />
จาก 1 กิโลโวลตถึง 5 กิโลโวลต และการทดสอบแตละครั้งใหปอนแรงดันเปนเวลาประมาณ<br />
1 นาที<br />
16. การทดสอบอุณหภูมิเพิ่ม<br />
การทดสอบอุณหภูมิเพิ่ม(Temperature<br />
rise test)ของหมอแปลงแบบแหงจะทําการทดสอบ<br />
วัดอุณหภูมิของขดลวดเพียงอยางเดียวโดยจะทําการวัดสองชวงคือ ชวงแรกขณะหมอแปลงอยูใน<br />
สภาวะไมมีโหลดและชวงที่สองขณะที่อยูในสภาวะมีโหลดสูงสุด<br />
สวนการทดสอบอุณหภูมิเพิ่มของหมอแปลงแบบฉนวนเหลวจะทําการทดสอบทั้งขดลวด<br />
และตัวฉนวนเหลว ซึ่งสวนใหญรายละเอียดการทดสอบจะเปนการทดสอบหมอแปลงแบบฉนวน<br />
เหลว<br />
67
16.1 การวัดอุณหภูมิแวดลอมหมอแปลง หมอแปลงแบบระบายความรอนดวยอากาศ<br />
อุณหภูมิแวดลอมจะอยูในชวง<br />
10 ถึง 40 องศาเซลเซียส สวนหมอแปลงแบบระบายความรอนดวย<br />
น้ําอุณหภูมิแวดลอมทอน้ําที่ไหลเขาจะอยูในชวง<br />
20 ถึง 30 องศาเซลเซียส<br />
16.2 การวัดการอุณหภูมิเพิ่มในฉนวนเหลว<br />
อุณหภูมิฉนวนเหลวดานบนวัดโดยเทอร<br />
โมคัพเพิล(Thermocouple) หรือเทอรโมมิเตอร(Thermometer)โดยแชในของเหลวต่ํากวาระดับผิว<br />
น้ํามันประมาณ<br />
50 มิลลิเมตรหรือ 2 นิ้ว<br />
สวนอุณหภูมิเฉลี่ยในฉนวนเหลวจะเทากับ<br />
อุณหภูมิฉนวน<br />
เหลวดานบนลบครึ่งหนึ่งของผลตางระหวางอุณหภูมิของฉนวนเหลวที่ไหลเขากับฉนวนเหลวที่<br />
ไหลออก<br />
16.3 การวัดอุณหภูมิเพิ่มโดยเฉลี่ยของขดลวด<br />
สามารถหาไดจากอุณหภูมิโดยเฉลี่ยของ<br />
ขดลวดลบอุณหภูมิแวดลอมหมอแปลง การวัดอุณหภูมิเฉลี่ยของขดลวดหาไดจากวิธีความตานทาน<br />
(Resistance method) โดยการอานคาความตานทานใหเร็วที่สุดหลังจากตัดไฟออกจากหมอแปลง<br />
หลังจากนั้นเอาผลที่อานไดมาคํานวณหาอุณหภูมิเฉลี่ยของขดลวดไดจากสมการที่<br />
39<br />
R<br />
T = ( Tk<br />
+ T0)<br />
− Tk<br />
(39)<br />
R<br />
0<br />
เมื่อ<br />
T คืออุณหภูมิของคาความตานทานที่วัดตอนตัดไฟออกจากหมอแปลง(R)<br />
T0 คืออุณหภูมิของคาความตานทานที่วัดตอนหมอแปลงไมไดตอเขาระบบ(R0)<br />
Tk คือคาคงที่ของขดลวดมีคาเทากับ<br />
234.5 องศาเซลเซียสสําหรับทองแดงและ คาเทากับ<br />
225.0 องศาเซลเซียสสําหรับอลูมิเนียม<br />
R คือคาความตานทานที่วัดตอนตัดไฟออกจากหมอแปลง<br />
R0 คือคาความตานทานที่วัดตอนหมอแปลงไมไดตอเขาระบบ<br />
16.4 วิธีการทดสอบอุณหภูมิเพิ่ม<br />
มีสองวิธีไดแก<br />
16.4.1 วิธีการจายโหลดจริง(Actual loading) วิธีนี้เปนวิธีที่มีความแมนยําสูงมากที่<br />
สุดแตตองใหพลังงานไฟฟามากในการวัดจึงไมเหมาะสําหรับหมอแปลงขนาดใหญจะเหมาะ<br />
สําหรับหมอแปลงขนาดเล็กโดยการจายไฟเขากับโหลดที่เปนรีโอสตาท(Rheostat)หรือตอเขากับ<br />
หลอดไฟหลายชุด<br />
68
16.4.2 วิธีจายโหลดสมมติ(Simulated loading) แบงออกไดเปนสองวิธีๆแรกคือวิธี<br />
ลัดวงจร(Short circuit method)เปนวิธีประมาณคาความสูญเสียทั้งหมดที่สรางโดยผลของกระแส<br />
ลัดวงจร วิธีที่สองคือวิธีจายโหลดกลับ(Loading<br />
back method) เปนวิธีทดสอบหมอแปลงที่เหมือน<br />
กันสองตัว โดยการตอขนานกันดังแสดงในภาพที่<br />
67 สําหรับหมอแปลงหนึ่งเฟสและในภาพที่<br />
68<br />
สําหรับหมอแปลงสามเฟส วิธีนี้ทําการวัดโดยจายแรงดันที่พิกัดดานใดดานหนึ่ง<br />
สวนดานที่เหลือ<br />
นําหมอแปลงจายโหลด(Loading transformer)มาตอรวมหลังจากนั้นทําการวัดอุณหภูมิเพิ่มของ<br />
น้ํามันที่ผิวดานบน(Top<br />
oil) เหมือนหัวขอที่<br />
16.2 ตอจากนั้นตัดหมอแปลงออกจากระบบและทําการ<br />
วัดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของขดลวดในหัวขัอที่<br />
16.3<br />
แหลงจายไฟ<br />
ภาพที่<br />
67 วงจรทดสอบวิธีจายโหลดกลับแบบ 1 เฟส<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
หมอแปลงที่ทําการทดสอบ<br />
แหลงจายไฟ<br />
หมอแปลงที่ทําการทดสอบ<br />
แหลงจายโหลด<br />
ภาพที่<br />
68 วงจรทดสอบวิธีจายโหลดกลับแบบ 3 เฟส<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
หมอแปลงที่ทําการทดสอบ<br />
หมอแปลงจายโหลด<br />
หมอแปลงจายโหลด<br />
แหลงจายสําหรับคาความ<br />
สูญเสียอิมพีแดนซ<br />
69
17. การทดสอบลัดวงจร<br />
การทดสอบลัดวงจรใชสําหรับหมอแปลงระบบจําหนายและหมอแปลงไฟฟากําลังที่มี<br />
ขนาดตั้งแต<br />
5 กิโลโวลตและมากกวา หมอแปลงที่ใชในการทดสอบลัดวงจรจะแบงออกเปน<br />
4<br />
ประเภทดังแสดงในตารางที่<br />
8 วัตถุประสงคของการแบงประเภทเพื่อแบงระดับความแข็งแรงทาง<br />
กลของหมอแปลงที่สามารทนตอการเกิดลัดวงจร<br />
ซึ่งในการทดสอบหมอแปลงแตละประเภทจะมี<br />
ความแตกตางกันในดานขนาดและชวงเวลาของกระแสลัดวงจร และการทดสอบนี้ตองการทดสอบ<br />
สําหรับหมอแปลงที่สรางใหมเพื่อพิสูจนคุณสมบัติของหมอแปลงโดยจะทําการทดสอบในโรงงาน<br />
หรือในหองทดลอง<br />
ตารางที่<br />
8 แสดงการแบงประเภทเพื่อแบงระดับความแข็งแรงทางกลของหมอแปลง<br />
ประเภท หมอแปลง 1 เฟส หมอแปลง 3 เฟส<br />
(กิโลโวลต)<br />
(กิโลโวลต)<br />
I 5 ถึง 500 15 ถึง 500<br />
II 501 ถึง 1667 501 ถึง 5000<br />
III 1668 ถึง 10,000 5000 ถึง 30,000<br />
IV สูงกวา 10,000 สูงกวา 30,000<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.90 (1999)<br />
18. สรุปการทดสอบ<br />
การทดสอบหมอแปลงเปนสิ่งที่จําเปนทําเพื่อตรวจสอบฟงกชั่นของหมอแปลงเพื่อการ<br />
ทํางานที่ถูกตอง<br />
เมื่อระดับแรงดันและพิกัดกําลังของหมอแปลงสูงขึ้นประเภทของการทดสอบก็จะ<br />
มากขึ้นดวย<br />
และหมอแปลงทุกตัวจะตองไดรับการทดสอบประจํา(Routine test) นอกจากนี้ในบาง<br />
กรณีหมอแปลงจะตองไดรับการทดสอบจากการออกแบบ(Design test)หรือทดสอบบางตัวใน<br />
อุปกรณรุนเดียวกันและการทดสอบอื่น(Other<br />
test) ซึ่งสรุปไวในตารางที่<br />
9 สําหรับหมอแปลงแบบ<br />
แหงและในตารางที่<br />
10 สําหรับหมอแปลงแบบฉนวนเหลว<br />
70
ตารางที่<br />
9 แสดงตารางสรุปการทดสอบสําหรับหมอแปลงแบบแหง<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.01 (1998)<br />
71
ตารางที่<br />
10 แสดงตารางสรุปการทดสอบสําหรับหมอแปลงแบบฉนวนเหลว<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.00 (2000)<br />
72
ตารางที่<br />
10 แสดงตารางสรุปการทดสอบสําหรับหมอแปลงแบบฉนวนเหลว(ตอ)<br />
ที่มา<br />
: IEEE Standard C57.12.00 (2000)<br />
73
1. หลักการทํางานพื้นฐาน<br />
หมอแปลงออโต<br />
หมอแปลงออโต คือหมอแปลงที่ใชขดลวดรวมกันระหวางดานแรงสูง<br />
และแรงต่ํา<br />
ในภาพ<br />
ที่69<br />
แสดงหลักการทํางานของหมอแปลงออโต 1 เฟสเปรียบเทียบกับหมอแปลงแบบแยกขดลวด<br />
โดยทั่วไปหมอแปลงออโตที่ใชงานมีทั้งแบบ<br />
1 เฟสและแบบ 3 เฟสหรือ การนําเอาหมอแปลงออโต<br />
1 เฟสมาตอรวมกันเปน 3 เฟสและจะมีอัตราสวนแรงดันระหวางดานแรงสูงและแรงต่ําไมเกิน<br />
2 เทา<br />
U1<br />
I1<br />
I2<br />
U 2<br />
U1<br />
I1<br />
I2<br />
I1−I2 หมอแปลงแยกขดลวด 1 เฟส หมอแปลงออโต 1 เฟส<br />
ภาพที่<br />
69 การเปรียบเทียบระหวางหมอแปลงแบบแยกขดลวดกับหมอแปลงออโต<br />
ที่มา<br />
: Bernard (1987)<br />
2. การตอขดลวดหมอแปลงออโต<br />
การใชงานหมอแปลงออโต 1 เฟส จะเหมือนกับหมอแปลงแบบสองขดลวด 1 เฟส แต<br />
สําหรับ หมอแปลงออโต 3 เฟส หรือ หมอแปลงออโต 1 เฟส ที่นํามาตอเปน<br />
3 เฟส จะมีลักษณะ<br />
การตอดังนี้<br />
(Austen and Franklin, 1973)<br />
2.1 การตอแบบสตาร เปนการตอที่นิยมใชเปนอยางมากและจุดนิวตรอลสามารถตอใช<br />
งานในระบบ 3 เฟส 4 สายได ภาพที่<br />
70 แสดงไดอะแกรมของมุมเฟสระหวางดานแรงสูง และแรง<br />
ต่ํา<br />
และแสดงลักษณะการตอขดลวดของหมอแปลงออโตซึ่งไดอะแกรมนี้ใชไดทั้งหมอแปลงออโต<br />
แบบแปลงแรงดันขึ้นและแปลงแรงดันลง<br />
U 2<br />
74
C3<br />
C2<br />
A3<br />
A2<br />
B2<br />
B3<br />
ดานแรงสูง<br />
C B A N<br />
3<br />
C2<br />
3<br />
B2<br />
ดานแรงต่ํา<br />
ภาพที่<br />
70 แผนภาพมุมเฟสระหวางดานแรงสูงและแรงต่ําและการตอแบบสตาร<br />
ที่มา<br />
: Austen and Franklin (1973)<br />
2.2 การตอแบบเดลตา การตอแบบนี้สามารถแบงออกไดเปน<br />
3 แบบคือแบบที่<br />
1<br />
อัตราสวนการแปลง 2 ตอ 1 แบบที่<br />
2 คือแปลงแรงดันขึ้นและมีอัตราสวนการแปลงที่ไมใช<br />
2 ตอ 1<br />
แบบที่<br />
3 คือแปลงแรงดันลงและมีอัตราสวนการแปลงที่ไมใช<br />
2 ตอ 1 การตอแบบที่<br />
2 และ 3 นี้<br />
ความแตกตางระหวางมุมเฟสดานแรงสูงและแรงต่ําจะขึ้นอยูกับอัตราสวนจํานวนรอบ<br />
ซึ่งโดยปกติ<br />
หมอแปลงออโตที่มีการปรับแรงดันในลักษณะนี้จะตองติดตั้ง<br />
ตัวเปลี่ยนแท็ปที่ดานแรงดันสูงหรือ<br />
แรงต่ําก็ไดตามลักษณะการใชงาน<br />
ในภาพที่<br />
71 แสดงไดอะแกรมของมุมเฟสระหวางดานแรงสูง<br />
และแรงต่ําและลักษณะการตอขดลวดหมอแปลงออโต<br />
2.3 การตอแบบซิกแซก-สตารหรือสตาร-ซิกแซก การตอแบบนี้จะใชในกรณีเมื่อนําไปตอ<br />
ขนานกับหมอแปลงสองขดลวดแบบ สตาร-เดลตา หรือ เดลตา-สตาร นอกจากนี้ยังแบงลักษณะ<br />
การตอออกเปนสองแบบทําให ขนาดของแรงดัน และมุมเฟสระหวางดานแรงสูง และแรงต่ํา<br />
แตกตางกันดังแสดงในภาพที่<br />
72<br />
3<br />
A2<br />
75
แบบที่<br />
1<br />
แบบที่<br />
2<br />
แบบที่<br />
3<br />
C3<br />
C3<br />
C3<br />
A2<br />
C2<br />
C2<br />
A2<br />
A2<br />
A3<br />
C2<br />
A3<br />
A3<br />
B2<br />
B2<br />
B3<br />
B2<br />
B3<br />
B3<br />
C2<br />
C3<br />
C2<br />
B3<br />
B2<br />
A3<br />
C1 1 B 1 A<br />
C3<br />
B2<br />
B3<br />
A2<br />
A3<br />
A2<br />
C1 B1 A1<br />
C3<br />
C2<br />
B3<br />
B2<br />
A3<br />
C1 1 B 1 A<br />
ภาพที่<br />
71 แผนภาพมุมเฟสระหวางดานแรงสูงและแรงต่ําและการตอแบบเดลตา<br />
ที่มา<br />
: Austen and Franklin (1973)<br />
A2<br />
76
แบบที่<br />
1<br />
แบบที่<br />
2<br />
B4<br />
B5<br />
C1<br />
C1<br />
A1<br />
A1<br />
A5<br />
A4<br />
C4<br />
B1<br />
C5<br />
B1<br />
C B A N<br />
4<br />
C3<br />
C2<br />
C1<br />
4<br />
B1<br />
4<br />
A1<br />
C B A N<br />
5<br />
C1<br />
5<br />
B1<br />
B3<br />
B2<br />
5<br />
A1<br />
A3<br />
A2<br />
C4 4 B 4 A<br />
C3 B3 A3<br />
C2 2 B 2 A<br />
ภาพที่<br />
72 แผนภาพมุมเฟสระหวางดานแรงสูงและแรงต่ําและการตอแบบซิกแซก-สตาร<br />
ที่มา<br />
: Austen and Franklin (1973)<br />
3. ขอดีและขอเสียของหมอแปลงออโต<br />
3.1 ขอดี<br />
3.1.1 ลดขนาด น้ําหนัก<br />
ของโครงสรางหมอแปลง<br />
3.1.2 ลดคาความสูญเสียขณะมีโหลด และขณะไมมีโหลด<br />
3.1.3 ลดกระแสขณะไมมีโหลด และลีกเกจรีแอคแตนซ<br />
77
3.2 ขอเสีย<br />
3.2.1 ลักษณะการตอขดลวด โดยทั่วไปจะใชแบบสตาร<br />
ขณะที่การตอแบบเดลตาจะ<br />
ทําใหเกิดความแตกตางของมุมเฟสระหวางแรงดันทั้งสองดาน<br />
และทั้งสองระบบแรงดันจะตองใช<br />
จุดนิวตรอลรวมกัน ถาจุดนิวตรอลตอลงดินแบบโดยตอตรง (Solidly Earthed) ดานแรงต่ําจะไดรับ<br />
ผลกระทบ ทําใหรับแรงดันสูงขึ้น<br />
เมื่อเกิดการลัดวงจรลงดินดานแรงสูง<br />
3.2.2 หมอแปลงออโตจะตองใชฉนวนที่ทนแรงดันสูงกวาระดับปกติ<br />
เนื่องจาก<br />
ขดลวดดานแรงสูง และแรงต่ําตออนุกรมกัน<br />
และตองใชตัวตรวจจับแรงดันเสร็จเพิ่มเปนพิเศษ<br />
3.2.3 คารีแอคแตนซของหมอแปลงออโตมีคาต่ํา<br />
ทําใหทนกระแสลัดวงจรที่สูงไดไม<br />
ดี เมื่อเทียบกับหมอแปลงแบบสองขดลวด<br />
4. ผลของการตอขดลวดเทอเทียรี่แบบเดลตา<br />
โดยปกติหมอแปลงออโตจะมีขดลวดหลัก และขดลวดเทอเทียรี่<br />
ซึ่งขดลวดเทอเทียรี่นี้จะตอ<br />
แบบเดลตา และใชเมื่อขดลวดหลักตอแบบสตาร<br />
และผลของการตอขดลวดเทอเทียรี่แบบเดลตา<br />
สามารถสรุปไดดังนี้<br />
4.1 ชวยรักษาระดับแรงดันระหวางเฟสในกรณีที่จายโหลดไมสมดุล<br />
เชนจายโหลด 1 เฟส<br />
ที่แรงดันเฟสเทียบกับนิวตรอล<br />
ถาหากไมตอขดลวดเทอเทียรี่แบบเดลตา<br />
กระแสที่ไหลในอีกสอง<br />
เฟสที่ไมไดตอโหลดจะเปนกระแสที่ใชสรางสนามแมเหล็กเพียงอยางเดียว<br />
เกิดการอิ่มตัวของแกน<br />
เหล็ก ทําใหรูปคลื่นแรงดันเฟสผิดเพี้ยนและเกิดการเลื่อนจุดนิวตรอลนอกจากนี่ยังทําใหเกิดความ<br />
รอนที่ตัวถังหมอแปลงเนื่องจากฟลักซรั่วไหลดังแสดงในภาพที่<br />
73 และเมื่อมีการตอขดลวดเทอ<br />
เทียรี่ทําใหเกิดสมดุลของกระแสตอจํานวนของขดลวดทั้งสามเฟส<br />
และทําใหไมเกิดปรากฏการณ<br />
ดังกลาวไดแสดงในภาพที่<br />
74<br />
4.2 ชวยกําจัดฮารมอนิกที่สามที่เกิดจากกระแสไมมีโหลด<br />
(No-load Current) ในจุดตอลง<br />
ดินเมื่อจุดนิวตรอลถูกตอลงดิน<br />
และในกรณีที่ไมตอจุดนิวตรอลลงดิน<br />
ฮารมอนิกจะเกิดขึ้นใน<br />
แรงดัน และฟลักซเนื่องจากการแกวงไปมาของจุดนิวตรอล<br />
โดยจะแกวางขึ้นสูงกวา<br />
และต่ํากวา<br />
ระดับกราวด ซึ่งขดลวดตติยภูมิจะชวยกําจัดฮารมอนิกที่เกิดขึ้นได<br />
4.3 ชวยในการจายโหลดอื่นๆที่อยูในสถานีไฟฟา<br />
78
A<br />
B<br />
C<br />
a<br />
b<br />
c<br />
0.5I1<br />
0.5I1<br />
I1 I2<br />
A<br />
B<br />
C<br />
ภาพที่<br />
73 ทิศทางการไหลของกระแสในกรณีที่ไมมีขดลวดตติยภูมิของหมอแปลงแบบแยกขด<br />
และหมอแปลงออโต<br />
ที่มา<br />
: Bernard (1987)<br />
A<br />
B<br />
C<br />
a<br />
b<br />
c<br />
0.33I1<br />
0.33I1<br />
0.66I1 I2<br />
A<br />
B<br />
C<br />
I<br />
I<br />
I<br />
ภาพที่<br />
74 ทิศทางการไหลของกระแสในกรณีที่ไมมีขดลวดตติยภูมิของหมอแปลงแบบแยกขด<br />
และหมอแปลงออโต<br />
ที่มา<br />
: Bernard (1987)<br />
a<br />
b<br />
c<br />
a<br />
b<br />
c<br />
79
หมอแปลงกระแส<br />
คืออุปกรณที่ทําหนาที่แปลงระดับกระแสที่มีคาสูงๆ<br />
ลงมาเหลือ 1 แอมป หรือ 5 แอมป มี<br />
วัตถุประสงคเพื่อใชงานรวมกับรีเลยปองกัน<br />
โดยทางดานปฐมภูมิจะตอเขากับอุปกรณไฟฟาที่<br />
ตองการปองกัน เชน เครื่องกําเนิดไฟฟา<br />
หมอแปลง และมอเตอร เปนตน สวนทางดานทุติยภูมิจะ<br />
ตอเขากับวงจรของรีเลยปองกัน(GEC ALSTOM Measurements Limited 1990)<br />
1. ชนิดของหมอแปลงกระแส<br />
1.1 หมอแปลงกระแสแบบขดลวด คือหมอแปลงกระแสที่มีขดลวดปฐมภูมิพันรอบแกน<br />
เหล็กมากกวาหนึ่งรอบ<br />
นิยมใชกับอุปกรณที่มีพิกัดกระแสต่ํา<br />
ขั้วตอสายดานปฐมภูมิจะตออนุกรม<br />
กับสายตัวนําไฟฟาของอุปกรณ หรือใชสายตัวนําไฟฟาพันรอบแกนเหล็ก โดยที่ตัวหมอแปลง<br />
กระแสจะมีชองใหพันสายตัวนําไฟฟา<br />
1.2 หมอแปลงกระแสแบบแทงโลหะ คือหมอแปลงกระแสที่ใชแทงโลหะเปนขดลวดปฐม<br />
ภูมิซึ่งจํานวนรอบทางดานปฐมภูมิจะเทากับหนึ่งรอบ<br />
นิยมใชกับอุปกรณไฟฟาที่มีพิกัดกระแสสูงๆ<br />
นอกจากนี้<br />
อุปกรณืที่มีขนาดใหญเชนเครื่องกําเนิดไฟฟา<br />
หรือหมอแปลงไฟฟากําลังในสถานีไฟฟา<br />
จะนิยมใชหมอแปลงกระแสแบบโดนัท(Donut) คลองที่ขั้วตอสายของอุปกรณ<br />
หรือบุชชิ่ง<br />
(Bushing) โดยมีหลักการเดียวกับแบบแทงโลหะ<br />
2. คาพิกัดตางๆ ของหมอแปลงกระแส<br />
2.1 พิกัดเบอรเดน(Rated Burden) คือคาโหลดที่นํามาตอกับหมอแปลงกระแสโดยจะระบุ<br />
บนตัวหมอแปลงกระแสวาสามารถนําโหลดมาตอไดเทาไร มีหนวยเปนโวลต-แอมป (VA) คาเบอร<br />
เดนที่ใชงานทั่วไปจะมีหลายพิกัดดังนี้<br />
2.5, 5, 7.5, 10, 15, 30 โวลต-แอมป<br />
2.2 พิกัดกระแสทุติยภูมิ(Rated Secondary Current) โดยทั่วไปพิกัดกระแสทุติภูมิที่<br />
นําไปใชงานกับรีเลยปองกันจะเทากับ 1 แอมป 2 แอมป หรือ 5 แอมป เปนคามาตรฐานที่ใชงาน<br />
ทั่วไป<br />
80
2.3 ตัวคูณขีดจํากัดความแมนยํา(Accuracy Limit Factor; ALF) คือคาที่บงบอกวาหมอ<br />
แปลงกระแสสามารถทํางานไดถูกตอง และแมนยํา โดยทั่วไปถาไมระบุคานี้มาซึ่งจะมีคาเทากับ<br />
20<br />
คานี้จะเปนตัวบงบอกวา<br />
กระแสสูงสุด ที่ไหลผานหมอแปลง<br />
กระแสดานปฐมภูมิมีคาเทาใด ที่หมอ<br />
แปลงกระแสดานปฐมภูมิมีคาเทาใด ที่หมอแปลงกระแสยังมีความถูกตองและแมนยํา<br />
ตัวอยางเชน<br />
กระแสโหลดเต็มพิกัดของอุปกรณที่หมอแปลงกระแสคลองอยูเทากับ<br />
100 A และหมอแปลงกระ<br />
แสมีคา ALF เทากับ 20 ดังนั้นหมอแปลงกระแสจะทํางานไดถูกตอง<br />
และแมนยําเมื่อมีกระแสไหล<br />
ผานดานปฐมภูมิไมเกิน 2,000 A<br />
2.4 คาที่ระบุบนแผนปาย(Nameplate)<br />
คาที่ระบุบนแผนปายที่ติดบนตัวหมอแปลงกระแส<br />
จะระบุเชน 15VA 10P 20 หมายความวา 15VA คือคาพิกัดเบอรเดน 10P คือระดับขั้นของความ<br />
แมนยํา(Accuracy Class) เลข 10 คือเปอรเซนตคลาดเคลื่อนและตัวอักษร<br />
P คือประเภทของหมอ<br />
แปลงกระแสสําหรับรัเลยปองกันและคา 20 คือตัวคาตัวคูณขีดจํากัดความแมนยํา<br />
3. วงจรสมมูลยหมอแปลงกระแส<br />
P1<br />
IP<br />
P2<br />
S1<br />
I / N<br />
P<br />
Ie<br />
Ze ES<br />
ภาพที่75<br />
วงจรสมมูยของหมอแปงกระแส<br />
ที่มา<br />
: GEC ALSTOM Measurements Limited (1990)<br />
IS<br />
ZS<br />
Vt Zb<br />
81
่ โดยที Ip = กระแสดานปฐมภูมิของหมอแปลงกระแส<br />
N = อัตราสวนจํานวนรอบของหมอแปลงกระแส<br />
Zb = เบอรเดนของรีเลย<br />
Zs = อิมพีแดนซของขดลวดทุติยภูมิ<br />
Ze = อิมพีแดนซกระตุนสนามแมเหล็กดานทุติยภูมิ<br />
Ie = กระแสกระตุนดานทุติยภูมิ<br />
Is = กระแสดานทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส<br />
Es = แรงดันกระตุนสนามแมเหล็กดานทุติยภูมิ<br />
Vt = แรงดันที่ขั้วตอหมอแปลงกระแสดานทุติยภูมิ<br />
4. แผนภาพเฟสเซอรของหมอแปลงกระแส<br />
ES<br />
Ie<br />
EP<br />
I / N<br />
ภาพที่76<br />
แผนภาพเฟสเซอรของหมอแปลงกระแส<br />
ที่มา<br />
: GEC ALSTOM Measurements Limited (1990)<br />
โดยที่<br />
Ep = แรงดันปฐมภูมิของหมอแปลงกระแส<br />
Es = แรงดันทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส<br />
Ø = ฟลักซ<br />
Ic = กระแสของความสูญเสียในแกนเหล็ก<br />
Im = กระแสกระตุนสนามแมเหล็ก<br />
Ie = กระแสกระตุนดานทุติยภูมิ<br />
Ip = กระแสดานปฐมภูมิของหมอแปลงกระแส<br />
Is = กระแสดานทุตยภูมิของหมอแปลงกระแส<br />
P<br />
IS<br />
Ie<br />
Ic<br />
φ<br />
Im<br />
82
5. สูตรในการคํานวณหมอแปลงกระแส<br />
5.1 อิมพีแดซของหมอแปลงกระแส จากวงจรยสมมูลยในหัวขอที่<br />
3 อิมพีแดนซของ<br />
ขดลวดทุติยภูมิ (Zs) คือคาอิมพีแดนซของหมอแปลงกระแส แตเนื่องจากคารีแอคแตนซรั่วมีคาต่ํา<br />
มากทําใหไมนํามาคิดเหลือเพียงแตคาความตานทาน (RCT) ดังนั้นเราจะไดวา<br />
ZS ≅ RCT<br />
( 40)<br />
5.2 แรงดันที่จุดโคงอิ่มตัว<br />
(Knee-point Voltage:Vk) คือคาแรงดันสูงสุดที่หมอแปลง<br />
กระแสจะทํางานได ซึ่งจะตองสูงกวาคาแรงดันกระตุน<br />
(Vs) ในการนําหมอแปลงกระแสไปใชงาน<br />
จะตองพิจารณาตามเงื่อนไขดังนี้<br />
Vk > V s<br />
( 41)<br />
⎡VA ⎤<br />
CT<br />
Vk ≥ ALF<br />
⎢ + RCT × IN⎥<br />
⎣ I N ⎦<br />
( 42)<br />
เมื่อ<br />
ALF คือตัวคูณขีดจํากัดความแมนยํา<br />
VA คือพิกัดเบอรเดนของหมอแปลงกระแส<br />
I N คือพิกัดกระแสดานทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส โดยปกติมีคาเทากับ 1<br />
แอมป หรือ 5 แอมป<br />
RCT คือความตานทานของหมอแปลงกระแส ในกรณีที่ไมบอกคามาใหสมมติ<br />
ใหเทากับศูนย<br />
5.3 กระแสดานทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส (Is) ในการคํานวณพิกัดของหมอแปลง<br />
กระแส กระแสดานทุติภูมิของหมอแปลงกระแส<br />
I = ALF × I N<br />
( 43)<br />
5.4 คาเบอรเดนสูงสุดของหมอแปลงกระแส คือคาที่บอกถึงความสามารถของหมอแปลง<br />
กระแสในการจายโหลดที่นํามาตอกับหมอแปลงกระแส<br />
ซึ่งโหลดในที่นี้<br />
หมายถึงคาความตานทาน<br />
83
ของสายตัวนํา (Rline) คาความตานทานของรีเลย (Rrelay) และคาความตานทานของหมอแปลงกระแส<br />
(RCT) ดังนั้นเราสามารถหาคาเบอรเดนสงสุดของหมอแปลงกระแส(Zbmax)เทากับ<br />
Z<br />
หรือ Zbmax<br />
VA<br />
CT<br />
b = Ω<br />
max I 2<br />
N<br />
V<br />
I<br />
k = Ω<br />
5.5 คาความตานทานของรีเลย หรือคาเบอรเดนของรีเลย (Rrelay)<br />
หาไดจาก Rrelay<br />
2<br />
6. ตัวอยางการคํานวณหมอแปลงกระแส<br />
s<br />
VA<br />
relay<br />
= Ω<br />
I<br />
relay<br />
( 44)<br />
( 45)<br />
( 46)<br />
ตัวอยางคํานวณหาวารีเลยปองกันสามารถใชกับหมอแปลงกระแสตัวนี้ไดหรือไม<br />
รายละเอียดดังแสดงในภาพที่<br />
77<br />
CT 400/1 A<br />
15 VA 10P20<br />
P1<br />
IP<br />
P2<br />
ภาพที่77<br />
วงจรสมมูยของหมอแปงกระแส<br />
ที่มา<br />
: GEC ALSTOM Measurements Limited (1990)<br />
S1<br />
I R = 1.5Ω<br />
S<br />
CT<br />
V S = ?<br />
R = ?<br />
relay<br />
Relay Burden = 12.5 VA(at 1 A)<br />
84
วิธีทํา พิสูจนวา Vk > V s<br />
R<br />
Is = ALF × I N<br />
relay<br />
R line =<br />
= 20× 1A<br />
= 20A<br />
VA 12.5<br />
= = = 12.5 Ω<br />
I<br />
0<br />
relay<br />
2 2<br />
relay 1<br />
R = 1.5 Ω<br />
CT<br />
(ไมนํามาคิด)<br />
V = I ( R + R + R )<br />
s s CT line relay<br />
= 20(1.5 + 0 + 12.5)<br />
= 280 volt<br />
⎡VA ⎤<br />
CT<br />
Vk ≥ ALF⎢ + RCT × IN⎥<br />
⎣ I N ⎦<br />
⎡15 ⎤<br />
≥ 20<br />
⎢<br />
+ 1.5× 1<br />
⎣ 1 ⎥<br />
⎦<br />
V ≥ 330 vol t<br />
k<br />
∴ ดังนั้นสรุปไดวารีเลยปองกันสามารถใชไดกับหมอแปลงกระแสตัวนี้<br />
85
กระแสพุงเขา<br />
เมื่อหมอแปลงไดรับไฟจากระบบในครั้งแรก<br />
หรือไดรับไฟอีกครั้งหลังจากตัดออกจากระบบ<br />
จะทําใหเกิดกระแสพุงเขามีคาสูงประมาณ<br />
8 ถึง 30 เทาของกระแสโหลดเต็มพิกัด กระแสพุงเขานี้<br />
(Blackburn, 1987)สามารถเกิดได 3 กรณีดังนี้<br />
1. กระแสพุงเขาในตอนเริ่มตน<br />
( Initial-Magnetizing Inrush Current )<br />
เมื่อทําการปลดหมอแปลงออกจากระบบไฟฟา<br />
จะเกิดฟลักซตกคาง ( Resideal Flux ; ØR )<br />
ในแกนเหล็กหมอแปลงซึ่งอาจจะมีคาเปนบวก<br />
หรือลบก็ได ขึ้นอยูกับชวงเวลาที่ปลดหมอแปลงออก<br />
(โดยที่ในกรณีที่ไมมีฟลักซตกคางในแกนเหล็กเมื่อหมอแปลงไดรับไฟจะเกิดฟลักซมีคาเทากับ<br />
2Ø ที่<br />
ทําใหเกิดกระแสพุง<br />
) เมื่อจายไฟใหกับหมอแปลงอีกครั้ง<br />
ฟลักซที่เกิดขึ้นจะเทากับ<br />
2Ø + ØR ทําให<br />
กระแสพุงเขามีคาสูง<br />
หรือเทากับ 2Ø - ØR กรณีที่<br />
ฟลักซตกคางมีคาเปนลบทําใหเกิดกระแสพุงเขามี<br />
คาต่ํา<br />
ปรากฏการณกระแสพุงนี้จะมีคามากหรือนอย<br />
ขึ้นอยูกับชวงเวลาที่ทําการจายไฟใหกับหมอ<br />
แปลง ถาเราจายไฟในชวงที่แรงดันของระบบสอดคลองกับ<br />
ฟลักซตกคางในแกนเหล็ก กระแสพุงเขา<br />
จะไมเกิด จะมีแตกระแสกระตุนสนามแมเหล็ก<br />
(Exciting Current ) ไหลตามปกติซึ่งมีคาประมาณ<br />
2 ~<br />
5 % ของกระแสโหลดเต็มพิกัดหมอแปลงดังแสดงในภาพที่<br />
78 และ 79<br />
แรงดันของระบบ<br />
รูปคลื่นฟลักซปกติ<br />
กระแส<br />
φm<br />
ภาพที่78<br />
ปรากฎการณของกระแสพุงเขาในตอนเริ่มตน<br />
ที่มา<br />
: Blackburn (1987)<br />
จุดที่เริ่มจายพลังงานไฟฟา<br />
กระแสกระตุนเพื่อสรางฟลักซ<br />
86<br />
รูปคลื่นฟลักซที่ตองการ<br />
เมื่อไมมีฟลักซตกคางในหมอแปลง
(ก.)<br />
(ข.)<br />
แรงดัน<br />
กระแสสนามแมเหล็กพุงเขา<br />
ภาพที่<br />
79 ลักษณะของกระแสพุงเขาในตอนเริ่มตน<br />
( ก.) เมื่อหมอแปลงตอแบบสตาร<br />
และ( ข.) เมื่อหมอแปลงตอแบบเดลตา<br />
ที่มา<br />
: Blackburn (1987)<br />
2. กระแสพุงเขาจากแรงดันกลับคืน<br />
(Recovery Magnetizing Inrush Current)<br />
ในระหวางที่เกิดการลัดวงจร<br />
หรือเกิดแรงดันต่ําเกิน<br />
กระแสพุงเขาจะเกิดขึ้นเนื่องจากการ<br />
กลับคืนของแรงดันสูสภาวะปกติ<br />
และมีคานอยกวากรณีแรกที่ปลดหมอแปลงออกจากระบบ<br />
เนื่องจากในขณะที่เกิดกระแสพุงเขานั้นหมอแปลงยังไดรับไฟจากระบบอยูแตมีระดับแรงดันต่ํากวา<br />
ปกติดังแสดงในภาพที่<br />
80<br />
A B<br />
กระแสพุงเขาหลังจากเบรคเกอร<br />
C ทริป<br />
และแรงดันกลับคืนมา<br />
ภาพที่<br />
80 กระแสพุงเขาจากแรงดันกลับคืน<br />
ที่มา<br />
: Blackburn (1979)<br />
C<br />
X<br />
เกิดการลัดวงจรภายนอกเขตปองกันหมอ<br />
แปลงและทําใหเบรคเกอร C ทริป<br />
87
3. กระแสพุงเขาจากผลกระทบของหมอแปลงที่ขนานกันตอเขาใชงานในระบบ(<br />
Sympathetic-<br />
Magnetizing Inrush Current )<br />
ในกรณีที่หมอแปลงที่ทําการแบบตอขนานกันดังแสดงในภาพที่<br />
81 เมื่อหมอแปลงชุด<br />
B ตอ<br />
เขากับระบบอยูแลว<br />
และหมอแปลง ชุด A ทําการตอเขาระบบองคประกอบกระแสตรงของกระแสพุง<br />
เขาจากหมอแปลงชุด A จะทําใหแกนเหล็กหมอแปลงชุด B อิ่มตัว<br />
และเกิดกระแสพุงเขา<br />
ดังนั้นทําให<br />
หมอแปลงทั้งสองชุด<br />
เกิดกระแสพุงเขา<br />
และไหลรวมกันเขาสูระบบที่ตอรวระบบที่ตอรวมในภาพที่<br />
81 กระแสรวมของเบรกเกอร C เทากับผลรวมกระแสพุงเขาจากหมอแปลงชุด<br />
A และหมอแปลงชุด B<br />
กระแสพุงเขา<br />
ทั้งหมดที่เบรคเกอร<br />
C<br />
C<br />
B<br />
ปด<br />
A<br />
กําลังปด<br />
ปด<br />
เปด<br />
กระแสพุงเขาจาก<br />
เบรคเกอร A<br />
กระแสพุงเขาจาก<br />
เบรคเกอร B<br />
ภาพที่<br />
81 กระแสพุงเขาจากผลกระทบของหมอแปลงที่ขนานกันตอเขาใชงานในระบบ<br />
ที่มา<br />
: Blackburn (1979)<br />
88
1. ที่มาของฮารมอนิกในหมอแปลง<br />
ฮารมอนิกในหมอแปลง<br />
ฮารมอนิกในหมอแปลงเกิดจากการเปลี่ยนแปลงคาความซึมซาบ<br />
(Permeability) ของแผน<br />
เหล็กที่ใชทําแกนเหล็กและเกิดจากปรากฏการณฮีสเตอรีซีสในหมอแปลงเมื่อแผนแกนเหล็กอยู<br />
ภายใตสนามแมเหล็กไฟฟากระแสสลับ ทําใหเกิดความผิดเพี้ยนของรูปคลื่นซายน<br />
(Sine Wave)<br />
ของกระแสไมมีโหลด(No-load Current) ฟลักซ (flux) และแรงเคลื่อนเหนี่ยวนํา(Induced<br />
Voltage)<br />
และสามารถแบงลักษณะความผิดเพี้ยนของรูปคลื่น(Austen<br />
& Franklin, 1973)ไดเปนสองลักษณะ<br />
1.1 ฟลักซเปนรูปคลื่นซายน<br />
แตกระแสไมมีโหลดกับแรงเคลื่อนเหนี่ยวนํามีฮารมอนิกที่<br />
3<br />
ทําใหสวนยอดของรูปคลื่นกระแสไมมีโหลดมีลักษณะแหลมดังแสดงในภาพที่<br />
82<br />
ภาพที่<br />
82 ฟลักซเปนรูปคลื่นซายน<br />
แตกระแสไมมีโหลดกับแรงเคลื่อนเหนี่ยวนํามีฮารมอนิกที่<br />
3<br />
ที่มา<br />
: Austen and Franklin (1973)<br />
89
1.2 กระแสไมมีโหลดเปนรูปคลื่นซายน<br />
แตฟลักซกับแรงเคลื่อนเหนี่ยวนํามีฮารมอนิกที่<br />
3<br />
โดยที่สวนยอดของรูปคลื่นฟลักซที่มีลักษณะแบนราบ<br />
(Flat-topped) สวนของแรงเคลื่อนเหนี่ยวนํา<br />
มีลักษณะแหลมเปนยอด (Peak) ดังแสดงในภาพที่<br />
83<br />
ภาพที่<br />
83 กระแสไมมีโหลดเปนรูปคลื่นซายน<br />
แตฟลักซกับแรงเคลื่อนเหนี่ยวนํามีฮารมอนิกที่<br />
3<br />
ที่มา<br />
: Austen and Franklin (1973)<br />
2. ความสัมพันธระหวางฮารมอนิกที่<br />
3 กับการตอขดลวดหมอแปลง<br />
จากหัวขอที่ผานมาทําใหทราบวาฮารมอนิกที่<br />
3 เกิดขึ้นกับกระแสแรงดัน<br />
และฟลักซ และ<br />
เมื่อพิจารณาถึงรูปแบบการตอขดลวดแตละแบบ<br />
ดังแสดงในตารางที่<br />
11 ทําใหเราทราบวาการตอ<br />
ขดลวดแตละแบบจะเกิดฮารมอนิกที่กระแส<br />
แรงดันและฟลักซแตกตางกันออกไปดังนั้นทําใหสรุป<br />
ไดวาไมวาจะตอขดลวดในลักษณะใดก็ยังมีฮารมอนิกเกิดขึ้นอยูในตัวหมอแปลงแตวาจะเกิดที่<br />
ตําแหนงใดขึ้นอยูกับลักษณะการตอขดลวดหมอแปลง<br />
90
3. ผลกระทบของฮารมอนิกที่มีตอหมอแปลง<br />
3.1 ผลที่เกิดจากกระแสฮารมอนิกที่<br />
3<br />
3.1.1 ความรอนสูงเกินที่ขดลวดหมอแปลงและที่โหลด<br />
เกิดจากการไหลวนของ<br />
กระแสฮารมอนิกที่<br />
3 ซึ่งคอนขางเกิดขึ้นไดนอยกับหมอแปลงสาเหตุมาจากการออกแบบที่ไมดี<br />
3.1.2 การเกิดคลื่นรบกวนตอสายโทรศัพท<br />
หรือสายสัญญาณอื่น<br />
กรณีที่ตอหมอแปลง<br />
แบบสตารสี่สายในระบบสงและระบบจําหนายไฟฟา<br />
สายตัวนําที่ตอขนานกับสายโทรศัพททําให<br />
เกิดคลื่นรบกวนระบบโทรศัพท<br />
นอกจากนี้เกิดคลื่นรบกวนตอสายไพลอต<br />
(Pilot Wire) ของระบบ<br />
รีเลยปองกันอาจทําใหรีเลยทํางานผิดพลาดได<br />
3.1.3 กําลังสูญเสียทางแกนเหล็กหมอแปลงเพิ่มขึ้น<br />
ในกรณีที่ทําการแบงคหมอแปลง<br />
1 เฟส 3 ตัว ตอแบบสตาร-สตาร โดยที่จุดนิวตรอลดานปฐมภูมิตอเขากับจุดนิวตรอลของเครื่อง<br />
กําเนิดไฟฟามีผลทําใหคากําลังสูญเสียทางแกนหมอแปลงเพิ่มขึ้น<br />
20 เปอรเซ็นตมากกวากรณีที่ไม<br />
ตอสายนิวตรอล ซึ่งขึ้นอยูกับการออกแบบหมอแปลงและคาอิมพีแดนซของวงจรดานปฐมภูมิ<br />
กรณี<br />
นี้เกิดขึ้นกับหมอแปลง<br />
3 เฟสแบบเซลแตจะไมเกิดกับหมอแปลง 3 เฟสแบบคอร<br />
3.2 ผลที่เกิดจากแรงดันฮารมอนิกที่<br />
3<br />
3.2.1 ความเคนของฉนวนหมอแปลงเพิ่มขึ้น<br />
ในกรณีที่ตอแบบสตารสามสายและไม<br />
ตอจุดนิวตรอนลงดิน จะเกิดแรงดันตกครอมระหวางจุดนิวตรอลกับดินที่มีความถี่เปนสามเทาของ<br />
ความถี่มูลฐานซึ่งก็คือแรงดันฮารมอนิกที่<br />
3 มีผลทําใหเกิดความเคนที่ขดลวดหมอแปลงถาเปนหมอ<br />
แปลงที่มีระดับแรงดันต่ําจะไมมีผลกระทบเนื่องจากมีชวงเผื่อในการออกแบบเพื่อความปลอดภัย<br />
แตถาปนหมอแปลงที่มีระดับแรงดันสูงจะตองพิจารณาถึงผลกระทบเปนพิเศษ<br />
3.2.2 การชารจของประจุไฟฟาสถิตของสายตัวนําใกลเคียงและสายโทรศัพท การ<br />
แบงกหมอแปลง 1 เฟส 3 ตัวตอแบบสตารและตอกับสายเคเบิลใตดิน หรือสายเคเบิ้ลบนเสาไฟ<br />
และ<br />
จุดนิวตรอลจะตอลงดินหรือไมตอลงดินก็ตาม อาจทําใหเกิดการชารจของประจุไฟฟาสถิตที่ความถี่<br />
ฮารมอนิกที่<br />
3 ของสายตัวนําไฟฟาใกลคียงและสายโทรศัพททําใหเกิดแรงเคลื่อนเหนี่ยวนําที่ไม<br />
ปกติ ถาวงจรที่อยูใกลเคียงไมไดตอลงดินแรงดันเฟสเทียบกับดินจะสูงขึ้นตลอดทั้งวงจรถึงแมวา<br />
แรงดันระหวางเฟสยังคงปกติก็ตามฉนวนที่ปองกันแรงดันเฟสเทียบกับดินจะไดรับความเคน<br />
เพิ่มขึ้น<br />
และทําใหอายุการใชงานของอุปกรณลดลง<br />
91
ตารางที่<br />
11 ความสัมพันธระหวางฮารมอนิกที่<br />
3 กับการตอขดลวดหมอแปลง<br />
ที่มา<br />
: Austen and Franklin (1973)<br />
92
ประเภทของความผิดพรองที่เกิดขึ้นกับหมอแปลงไฟฟา<br />
1. ความผิดพรองที่เกิดขึ้นภายนอก<br />
(External Faults)<br />
คือความผิดพรองที่เกิดขึ้นภายนอกบริเวณตัวหมอแปลง(GEC<br />
ALSTOM Measurements<br />
Limited, 1990) ความเสียหายที่เกิดขึ้นมีผลทําใหอายุการใชงานของหมอแปลงสั้นลงซึ่งฟอลต<br />
ประเภทนี้ประกอบดวย<br />
1.1 โหลดเกิน(Overloads) ทําใหเกิดความรอนสูงเกิน และเปนสาเหตุใหเกิดความเสียหาย<br />
อยางถาวร ในกรณีสวนใหญ จะไมมีการปองกันสําหรับโหลดเกิน แตจะมีสัญญาณเตือน(Alarm)<br />
เปนตัวแจงสถานะแกผูปฏิบัติงาน<br />
เหตุผลหนึ่งของโหลดเกินอาจเกิดจากการแบงโหลดไมเทากัน<br />
ของหมอแปลงที่ตอขนานกันหรือโหลดไมสมดุลยของหมอแปลงสามเฟสแบงค<br />
(Three Phase<br />
Banks)<br />
1.2 แรงดันเกิน(Overvoltage) แรงดันสูงเกินสามารถเกิดขึ้นไดในชวงสภาวะชั่วครูหรือ<br />
ในชวงระยะยาวของความถี่ระบบ<br />
แรงดันสูงเกินชั่วครูมีสาเหตุมาจากความเคนที่ปลายขดลวดและ<br />
อาจะเกิดการเบรคดาวน แรงดันสูงเกินนี้สามารถปองกันไดโดยอุปกรณปองกันเสิรจและออกแบบ<br />
มาเพื่อวัตถุประสงคนี้โดยเฉพาะ<br />
แรงดันสูงเกินจากความถี่ระบบเกิดจากการทํางานในสภาวะ<br />
ฉุกเฉิน เชน การสูญเสียโหลดทันทีทันใด ในกรณีนี้จะทําใหเกิดฟลักซสูงเกินของหมอแปลงและ<br />
เพิ่มความเคนแกฉนวนขดลวด<br />
การเกิดฟลักซ็เกินทําใหเพิ่มการสูญเสียทางแกนเหล็กและอาจจะมี<br />
ผลในดานกระแสการกระตุนเพิ่มขึ้นปริมาณมาก<br />
และมีผลตอการเพิ่มความรอนในวงจรแกนเหล็ก<br />
ซึ่งอาจจะเกิดความเสียหายตอฉนวนที่หุมแกนเหล็กและฉนวนของขดลวด<br />
1.3 ความถี่ต่ําเกิน(Underfrequency)<br />
ความถี่ต่ําอาจเกิดจากการรบกวนในระบบหลัก<br />
ซึ่งมี<br />
สาเหตุจากการไมสมดุลยระหวางการผลิตไฟฟาและโหลด สภาวะนี้เหมือนกับแรงดันสูงเกินซึ่ง<br />
กระแสกระตุนเพิ่มขึ้นที่ความถี่ต่ํา<br />
ทําใหเกิดฟลักซสูงเกินในวงจรแมเหล็ก หมอแปลงสามารถ<br />
ทํางานตอเนื่องไมวาจะเกิดแรงดันสูงหรือความถี่ต่ํา<br />
แตถาทั้งสองปญหาเกิดขึ้นพรอมกันอาจจะเปน<br />
ปญหาที่สําคัญมาก<br />
โดยปกติอัตราสวนของแรงดันและความถี่จะตองไมเกิน<br />
1.1 เปอรยูนิต ซึ่ง<br />
เรียกวา ขีดจํากัดแรงดันตอความถี่(Volts<br />
per Hertz Limit)<br />
93
1.4 การความผิดพรองภายนอกเขตปองกัน (External System Short Circuit) ความผิด<br />
พรองในระบบที่เกิดนอกเขตปองกันของหมอแปลง<br />
แตทําใหกระแสหมอแปลงสูงขึ้น<br />
สามารถทํา<br />
ใหขดลวดหมอแปลงเกิดความเสียหายได กระแสผิดพรองที่เกิดภายนอกเขตที่มีปริมาณมากทําให<br />
เกิดความเคนทางกลสูงในขดลวดหมอแปลง โดยที่ความเคนสูงสุดเกิดขึ้นในชวงลูกคลื่นแรก<br />
วิธีการปองกันความเคนนี้<br />
เปนเรื่องของการออกแบบหมอแปลง<br />
2. ความผิดพรองที่เกิดขึ้นภายใน<br />
(Internal Faults)<br />
คือความผิดพรองที่เกิดขึ้นภายในเขตปองกันของหมอแปลง<br />
ฟอลตประเภทนี้ไมใชแค<br />
ฟอลตที่เกิดภายในตัวถังหมอแปลง<br />
แตรวมไปถึงฟอลตที่เกิดภายนอกตัวถังและอยูภายในเขตของ<br />
หมอแปลงกระแส ฟอลตที่เกิดขึ้นภายในเขตปองกันของหมอแปลงสามารถแบงออกไดเปนสอง<br />
แบบ คือ ความผิดพรองที่เกิดขึ้นอยางชา<br />
และความผิดพรองที่เกิดขึ้นฉับพลัน<br />
2.1 ความผิดพรองที่เกิดขึ้นอยางชา(Incipient<br />
Faults) คือความผิดพรองที่พัฒนาตัวเองขึ้น<br />
อยางชาๆ แตเมื่อเกิดขึ้นเปนเวลานานจะกลายเปนความผิดพรองขนาดใหญ<br />
ถาไมสามารถตรวจพบ<br />
และแกไขสาเหตุ ความผิดพรองชนิดนี้แบงออกเปนสามชนิดไดแก<br />
2.1.1 ความรอนสูงเกิน(Overheating) อาจจะเกิดไดหลายสาเหตุที่แตกตางกันภายใน<br />
หมอแปลงดังตอไปนี้<br />
ก. จุดตอภายในไมดี อาจจะเปนวงจรไฟฟา หรือวงจรแมเหล็ก<br />
ข. สูญเสียการระบายความรอนเนื่องจากรั่ว<br />
ค. เกิดการขีดขวางเสนทางการไหลของตัวระบายความรอน (Coolant)<br />
2.1.2 ฟลักซสูงเกิน(Overfluxing) ไดกลาวไวขางตนในหัวขอฟอลตที่เกิดขึ้นภายนอก<br />
ซึ่งนําไปสูการเกิดเบรคดาวนฉนวนของวงจรแมเหล็กและฉนวน<br />
2.1.3 ความดันสูงเกิน(Overpressure) ความดันสูงเกินในตัวถังหมอแปลงเกิดจากการ<br />
ปลอยกาซภายในตัวถังบริเวณที่เกิดความรอน<br />
อาจเกิดไดจากหลายสาเหตุ เชน เกิดการลัดวงจร<br />
ระหวางรอบตอรอบ ทําใหเกิดการลุกไหมชาๆ และปลอยกาซออกมา กาซเหลานี้จะสะสมในตัวถัง<br />
และเพิ่มความดันภายในตัวถัง<br />
94
2.2 ความผิดพรองที่เกิดขึ้นทันที<br />
(Active Faults) คือฟอลตที่เกิดขึ้นอยางฉับพลันและ<br />
ตองการปองกันโดยรีเลยปองกันโดยเร็ว เพื่อที่จะปลดหมอแปลงออกจากระบบและจํากัดความ<br />
เสียหายแกตัวหมอแปลง โดยสวนใหญความผิดพรองจําพวกนี้ไดแก<br />
2.2.1 ความผิดพรองในขดลวดวายที่จุดนิวตรอลลงดินผานอิมพิแดนซ<br />
การลัดวงจร<br />
ลงดินที่เกิดขึ้นที่ขดลวดตัวนําของหมอแปลงที่ตอแบบนี้<br />
จะทําใหเกิดกระแสลัดวงจรไหล คาของ<br />
กระแสที่ไหลจะขึ้นอยูกับคาของอิมพิแดนซที่ตอลงดินนั้น<br />
และจะขึ้นอยูกับระยะหางของตําแหนง<br />
ที่เกิดการลัดวงจรจากจุดนิวตรอลเพราะแรงดันที่การลัดวงจรจะขึ้นอยูโดยตรงกับระยะหางนี้<br />
สัดสวนการแปลง (Transformation Ratio) ระหวางขดลวดตัวนําปฐมภูมิ และขดที่ลัดวงจร<br />
(Shortcircuited<br />
Turns) จะเปลี่ยนไปตามตําแหนงที่เกิดการลัดวงจรดวย<br />
2.2.2 ความผิดพรองในขดลวดวายที่จุดนิวตรอลลงดินโดยตรง<br />
ในกรณีนี้กระแส<br />
ลัดวงจรจะถูกจํากัดโดยลีคเกจรีแอคแตนซของขดลวดตัวนําโดยตรง ซึ่งคารีแอคแตนซนี้จะ<br />
แปรเปลี่ยนไปตามตําแหนงของการลัดวงจรในลักษณะที่คอนขางจะยุงยาก<br />
คาของแรงดันที่จุด<br />
ลัดวงจร ซึ่งมีคาเปลี่ยนแปลงตามตําแหนงของการลัดวงจรก็จะมีความสําคัญเหมือนกัน<br />
แตคารีแอค<br />
แตนซ ในกรณีนี้จะลดลงอยางรวดเร็วมาก<br />
ถาการลัดวงจรเกิดขึ้นใกลจุด<br />
นิวตรอล ทําใหกระแส<br />
ลัดวงจรมีคาสูงสุดในตําแหนงที่เกิดการลัดวงจรใกลกับจุดนิวตรอล<br />
ดังนั้นอาจจะสรุปไดวา<br />
เมื่อไม<br />
มีอิมพิแดนซตอระหวางจุดนิวตรอลกับดิน กระแสจะมีคาสูงกวากรณีที่จุดนิวตรอลลงดินผานอิมพิ<br />
แดนซ<br />
2.2.3 ความผิดพรองในขดลวดเดลตา เมื่อตอขดลวดตัวนําของหมอแปลงเปนแบบ<br />
เดลตา จะไมมีจุดใดเลยที่คาแรงดันจากดิน<br />
(Voltage to Earth) ต่ํากวา<br />
50% ของแรงดันเฟส ดังนั้น<br />
ขนาดของกระแสลัดวงจรจึงต่ํากวาในกรณีที่ตอเปนวายอยูมาก<br />
คาของอิมพิแดนซของขดลวด<br />
เดลตาจะเปลี่ยนแปลงอยูในชวง<br />
25 ถึง 50 เปอรเซ็นตเทียบกับพิกัดหมอแปลง กระแสลัดวงจรต่ําสุด<br />
จะเกิดขึ้นที่จุดกึ่งกลางของดานใดดานหนึ่งของขดลวดเดลตา<br />
คาของกระแสลัดวงจรอาจจะมีคาไม<br />
เกินคากระแสที่พิกัด(Rated<br />
Current) ของหมอแปลงเอง และอาจจะต่ํากวาคานี้ดวยซ้ําไป<br />
ถา<br />
แหลงจายหรือระบบตอลงดินโดยผานอิมพิแดนซคาสูงพอสมควร กระแสไหลมาจากปลายทั้งสอง<br />
ขางของขดลวดตัวนํามาลงที่จุดลัดวงจร<br />
และจะแบงไหลมาในอีก 2 เฟส ดังนั้น<br />
กระแสที่ไหลใน<br />
เฟสแตละเฟสอาจจะมีคาต่ํา<br />
ซึ่งตองพิจารณาการปองกันในลักษณะนี้ดวย<br />
95
2.2.4 การลัดวงจรระหวางเฟส การลัดวงจรระหวางเฟสมักจะเกิดขึ้นในหมอแปลง<br />
สามเฟสและมีโอกาสเกิดนอยมาก เมื่อเกิดการลัดวงจรในกรณีนี้ขึ้นจะทําใหเกิดกระแสลัดวงจรคา<br />
สูงเปรียบเทียบไดกับกระแสลัดวงจรแบบหนึ่งเฟสลงดิน<br />
2.2.5 การลัดวงจรระหวางวงรอบของขดลวด ในหมอแปลงแรงดันต่ํามักไมคอยเกิด<br />
เวนแตขดลวดจะเกิดความเสียหายทางกลจากกระแสลัดวงจรขนาดใหญจากภายนอกทําใหฉนวน<br />
แตกหรือแยกตัว หรือถามีความชื้นเขาไปปนอยูในน้ํามันก็อาจจะทําใหการฉนวนเสื่อมลงได<br />
สําหรับหมอแปลงแรงดันสูง ซึ่งตออยูกับสายสงแรงดันสูงแบบขึงสายในอากาศ<br />
จะมีโอกาสถูก<br />
แรงดันแบบอิมพัลส (Impulse) ซึ่งมีความชันหนาคลื่นสูง<br />
ซึ่งมีคาที่ยอดหลายเทาของแรงดันที่<br />
กําหนดของระบบ (Rater System Voltage) แรงดันแบบอิมพัลซหรือเซิจจากสายนี้<br />
จะมีผลมากตอ<br />
รอบขดลวดที่อยูตรงปลายของขดลวดตัวนํา<br />
ซึ่งเปนดานแรกที่แรงดันอิมพัลซเขามากระทบการ<br />
ฉนวนของขดลวดสวนที่อยูทางดานปลายนี้<br />
มักจะตองมีการเสริมใหมากขึ้น<br />
แตก็ไมสามารถทําให<br />
สูงเหมือนการฉนวนกับดิน ซึ่งมีคาสูงได<br />
ดังนั้นจึงมีโอกาสเกิดลัดวงจรบางสวนในขดลวดตัวนํา<br />
(winding partial flash-over) ไดมากกวาที่จะเกิดการลัดวงจรลงดิน<br />
2.2.6 การลัดวงจรที่แกนเหล็กของหมอแปลง(Core<br />
Fault) ถาฉนวนระหวางแผน<br />
เหล็กที่ใชทําแกน<br />
เกิดชํารุดจะทําใหเกิดกระแสไหลวน (Eddy-Current) คาสูงพอที่จะทําใหความ<br />
รอนสูงได ตัวยึด (Bolts) ซึ่งอัดแกน<br />
เขาไวดวยกันมักจะมีฉนวนเพื่อปองกันเหตุการณเชนนี้<br />
ถา<br />
ฉนวนของแกนสวนใดสวนหนึ่งเกิดชํารุด<br />
ความรอนสูงเกินขนาดที่เกิดขึ้นอาจจะมีคาสูงพอที่จะทํา<br />
ใหขดลวดตัวนําชํารุดเสียหายได ความสูญเสียในแกน(Core Loss) ที่เพิ่มขึ้น<br />
ถึงแมวาจะทําใหเกิด<br />
ความรอนสูงขึ้นมากเปนที่ไหลเขาเปลี่ยนแปลงมากจนเห็นไดชัด<br />
และไมสามารถจะมองเห็น หรือรู<br />
ไดดวยวิธีปองกันทางไฟฟาแบบธรรมดา แตก็ควรจะรูอยางทันทวงทีกอนที่การลัดวงจรจะลุกลาม<br />
ไปมาก ถาหมอแปลงเปนแบบแชอยูในน้ํามันจะทําไดไมลําบากนัก<br />
เพราะถาความรอนขึ้นสูง<br />
พอที่จะเปนอันตรายตอฉนวนของขดลวดตัวนํา<br />
มันก็จะสูงพอที่จะใหน้ํามันแยกตัวเกิดเปนกาชขึ้น<br />
2.2.7 ความผิดปกติที่ถังหมอแปลง<br />
(Tank Fault) การรั่วของน้ํามันออกจากถังของ<br />
หมอแปลง จะทําใหเกิดสภาพที่อันตรายตอหมอแปลงเองมาก<br />
นอกจากจะทําใหการฉนวนของ<br />
ขดลวดตัวนําลดลงแลว ยังอาจทําใหเกิดความรอนสูงเกินขนาด (Overheating) เนื่องจากการระบาย<br />
ความรอนจะเลวลง ตระกัน (Sludge) ของน้ํามันอาจจะอุดทอระบายความรอนทําใหหมอแปลงรอน<br />
96
ขึ้นมากกวาปกติ<br />
นอกจากนี้หมอแปลงไฟฟากําลังสวนใหญจะมีพัดลมระบายความรอนชวยระบาย<br />
ความรอนของน้ํามันถาพัดลมเกิดชํารุดเสียหายก็เปนเหตุใหเกิดความรอนสูงเกินอีกทางหนึ่ง<br />
97
1. การปองกันทางไฟฟา(Electircal Protections)<br />
การปองกันหมอแปลงไฟฟา<br />
1.1 การปองกันแบบผลตาง(Differential Protection) เนื่องจากหมอแปลงเปนอุปกรณที่มี<br />
ประสิทธิภาพในการทํางานสูง จํานวนแอมป-รอบ (Ampere-turns)ของทางดานปฐมภูมิและ<br />
ทางดานทุติยภูมิมีคาใกลเคียงกันมาก เมื่อพิจารณาหมอแปลง<br />
1 เฟส สองขดลวด แสดงในภาพที่<br />
84<br />
ในสภาวะการทํางานปกติ NI 1 1( PRI ) = NI 2 2( PRI ) ถาเราใชหมอแปลงกระแสที่มีอัตราสวนจํานวน<br />
รอบเทากับ1: n1 และ1: 2 ทางดานปฐมภูมิและทุติยภูมิตามลําดับ(Arun, 1992)<br />
n<br />
ภายใตสภาวะปกติ<br />
กระแสในขดลวดทุติยภูมิของหมอแปลงกระแสมีความสัมพันธดังนี้คือ<br />
NnI NnI<br />
1 1 1( SEC CT ) 2 2 2( SEC−CT )<br />
− = (47)<br />
ถาเราเลือกหมอแปลงกระแสที่เหมาะสม<br />
เราจะได Nn 1 1= Nn 2 2และ<br />
I1( SEC− CT ) = I2(<br />
SEC _ CT )<br />
ในทางกลับกันถาเกิดความผิดพรองภายในเขตปองกัน จะเกิดผลตางระหวาง I1( SEC−CT ) และ<br />
ซึ่งเปนสัดสวนกับกระแสลัดวงจร<br />
เราจะไดกระแสผลตางคือ<br />
I2(<br />
SEC _ CT )<br />
I = I −I T<br />
d 1( SEC−CT) 2( SEC_ C )<br />
N : N<br />
1 2<br />
1:n I 1 1( PRI )<br />
I2(<br />
PRI ) 1:n2<br />
I1( SEC−CT )<br />
2( SEC CT )<br />
Id<br />
87<br />
I −<br />
ภาพที่<br />
84 การปองกันแบบผลตางของหมอแปลงแปลง 1 เฟส<br />
ที่มา:<br />
Arun (1992)<br />
(48)<br />
98
ในภาพที่<br />
84 จะเปนการปองกันหมอแปลงไฟฟากําลังแบบผลตาง ขั้นตอนในทางปฏิบัติที่<br />
ตองพิจารณากอนที่จะนํารีเลยวัดคาผลตางมาใช<br />
ขอแรกคือเราไมสามารถที่จะหาหมอแปลงกระแสที่มีอัตราสวนจํานวนรวมที่ตรงกับดาน<br />
ปฐมภูมิและทุติยภูมิได ดังนั้นตองเลือกหมอแปลงกระแสที่มีอัตราสวนจํานวนรอบตามมาตรฐาน<br />
นอกจากนี้ตัวรีเลยเองก็มีหลายตําแหนงแท็ปสําหรับแตละอินพุตของหมอแปลงกระแสที่ตอกับรีเลย<br />
ดังนั้นการใชหมอแปลงกระแสชวย<br />
(Auxiliary CTs) สามารถแกไขปญหาอัตราสวนจํานวนรอบ ใน<br />
หลายกรณีการปรับแตงนี้ยังคงมีคาอัตราสวนมิสแมทช(Ratio<br />
mismatch) ซึ่งทําใหเกิดกระแสผลตาง<br />
ปริมาณนอยระหวางอยูในสภาวะปกติ<br />
ขอที่สองความคลาดเคลื่อนของหมอแปลงกระแสทั้งสองอาจมีความแตกตางซึ่งกันและ<br />
กัน ซึ่งนําไปสูการเกิดกระแสผลตางขณะโหลดปกติ<br />
หรือเกิดความผิดพรองนอกเขตปองกัน<br />
และขอสุดทายถาหมอแปลงมีอุปกรณเปลี่ยนแท็ปในตัว<br />
จะทําใหอัตราสวนจํานวนรอบ<br />
ของหมอแปลงเปลี่ยนเมื่อมีการเปลี่ยนแท็ป<br />
โดยปกติตัวเปลี่ยนแท็ปจะกําหนดมาในรูปของ<br />
เปอรเซนต ตัวอยางเชน ± 10% ดังนั้นอัตราสวนการเปลี่ยนแปลงจะอยูในชวง<br />
20%( + 10%, −10%)<br />
ในทางปฎิบัติเราจะเลือกอัตราสวนหมอแปลงกระแสและแท็ปของรีเลยให<br />
สมดุลยกับจุดกึ่งกลางแท็ปหมอแปลงไฟฟากําลัง<br />
เพราะฉะนั้นจะทําใหคาคลาดเคลื่อนสูงสุดของ<br />
แท็ปหมอแปลงเทากับ10%<br />
ผลกระทบทั้งสามขอที่กลาวมา<br />
ทําใหเกิดกระแสผลตางในรีเลย ดังนั้นรีเลยตองออกแบบ<br />
ใหทํางานไดดีโดยปราศจากการทริป ภายในตัวรีเลยผลตางแบบเปอรเซ็นต กระแสผลตางจะตอง<br />
มากกวาเปอรเซ็นตคงที่ของกระแสที่ไหลผานในหมอแปลง<br />
โดยที่กระแสที่ไหลผานคือคาเฉลี่ยของ<br />
กระแสดานปฐมภูมิและทุติยภูมิ<br />
I = ( I − I )/2<br />
r 1( SEC−CT) 2( SEC_ CT)<br />
กระแส I r คือกระแสตาน(Restraint Current) กระแสนี้จะผลิตแรงบิดดานบนจานเคลื่อนที่<br />
ขณะที่กระแสผลตางจะผลิตแรงบิดทํางาน<br />
(Operating Torque) รีเลยจะทํางานเมื่อ<br />
Id ≥ kI . r เมื่อ<br />
k<br />
คือความชันของคุณลักษณะผลตางเปอรเซ็นต โดยคา k เปนตัวบอกคาเปอรเซ็นต เชน 10% , 20%<br />
และ 40% รีเลยที่มีความไว<br />
10% จะมีความไวกวารีเลยที่มีความชัน<br />
40% ภาพที่<br />
85 แสดงคุณ<br />
ลักษณะผลตางเปอรเซ็นตทางปฏิบัติ ของรีเลยผลตาง โดยมีแหลงกําเนิดกระแสผลตางทั้งสามใน<br />
สภาวะปกติและชวงเผื่อของความปลอดภัย<br />
(Margin of Safety)<br />
(49)<br />
99
รีเลยที่นํามาใชปองกันแบบวัดคากระแสผลตางนี้เราสามารถแบงไดเปน<br />
3 ชนิดไดแก ชนิด<br />
แรกคือ รีเลยกระแสเกิน(Overcurrent Relay) ซึ่งอาจจะมีฟงกชั่นการทํางานแบบสั่งทริปทันทีทันใด<br />
รวมอยูดวย<br />
ชนิดที่สองคือ<br />
รีเลยผลตางแบบเปอรเซนตที่มีขดลวดตาน(Percentage<br />
Differential<br />
Relay with Restraint) ชนิดที่สามคือ<br />
รีเลยผลตางแบบเปอรเซนตที่มีชุดตานฮารมอนิค(Percentage<br />
Differential Relay with Harmonic Restraint)<br />
Id<br />
I pu<br />
ทริป<br />
ภาพที่<br />
85 แสดงคุณลักษณะผลตางเปอรเซ็นตทางปฏิบัติ<br />
ที่มา:<br />
Arun (1992)<br />
I r<br />
ชวงเผื่อ<br />
การเปลี่ยนแท็ปหมอแปลง<br />
100<br />
คาคลาดเคลื่อนของหมอแปลงกระแส<br />
อัตราสวนมิสแมชท<br />
1.2 การปองกันกระแสเกิน (Overcurrent Protection) การลัดวงจรที่เกิดขึ้นสวนใหญจะทํา<br />
ใหเกิดกระแสสูง ดังนั้นการปองกันจึงอาจใชคาของกระแสเกินขนาดนี้เปนเกณฑได<br />
การปองกัน<br />
กระแสเกินนี้อาจจะใชฟวส<br />
(Fuses) หรือรีเลยกระแสเกินได<br />
1.2.1 ฟวส(Fuses) หมอแปลงไฟฟาขนาดเล็กมักจะปองกันโดยใชฟวสอยางเดียว ใน<br />
บางกรณีจะไมมีเซอรกิตเบรคเกอร(Circuit Breaker) ฟวสจึงเปนอุปกรณตัวเดียวที่จะแยกหมอ<br />
แปลงออกจากระบบโดยอัตโนมัติ พิกัดของฟวสจะตองสูงกวาคากระแสโหลดสูงสุดของหมอ<br />
แปลง นอกจากนี้ฟวสตองสามารถทนตอการจายโหลดเกินชั่วครูและทนตอกระแสพุงเขาของหมอ<br />
แปลง ฟวสที่นิยมใชกันไดแกฟวสแบบเอชอารซี<br />
(H.R.C)ซึ่งจะทํางานไดอยางรวดเร็วเมื่อกระแสมี<br />
คาสูง ตามมาตรฐาน IEEE C37.91-2000 ระบุไววาจะใชฟวสปองกันหมอแปลงตั้งแตขนาดเล็ก<br />
จนถึงขนาด 5000 กิโลโวลต-แอมป
1.2.2 รีเลยกระแสเกิน(Overcurrent Relay) สําหรับหมอแปลงขนาดใหญขึ้น<br />
เชน 100<br />
kVA หรือใหญกวาอาจควบคุมการตัดวงจรโดยใชเซอรกิตเบรคเกอร(Circuit Breaker) การปองกัน<br />
แบบนี้จะทําไดดีขึ้นกวาฟวสดวยเหตุผลสองประการคือ<br />
จะทํางานไดเร็วกวาในชวงที่กระแส<br />
ลัดวงจรมีคาต่ํา<br />
และยังสามารถปองกันความผิดพรองลงดิน(Earth Fault Protection)ไดดวย รีเลย<br />
กระแสเกินจะทํางานเมื่อมีกระแสผานถึงคาที่ตั้งไวคือ<br />
การทํางานจะขึ้นอยูกับคาของกระแสเพียง<br />
อยางเดียวหมอแปลงขนาดเล็กบางตัวจะใชรีเลยกระแสเกินชวยปองกันความผิดพรองภายในหมอ<br />
แปลงและหมอแปลงขนาดใหญจะใชรีเลยกระแสเกินเปนการปองกันสํารองใหกับการปองกันแบบ<br />
ผลตางหรือรีเลยวัดความดัน<br />
รีเลยกระแสเกินที่ใชงานกันโดยทั่วไปมีหลายแบบดังเชนรีเลยกระแสเกิน-เวลา<br />
(Time<br />
Over Current Relay) และรีเลยกระแสเกินชนิดฉับพลัน(Instantaneous Over Current Relay) ซึ่งการ<br />
ใชงานแตละชนิดขึ้นอยูกับวัตถุประสงคและเงื่อนไขในการปองกันของหมอแปลงตัวนั้นๆ<br />
ซึ่ง<br />
รูปแบบการปองกันแสดงดังภาพที่<br />
86<br />
ขดลวดหมอแปลง<br />
หมอแปลงกระแส หมอแปลงกระแส<br />
50/51<br />
INST/TIME<br />
ภาพที่<br />
86 การปองกันกระแสเกินดวยรีเลย 50 และรีเลย 51<br />
ที่มา<br />
: GEC ALSTOM Measurements Limited (1990)<br />
50/51<br />
INST/TIME<br />
101
1.3 การปองกันความผิดพรองลงดิน(Ground Fault Protection) การตรวจจับความผิดพรอง<br />
ลงดินนั้นเรานิยมใชรีเลยผลตางหรือไมก็รีเลยกระแสเกินนํามาประยุกตใชงานซึ่งขึ้นอยูกับลักษณะ<br />
การตอของหมอแปลง หมอแปลงกระแสที่นํามาใชงาน<br />
แหลงจายกระแสลําดับศูนยและการออก<br />
แบบระบบที่ใชงาน<br />
1.3.1 การปองกันความผิดพรองลงดินของขดลวดเดลตาและสตาร รีเลย 51N ดาน<br />
ขดลวดเดลตาในภาพที่<br />
87 และภาพที่<br />
88 ทําหนาที่ตรวจจับความผิดพรองลงดินในขดลวดเดล<br />
ตาโดยที่มีการตอกับแหลงจายกระแสลําดับศูนยอยูแลว<br />
สวนทางดานขดลวด สตารระบบจะตอง<br />
แยกแยะระหวางความผิดพรองภายในและภายนอก และในภาพที่<br />
87 และภาพที่<br />
88 ไดนํารีเลย 87N<br />
(Ground Differential Relay) และรีเลย 67N(Directional Ground Relay) โดยที่รีเลยทั้งสองจะทํางาน<br />
ไดอยางถูกตองเมื่อเกิดความผิดพรองภายในและจะไมทํางานเมื่อเกิดความผิดพรองลงดินจาก<br />
ภายนอกเขตปองกัน นอกจากนี้เมื่ออัตราสวนของหมอแปลงกระแสของทางดานเฟสและสายนิว<br />
ตรอลไมเทากันจําเปนตองใชหมอแปลงกระแสชวยในการแปลงอัตราสวนกระแสที่ไหลเขารีเลย<br />
หมอแปลงกระแส<br />
รีเลย 51N<br />
ขดลวดหมอแปลงแบบเดลตา-สตาร<br />
87N<br />
51 51 51<br />
หมอแปลงกระแสชวย<br />
ภาพที่<br />
87 การปองกันความผิดพรองลงดินของขดลวดเดลตาและสตารโดยใชรีเลย 87N<br />
ที่มา:<br />
IEEE C37.91 (2000)<br />
102
หมอแปลงกระแส<br />
รีเลย 51N<br />
ขดลวดหมอแปลงแบบเดลตา-สตาร<br />
O<br />
OPERATE<br />
D<br />
DORECTIONAL<br />
หมอแปลงกระแสชวย<br />
67N<br />
ภาพที่<br />
88 การปองกันความผิดพรองลงดินของขดลวดเดลตาและสตารโดยใชรีเลย 67N<br />
ที่มา:<br />
IEEE C37.91 (2000)<br />
1.3.2 การปองกันความผิดพรองลงดินแบบจํากัดบริเวณ(Restricted Earth Fault<br />
Protection) การปองกันความผิดพรองลงดินแบบใชกระแสผลตาง หรือเรียกอีกอยางหนึ่งวา<br />
การ<br />
ปองกันความผิดพรองลงดินแบบจํากัดบริเวณดังแสดงในภาพที่<br />
89 กระแสเศษเหลือ (residual<br />
current) จากหมอแปลงกระแสทั้ง<br />
3 ตัวทางดานสายจะสมดุลยกับกระแสจากหมอแปลงกระแส<br />
ทางดานสายนิวตรอลและรีเลยที่ใชเปนแบบอิมพิแดนซสูง<br />
ระบบนี้จะทํางานเฉพาะในกรณีที่การ<br />
ลัดวงจรเกิดขึ้นภายในจุดที่ตอหมอแปลงกระแส<br />
คือ การลัดวงจรที่เกิดในขดลวดที่ตอเปนวาย<br />
ไว<br />
เทานั้น<br />
และจะไมทํางานเมื่อการลัดวงจรเกิดขึ้นภายนอกเขตนี้<br />
ไมวาการลัดวงจรนั้นจะเปนชนิดใด<br />
ขอดีของการปองกันแบบนี้เนื่องจากสามารถใช<br />
รีเลยแบบฉับพลัน (Instantaneous) ซึ่งตั้งคาไว<br />
ต่ําได<br />
การปองกันความผิดพรองลงดินแบบจํากัดบริเวณนี้จะนิยมใชกับหมอแปลงที่ตอแบบวายตอ<br />
ลงดินโดยตรง เนื่องจากกระแสลัดวงจรจะสูงถึงแมการลัดวงจรจะเกิดขึ้นที่รอบของขดลวดทายๆ<br />
103
จึงจะปองกันขดลวดสําหรับความผิดพรองลงดินไดตลอด ซึ่งเปนผลดีเมื่อเปรียบเทียบกับระบบซึ่ง<br />
ไมมีการวัดกระแสในสายนิวตรอล<br />
1.3.3 การปองกันแบบผสมระหวางการวัดผลตางและความผิดพรองลงดินแบบจํากัด<br />
บริเวณ (Combined Differential and Restricted Earth Fault Protection) การปองกันแบบผสมกันนี้<br />
ทําใหมีประสิทธิภาพในการปองกันหมอแปลงที่สูงขึ้นเนื่องจากการปองกันแบบผลตางอยางเดียว<br />
อาจจะมีความไวในการปองกันไมเพี่ยงพอ<br />
เมื่อหมอแปลงที่มีการตอแบบวายและตอลงดินผาน<br />
อิมพีแดนซ ถึงแมวาจะเกิดการลัดวงจรที่บริเวณใกลกับจุดนิวตรอลก็ตามวิธีนี้สามารถปองกัน<br />
ขดลวดหมอแปลงไดทั้งหมดและมีรูปแบบการตอดังภาพที่<br />
90 ซึ่งจากรูปจะเห็นวาทางดานขดลวด<br />
วายหมอแปลงกระแสจะตอแบบวายเพื่อปอนกระแสใหแกรีเลยปองกันแบบจํากัดบริเวณ<br />
แตใน<br />
สวนของรีเลยผลตางนั้นโดยปกติขดลวดหมอแปลงไฟฟากําลังดานวายจะตองตอหมอแปลงกระแส<br />
แบบเดลตาจึงจําเปนตองใชหมอแปลงชวย เปนตัวจายกระแสแบบเดลตาใหกับรีเลยผลตาง<br />
ขดลวดหมอแปลงที่ตอแบบวาย<br />
หมอแปลงกระแส<br />
64<br />
รีเลยแบบอิมพีแดนซสูง<br />
ภาพที่<br />
89 การปองกันความผิดพรองลงดินแบบจํากัดบริเวณ<br />
ที่มา:<br />
GEC ALSTOM Measurements Limited (1990)<br />
A<br />
B<br />
C<br />
104
1.4 การปองกันฟลักซสูงเกิน (Overfluxing Protection) การเกิดฟลักซสูงเกินไปนี้<br />
มักจะ<br />
เนื่องมาจากความผิดพลาดในการดําเนินการใชหมอแปลงคือเปนสภาวะการทํางานผิดปกติ<br />
(Abnormal Operating Conditions) กรณีเชนนี้ไมจําเปนตองรีบตัดหมอแปลงออกจากระบบทันที<br />
เพราะระบบอาจมีการรบกวนชั่วครู<br />
อาจปลอยไวไดนานถึง 1 หรือ 2 นาที แตถาสภาพยังคงเปน<br />
เชนนี้อยู<br />
อาจจะตองตัดหมอแปลงออกจากระบบก็ได เพราะความรอนของแกนเหล็กหมอแปลงจะ<br />
สูงขึ้นฟลักซจะขึ้นอยูกับอัตราสวนV<br />
/ f ซึ่งเทากับ<br />
⎛V⎞<br />
φ = k ⎜⎝<br />
f ⎠<br />
⎟ (50)<br />
ดังนั้น<br />
ในการปองกันฟลักซสูงเกินไปจึงจะตองวัดวาอัตราสวนV / f มีคาเปนเปอรยูนิต ซึ่งก็<br />
หมายถึงมีคาขึ้นอยูกับฟลักซในหมอแปลง<br />
การปองกันฟลักซสูงเกินไปนี้จะใชคอนขางมากกับหมอ<br />
แปลงที่ติดอยูกับเครื่องกําเนิดไฟฟา<br />
เพราะโอกาสเกิดการทํางานผิดปกติเชนนี้จะมีมากกวาหมอ<br />
แปลงอื่น<br />
1.5 การปองกันความผิดพรองจากตัวถังลงดิน (Tank-earth Protection) การปองกันแบบนี้<br />
เรียกวา การปองกันแบบโฮวาด (Howard Protection) โดยปกติตัวถังของหมอแปลงจะมีคาความ<br />
เปนฉนวนจากดินดวยคาความตานทานของฉนวนประมาณ10 โอหมซึ่งเพียงพอตอการลัดวงจรลง<br />
ดิน การปองกันการลัดวงจรในลักษณะนี้สามารทําไดโดยตอรีเลยเขาทางขดลวดทุติยภูมิของหมอ<br />
แปลงกระแสและขดลวดของหมอแปลงกระแสตอระหวางตัวถังหมอแปลงกับจุดตอลงดินดังแสดง<br />
ในภาพที่<br />
91<br />
105
ขดลวดหมอแปลง<br />
ขดลวดไบแอส<br />
รีเลยปองกันฟอลต<br />
แบบจํากัดบริเวณ<br />
87 87 87<br />
รีเลยแบบวัดคาผลตาง<br />
64<br />
หมอแปลงกระชวย<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ขดลวดทํางาน<br />
ภาพที่<br />
90 การปองกันแบบผสมระหวางการวัดผลตางและความผิดพรองลงดินแบบจํากัดบริเวณ<br />
ที่มา:<br />
GEC ALSTOM Measurements Limited (1990)<br />
ตัวถังหมอแปลง<br />
ภาพที่<br />
91 การปองกันความผิดพรองจากตัวถังลงดิน<br />
ที่มา:<br />
GEC ALSTOM Measurements Limited (1990)<br />
R<br />
รีเลย<br />
106
2. การปองกันทางดานความรอน(Thermal Protection)<br />
พิกัดของหมอแปลงจะขึ้นอยูกับคาอุณหภูมิเพิ่ม(Temperature<br />
Rise) จากอุณหภูมิแวดลอม<br />
สูงสุดที่กําหนด<br />
จึงเปนขอจํากัดในการจายโหลดของหมอแปลง และในกรณีเชนนี้<br />
การจายโหลด<br />
เกินขนาดไดบาง การจายโหลดเกินขนาดอาจจะทําไดบางในชวงเวลาสั้นๆ<br />
ขึ้นอยูกับการใชงานของ<br />
หมอแปลงกอนหนานั้น<br />
กฎตายตัวที่จะกําหนดวาหมอแปลงจะจายโหลดเกินขนาดเปนระยะเวลา<br />
นานเทาไรนั้นทําไดยาก<br />
แตสิ่งที่สําคัญคือจะตองไมใหขดลวดตัวนํามีความรอนสูงเกินไป<br />
ถา<br />
อุณหภูมิมีคาสูงเวลานานยอมจะทําใหฉนวนเสื่อมสภาพไดเร็ว<br />
อุณหภูมิสูงสุดในเวลาใชงานจะ<br />
ประมาณ 95 องศาเซลเซียส ถาปลอยใหอุณหภูมิขึ้นสูงกวานั้นไป<br />
8-10 องศาเซลเซียสเปนเวลานาน<br />
อายุของหมอแปลงจะสั้นลงประมาณครึ่งหนึ่ง(GEC<br />
ALSTOM Measurements Limited, 1990)<br />
การปองกันการจายโหลดเกินขนาดจึงจะใชการวัดอุณหภูมิของขดลวดตัวนําเปนเกณฑ ซึ่ง<br />
โดยมากจะใชวิธี ซึ่งเรียกวาเทคนิคการจําลองแบบเชิงความรอน<br />
(Thermal Image Technique หรือ<br />
Thermal Replica) โดยมากมักจะทําเปนเหมือนกระเปา (Pocket) เล็กๆ อยูตรงสวนบนของถังหมอ<br />
แปลง (อยูต่ําจากฝาบนประมาณ<br />
10 นิ้ว<br />
ซึ่งเปนตําแหนงที่น้ํามันมีอุณหภูมิสูงสุด)<br />
ในกระเปานี้จะมี<br />
ขดลวดใหความรอน ซึ่งแบงกระแสมาจากกระแสทางดานแรงดันต่ําของหมอแปลง<br />
และจะทําให<br />
เกิดอุณหภูมิขึ้นที่สวนนี้<br />
ในลักษณะที่คลายกับที่มีในขดลวดตัวจริง<br />
เมื่อเทียบกับอุณหภูมิของน้ํามัน<br />
จะมีหนวยวัดที่อุณหภูมิติดตั้งอยูในสวนนี้<br />
ซึ่งจะสามารถวัดอุณหภูมิของหมอแปลงไดอยางใกลชิด<br />
มาก โดยคํานึงถึงอุณหภูมิของบริเวณที่อยูรอบๆ<br />
3. การปองกันทางดานความดันและกาชภายในตัวถังหมอแปลง(Pressure and Gas Protection)<br />
โดยปกติหมอแปลงไฟฟากําลังขนาดใหญจะเปนแบบขดลวดแชอยูในฉนวนน้ํามัน<br />
เมื่อเกิด<br />
ความผิดปกติภายในตัวหมอแปลงเชน เกิดการอารคหรือการดิสชารจบางสวนของขดลวดจะทําให<br />
เกิดกาชที่ผิดปกติและทําใหเกิดความดันสูงเกินกวาปกติ<br />
ปริมาณกาชและระดับความดันที่สูงเกิน<br />
ภายในถังขึ้นอยูกับความรุนแรงของการอารค<br />
อุปกรณที่ใชในการตรวจจับและปองกันความผิดปกติ<br />
ประเภทนี้ไดแก<br />
อุปกรณตรวจจับความดันทันทีทันใด(Sudden Pressure Device)อุปกรณปลอย<br />
ความดัน(Pressure Relief Devices) ใชในกรณีเกิดความดันภายในถังสูงเกินแตไมมากนักซึ่งจะชวย<br />
รักษาระดับความดันภายในถัง และรีเลยบุคโฮลซ(Buchholz Relay) เปนอุปกรณตรวจจับกาชที่<br />
ผิดปกติที่ลอยขึ้นมาจากถังหมอแปลง<br />
นอกจากนี้อาจจะมีอุปกรณที่ตรวจจับความผิดปกติของกาช<br />
ภายในถังหมอแปลงโดยนํากาชไปวิเคราะหความผิดปกติที่คอยๆเกิดขึ้นภายในหมอแปลง<br />
107
การขนานหมอแปลง<br />
การขนานหมอแปลงคือการนําหมอแปลงตั้งแต<br />
2 ตัวขึ้นไปมาตอรวมกันโดยที่ขดลวดดาน<br />
แรงสูงตอขนานกันและขดลวดดานแรงต่ําตอขนานกัน<br />
สําหรับหมอแปลง 1 เฟสขั้วตอสายไลน<br />
(Line)จะตอเขาดวยกันและขั้วตอสายนิวตรอลจะตอกับสายนิวตรอลดังแสดงในภาพที่<br />
92<br />
ภาพที่<br />
92 การขนานหมอแปลง 1 เฟส<br />
ที่มา<br />
: Bernard (1987)<br />
ดานแรงสูง<br />
่ ่<br />
L N<br />
L N<br />
หมอแปลงตัวที 1<br />
หมอแปลงตัวที 2<br />
L N<br />
L<br />
ดานแรงต่ํา<br />
สวนหมอแปลง 3 เฟสจะตองพิจารณากลุมเวกเตอรของหมอแปลงที่สามารถตอขนานกัน<br />
ได (Bernard, 1987)และในการที่จะขนานหมอแปลงจะตองคํานึงถึงเงื่อนไขดังตอไปนี้<br />
1. อัตราสวนแรงดันของหมอแปลง<br />
โดยปกติหมอแปลงที่จะนํามาขนานกันจะตองมีอัตราสวนแรงดันที่เทากันกลาวคือแรงดัน<br />
ดานแรงสูงของหมอแปลงที่นํามาขนานตองกัน<br />
และดานแรงต่ําก็เชนเดียวกัน<br />
ซึ่งในทางปฎิบัติ<br />
แรงดันอาจจะไมเทากันพอดี แตผลตางของแรงดันที่ยอมรับไดไมเกิน<br />
0.5 % ผลที่ตามมาในกรณีที่<br />
อัตราสวนแรงดันไมเทากันคือจะเกิดกระแสไหลวนระหวางหมอแปลงที่ขนานกัน<br />
N<br />
108
2. อิมพีแดนซของหมอแปลง<br />
คาอิมพีแดนซของหมอแปลงที่ขนานกันจะตองเทากันหรือมีผลตางของคาอิมพีแดนซไม<br />
เกิน 10 % ซึ่งในทางปฎิบัติโอกาสที่คาอิมพีแดนซจะเทากันคอนขางนอยมากและเปนอีกหนึ่งปจจัย<br />
ที่ทําใหเกิดกระแสไหลวนระหวางหมอแปลงที่ขนานกัน<br />
3. อัตราสวนพิกัดกําลัง<br />
หมอแปลงที่นํามาขนานกันจะตองมีพิกัดกําลังอยูในชวง<br />
0.5-2.0 เทาของพิกัดกําลัง<br />
ตัวอยางเชน หมอแปลงตัวที่<br />
1 มีพิกัดกําลัง 100 kVA ดังนั้นหมอแปลงตัวที่<br />
2 หรือตัวถัดไปจะตองมี<br />
พิกัดกําลังระหวาง 50-200 kVA จึงจะขนานกันได<br />
4. กลุมเวกเตอร<br />
ในกรณีที่เปนการขนานหมอแปลง<br />
3 เฟส จะตองพิจารณาถึงกลุมเวกเตอรโดยทั่วไปกลุม<br />
เวกเตอรแบงออกเปน 4 กลุมใหญตามหมายเลขหนาปดนาฬิกาดังนี้<br />
กลุมเวกเตอรที่<br />
1 คือเลข 0,4,8 สามารถตอขนานกันไดภายในกลุมและไมสามารถตอขนานกับกลุม<br />
เวกเตอรอื่นได<br />
กลุมเวกเตอรที่ตอรวมกันคือ<br />
Yy0 , Dd0 , Dd4 , Dd8 , Dz0 , Dz4 , Dz8<br />
กลุมเวกเตอรที่<br />
2 คือเลข 6,10,2 สามารถตอขนานกันไดภายในกลุมและไมสามารถตอขนานกับ<br />
กลุมเวกเตอรอื่นได<br />
กลุมเวกเตอรที่ตอรวมกันคือ<br />
Yy6 , Dd2 , Dd6 , Dd10 , Dz2 , Dz6 , Dz10<br />
กลุมเวกเตอรที่<br />
3 และ 4 คือเลข 1,5 และ 7,10 ทั้งสองกลุมสามารถตอขนานกันไดและไมสามารถ<br />
ตอขนานกับกลุมเวกเตอรที่<br />
1 และ 2 ได กลุมเวกเตอรที่ตอรวมกันคือ<br />
Yd1 , Yd5 , Yd7 , Yd11 ,<br />
Dy1 , Dy5 , Dy7 , Dy11 , Yz1 , Yz5 , Yz7, Yz11<br />
ในการตอขนานรวมกันของแตละกลุมจะใชหลักการเลื่อนมุมเฟส<br />
120 ° โดยการสลับขั่ว<br />
ตอสาย โดยที่กลุมเวกเตอรที่<br />
1 และ 2 และ 3 จะสลับขั่วตอสายทางดานแรงต่ําขณะที่กลุมเวกเตอรที่<br />
4 จะสลับขั่วตอสายทั้งทางดานแรงสูงและดานแรงต่ํา<br />
ลักษณะการตอขั้วสายแสดงในภาพที่<br />
93<br />
109
ดานแรงต่ํา<br />
กลุมเวกเตอรที่<br />
1<br />
ดานแรงสูง<br />
ดานแรงต่ํา<br />
กลุมเวกเตอรที่<br />
2<br />
ดานแรงสูง<br />
ดานแรงต่ํา<br />
กลุมเวกเตอรที่<br />
3 และ 4<br />
ดานแรงสูง<br />
ภาพที่<br />
93 การตอขั้วสายหมอแปลง<br />
3 เฟส สําหรับการขนานหมอแปลง<br />
ที่มา<br />
: Bernard (1987)<br />
110
1. ศึกษาขอมูล<br />
อุปกรณและวิธีการ<br />
อุปกรณ<br />
1. เครื่องคอมพิวเตอรสวนบุคคล(Personal<br />
Computure)<br />
2. เครื่องสแกนเนอร(Scanner)<br />
3. เครื่องพิมพเอกสาร(Printer)<br />
วิธีการ<br />
1.1 ศึกษาทฤษฎีเบื้องตนของหมอแปลง<br />
โดยทําการศึกษาตั้งแตวงจรแมเหล็กที่เกี่ยวกับ<br />
ฟลักซแมเหล็กที่ไหลในแกนเหล็กหมอแปลงรวมถึงการเกิดแรงเคลื่อนเหนี่ยวนําในขดลวดนอก<br />
จากนี้ยังรวมถึงคุณลักษณะของหมอแปลงในอุดมคติ<br />
หมอแปลงขณะมีโหลดและขณะไมมีโหลดที่<br />
ใชงานจริงพรอมทั้งศึกษาวงจรสมมูลยของหมอแปลงและเวกเตอรไดอะแกรมของหมอแปลง<br />
1.2 ศึกษาลักษณะโครงสรางของหมอแปลง ศึกษาตั้งแตวัสดุที่ใชทําแกนเหล็กหมอแปลง<br />
และกรรมวิธีในการผลิตแกนเหล็กรวมถึงโครงสรางสนามแมเหล็ก ลักษณะการพันขดลวดแบบ<br />
ตางๆที่มีผลตอกระแสและแรงดัน<br />
ตัวถังหมอแปลงแบบตางๆ และวิธีระบายความรอนที่ใชใน<br />
ปจจุบัน<br />
1.3 ศึกษาการแบงชนิดและระบบฉนวนของหมอแปลง โดยทําการศึกษาการแบงชนิดตาม<br />
ลักษณะตางๆและระบบฉนวนของหมอแปลงแบบแหงและหมอแปลงฉนวนเหลว<br />
1.4 ศึกษาลักษณะการตอหมอแปลงและการแบงกลุมเวกเตอร<br />
ศึกษาการตอหมอแปลง<br />
สามเฟสแบบตางๆที่มีผลตอกระแสและแรงดันและที่มีผลตอการเลื่อนมุมเฟสของแรงดัน<br />
ศึกษาการ<br />
ตอแบบซิกแซกที่มีผลตอการเลื่อนมุมเฟสของแรงดันเพื่อนําไปใชงานโดยเจาะจงวัตถุประสงค<br />
นอก จากนี้ยังศึกษาการตอแบบสกอตและเลอ-บล็องที่เปนการแปลงแรงดันระหวางสองเฟสกับ<br />
สามเฟส และศึกษาการแบงกลุมเวกเตอรหมอแปลงเพื่อนําไปใชในการขนานหมอแปลง<br />
111
1.5 ศึกษาการทดสอบหมอแปลง โดยทําการศึกษาการทดสอบหมอแปลงแบบตางๆไดแก<br />
การทดสอบทางดานคุณลักษณะ การทดสอบทางดานฉนวน และการทดสอบทางดานการทํางาน<br />
1.6 ศึกษาทฤษฎีและการทํางานของหมอแปลงออโต ศึกษาการทํางานพื้นฐานและการตอ<br />
ขดลวดหมอแปลงออโตแบบสามเฟส รวมทั้งขอดีและขอเสียของหมอแปลงออโตและผลของการ<br />
ตอขดลวดตติยภูมิแบบเดลตา<br />
1.7 ศึกษาทฤษฎีและการทํางานของหมอแปลงกระแส ศึกษาชนิดและคาพิกัดตางๆของ<br />
หมอแปลงกระแส วงจรสมมูลย แผนภาพเฟสเซอร และการคํานวณหมอแปลงกระแส<br />
1.8 ศึกษาการเกิดกระแสพุงเขา<br />
ศึกษาพฤติกรรมและสาเหตุของการเกิดกระแสพุงเขาแบบ<br />
ตางในหมอแปลง<br />
1.9 ศึกษาการเกิดฮารมอนิกในหมอแปลง ศึกษาที่มาและสาเหตุของการเกิดฮารมอนิกและ<br />
ศึกษาความสัมพันธระหวางฮารมอนิกที่สามที่มีผลกระทบกับลักษณะการตอขดลวดหมอแปลง<br />
และศึกษาผลกระทบของฮารมอนิกที่มีตอหมอแปลง<br />
1.10 ศึกษาประเภทของความผิดพรองที่เกิดขึ้นกับหมอแปลง<br />
ทําการศึกษาสาเหตุของ<br />
ความผิดพรองโดยจะแบงออกเปนความผิดพรองที่เกิดขึ้นภายในและเกิดขึ้นภายนอกหมอแปลง<br />
1.11 ศึกษารูปแบบและวิธีการปองกันหมอแปลง โดยจะทําการศึกษาการปองกันหมอ<br />
แปลงทางไฟฟาโดยใชฟวส รีเลยกระแสเกิน และรีเลยผลตาง ศึกษาการปองกันทางดานความรอน<br />
โดยทําการวัดอุณหภูมิของขดลวดและฉนวนน้ํามัน<br />
นอกจากนี้ยังศึกษาการปองกันทางกลซึ่งไดแก<br />
การปองกันความดันที่เกิดขึ้นภายในตัวถังหมอแปลง<br />
1.12 ศึกษาการตอขนานหมอแปลง ทําการศึกษาปจจัยและเงื่อนไขที่มีผลกระทบตอขนาน<br />
หมอแปลงรวมถึงความสัมพันธของกลุมเวกเตอร<br />
112
2. รวบรวมขอมูล<br />
2.1 รวบรวมขอมูลอุปกรณปองกันหมอแปลง ทําการรวบรวมขอมูลของอุปกรณปองกัน<br />
และคูมือการเซตติ้งคา<br />
และบทความทางวิชาการ โดยคนหาทางอินเตอรเนต ขอมูลจากแคตาล็อก<br />
ของบริษัทผูผลิตทั้งในและตางประเทศและขอขอมูลโดยตรงจากบริษัทผูผลิตหมอแปลงในประเทศ<br />
2.2 รวบรวมรูปแบบการปองกันทางไฟฟา ตั้งแตการปองกันหมอแปลงสองขดลวด<br />
หมอ<br />
แปลงสามขดลวด หมอแปลงที่ตอลงดิน<br />
หมอแปลงออโต รวมถึงลักษณะการตอหมอแปลงกระแส<br />
ของรีเลยแบบอิเล็คโตรแมคคานิก แบบสแตติคหรือโซลิตสเตท และแบบดิจิตอล ดังแสดงใน<br />
ภาคผนวก ก<br />
2.3 รวบรวมขอมูลตัวอยางกรณีศึกษาการปองกันหมอแปลงของการไฟฟาฝายผลิตแหง<br />
ประเทศไทยของฝายวิศวกรรมไฟฟาและระบบควบคุม และฝายบํารุงรักษาระบบสง โดยไดนํากรณี<br />
ศึกษาการปองกันหมอแปลงของโรงไฟฟาพระนครใต โรงไฟฟาวังนอย โรงไฟฟาราชบุรี และโรง<br />
ไฟฟากระบี่<br />
รวมถึงการปองกันหมอแปลงของสถานีไฟฟาแมสอด จังหวัดตาก<br />
2.4 รวบรวมขอมูลของโครงสราง องคประกอบอื่นๆ<br />
อุปกรณปองกันทางกลและอุปกรณ<br />
ปองกันทางความรอน รวมถึงการเซตติ้งคาอุปกรณปองกันแสดงในภาคผนวก<br />
ข<br />
2.5 รวบรวมวิธีระบายความรอนของหมอแปลงแบบแหงและหมอแปลงฉนวนเหลว<br />
รวมถึงคําจํากัดความของอักษรยอของการระบายความรอนและภาพประกอบวิธีระบายความรอน<br />
แบบตางๆ ดังแสดงในภาคผนวก ค<br />
2.6 รวบรวมระบบปองกันหมอแปลงระเบิดและเกิดไฟไหม ซึ่งเปนวิธีปองกันหมอแปลง<br />
ระเบิดสําหรับหมอแปลงฉนวนน้ํามัน<br />
2.7 รวบรวมขอมูลรีเลยปองกันทางไฟฟารุนตางๆของบริษัทผูผลิตรายใหญ<br />
ตั้งแตรีเลย<br />
แบบอิเล็คโตรแมคคานิก แบบสแตติคหรือโซลิตสเตท และแบบดิจิตอล แสดงในภาคผนวก ง<br />
113
3. วิเคราะหและสรุป<br />
3.1 ทําการวิเคราะหขอดีและขอเสียของอุปกรณปองกันหมอแปลงแบบตางๆรวมถึง<br />
วิเคราะหรูปแบบการปองกันทางไฟฟา<br />
3.2 สรุปการเลือกใชอุปกรณปองกันหมอแปลงไฟฟาแตละขนาดพิกัดโวลต-แอมปตั้งแต<br />
หมอแปลงในระบบจําหนาย ระบบสงจายไปจนถึงระบบผลิตไฟฟา รวมถึงสถิติความเสียหายของ<br />
หมอแปลงที่เกิดขึ้นของการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทยและสถิติความเสียหายของหมอแปลง<br />
ในตางประเทศ<br />
114
1. การปองกันหมอแปลง<br />
ผลและวิจารณ<br />
จากการศึกษาทําใหสามารถแบงการปองกันออกเปน 3 ประเภทไดแก การปองกันทางกล<br />
การปองกันทางความรอน และการปองกันทางไฟฟา นอกจากนี้ยังมีการปองกันการระเบิดของหมอ<br />
แปลงซึ่งเปนเทคโนโลยีใหมที่นํามาใชกับหมอแปลงขนาดใหญที่มีความสําคัญ<br />
ซึ่งผลที่ไดจาก<br />
ศึกษาการปองกันหมอแปลงแตละประเภทจะแสดงในหัวขอถัดไป<br />
2. การปองกันทางกล<br />
2.1 อุปกรณปลอยความดัน(Pressure Relief Device)<br />
คืออุปกรณที่ทําหนาที่ลดความดันภายในตัวถังหมอแปลงที่มีสาเหตุมาจากการขยายตัว<br />
ของน้ํามันและจากการเกิดฟอลตภายในที่ทําใหเกิดความดันสูงขึ้นอยางรวดเร็ว<br />
อุปกรณปลอยความ<br />
ดันที่ใชกันทั่วไปนั้นใชตั้งแตหมอแปลงในระบบจําหนายขนาดเล็กไมเกิน<br />
500 kVA ไปจนถึงหมอ<br />
แปลงในระบบสงและระบบผลิตขนาดใหญ มีคาเซตติงความดันเริ่มตนตั้งแต<br />
0.28-0.85 bar หรือ 4-<br />
12 psi หมอแปลงขนาดเล็กจะใชคาเซตติ้งความดันที่ประมาณ<br />
0.28-0.35 bar โดยที่วาลวปลอยความ<br />
ดันจะเปดสุดภายใน 0.002 วินาที ซึ่งเร็วมากกวารีเลยปองกันทางไฟฟา<br />
ทุกคาเซตติ้งความดันตั้งแต<br />
0.28-0.85 bar สามารถทํางานไดภายในเวลา 0.002 วินาที โดยการเซตติ้งคาแรงสปริง<br />
ในกรณีที่ใช<br />
วาลวปลอยความดันเพียงอยางเดียวจะใชกับหมอแปลงในระบบจําหนายแรงต่ําที่ติดตั้งตามเสา<br />
ไฟฟาสวนหมอแปลงที่ติดตั้งในสถานีไฟฟายอยตั้งแต<br />
2500 kVA ขึ้นไปจะใชวาลวปลอยความดัน<br />
รวมกับหนาสัมผัสของสัญญาณเตือนทางไฟฟาภาพของอุปกรณปลอยความดันแสดงในภาพที่<br />
94<br />
ขอดีคือเปนการปองกันตัวถังหมอแปลงไมใหเสียหายจากการเพิ่มขึ้นของความดัน<br />
เนื่องจากการขยายตัวของน้ํามันในขณะที่หมอแปลงจายโหลดสูงๆ<br />
และจากการลัดวงจรภายในที่ทํา<br />
ใหเกิดกาชและเพิ่มความดันภายในตัวถัง<br />
ขอเสียคือถาเกิดการลัดวงจรภายในที่รุนแรงซึ่งคากระแสลัดวงจรมีคาสูงมากๆ<br />
เกิดกวา<br />
คากระแสลัดวงจรสามเฟส การระบายความดันออกนอกตัวถังอาจจะไมเพียงพอตอความดันที่<br />
115
เกิดขึ้นภายในตัวถัง<br />
ถึงแมวาวาลวปลอยความดันสามารถเปดไดรวดเร็วใชเวลาเพียง 0.002 วินาทีก็<br />
ตาม อาจจะเกิดปฎิกิริยาที่กอใหเกิดการระเบิดได<br />
ภาพที่<br />
94 อุปกรณปลอยความดัน(Pressure Relief Device)<br />
2.2 รีเลยความดันทันทีทันใด(Sudden Pressure Relay)<br />
รีเลยชนิดนี้ใชกับหมอแปลงฉนวนน้ํามันแบงออกเปนสองชนิดคือ<br />
รีเลยความดันกาช<br />
ทันทีทันใด(Sudden Gas Pressure Relay) ติดตั้งดานบนของตัวถังเหนือระดับน้ํามัน<br />
และรีเลยความ<br />
ดันน้ํามันทันทีทันใด(Sudden<br />
Oil Pressure Relay) ติดตั้งดานลางของตัวถังหมอแปลง<br />
รีเลยทั้งสอง<br />
ชนิดใชไดกับหมอแปลงฉนวนน้ํามันทุกชนิด<br />
คาเซตติ้งอยูที่ประมาณ<br />
0.6 kg/cm 2 /sec. และ<br />
หนาสัมผัสทํางานภายในเวลา 0.31-0.54 วินาที และนิยมใชกับหมอแปลงขนาดตั้งแต<br />
2500 kVA<br />
ขึ้นไปแตถาเปนหมอแปลงแบบที่มีถังคอนเซอรเวเตอรรีเลยความดันทันทีทันใดจะไมใชเพราะวา<br />
ใชบุคโฮลซรีเลยทํางานแทนได ภาพของรีเลยความดันทันทีทันใดแสดงในภาพที่<br />
95<br />
116
ขอดีของรีเลยทั้งสองคือสามารถตรวจจับฟอลตบางประเภทที่รีเลยวัดคาผลตางและ<br />
รีเลยกระแสเกินตรวจจับไมไดเชน ฟอลตระหวางขดลวด ซึ่งรีเลยวัดคาผลตางและรีเลยกระแสเกิน<br />
จะตรวจจับไดในกรณีที่เกิดฟอลตภายนอกตัวถังหรือฟอลตภายในตัวถังที่ลัดวงจรลงดิน<br />
ขอเสียของรีเลยความดันทันทีทันใดคืออาจจะทํางานผิดพลาดในพื้นที่ๆมีแผนดินไหว<br />
ดังนั้หนาสัมผัสสัญญาณทางไฟฟาจึงใชเปนสัญญาณเตือนมากกวาเปนการทริปหมอแปลง<br />
รีเลยความดันกาชทันทีทันใด<br />
(Sudden Gas Pressure Relay)<br />
ภาพที่<br />
95 รีเลยความดันทันทีทันใด(Sudden Pressure Relay)<br />
2.3 บุคโฮลซรีเลย(Buchholz Relay)<br />
รีเลยความดันน้ํามันทันทีทันใด<br />
(Sudden Oil Pressure Relay)<br />
เปนอุปกรณปองกันความดันสูงเกินทันทีทันใดและปองกันการสะสมของปริมาณกาช<br />
ภายในตัวถังหมอแปลง บุคโฮลซรีเลยใชกับหมอแปลงฉนวนน้ํามันที่มีถังคอนเซอรเวเตอรโดยใน<br />
กรณีเกิดกาชสะสมภายในตัวบุคโฮลซรีเลย คาเซตติ้งประมาณ<br />
100-400 ลูกบาศเมตร และกรณีเกิด<br />
ความดันสูงเกินทันทีทันใด คาเซตติ้งประมาณ<br />
0.65-1.5 เมตรตอวินาที ตัวบุคโฮลซรีเลยใชกับหมอ<br />
แปลงตั้งแตขนาด<br />
1000 kVA ขึ้นไป<br />
ลักษณะของบุคโฮลซรีเลยแสดงในภาพที่<br />
96<br />
117
ภาพที่<br />
96 บุคโฮลซรีเลย(Buchholz Relay)<br />
การทํางานของบุคโฮลซรีเลยแบงออกเปนสามลักษณะไดแกการปองกันการสะสม<br />
ของกาชในตัวถังหมอแปลง การปองกันความดันสูงทันทีทันใด และการปองกันตัวถังหมอแปลงรั่ว<br />
ในกรณีที่เกิดลัดวงจรระหวางขดลวดที่มีคากระแสลัดวงจรต่ําหรือเกิดการดิสชารจบางสวนทําให<br />
เกิดกาชภายในฉนวนน้ํามัน<br />
ซึ่งกาชนี้จะลอยตัวสูดานบนและไปสะสมที่ตัวบุคโฮลซรีเลยและเมื่อ<br />
เกิดขึ้นหลายคร<br />
ั้งปริมาณกาชที่สะสมมีมากจนทําใหลูกลอยดานบนภายในตัวบุคโฮลซเลื่อนต่ําลง<br />
ไปกดแผนหนาสัมผัสและสงสัญญาณเตือนไปยังหองควบคุม การทํางานของการสะสมกาชแสดง<br />
ในภาพที่<br />
97<br />
ภาพที่<br />
97 การปองกันการสะสมของกาชในตัวถังหมอแปลง<br />
118
ในกรณีที่เกิดการลัดวงจรภายในตัวถังหมอแปลงอยางรุนแรงทําใหเกิดการอารคและ<br />
ทําใหความดันของน้ํามันสูงขึ้นอยางรวดเร็วและพุงขึ้นสูถังคอนเซอเวเตอร<br />
ซึ่งน้ํามันที่มีความดันสูง<br />
จะตองไหลผานตัวบุคโฮลยรีเลยไปชนแผนหนาสัมผัสและกดลูกลอยดานลาง และสงสัญญาณทริป<br />
ไปยังหองควบคุมเพื่อสั่งปลดเซอรกิตเบรคเกอรทําใหหมอแปลงออกจากระบบไฟฟา<br />
ภาพการ<br />
ทํางานแสดงในภาพที่<br />
98<br />
ภาพที่<br />
98 การปองกันความดันสูงทันทีทันใด<br />
ในกรณีที่เกิดการรั่วของตัวถังหมอแปลงนั้นซึ่งปกติระดับน้ํามันจะสูงเกินตัวถังหลัก<br />
ของหมอแปลงโดยระดับน้ํามันสูงสุดจะอยูในถังคอนเซอเวเตอรและตัวบุคโฮลซติดตั้งระหวาง<br />
ตัวถังทั้งสอง<br />
เมื่อเกิดการรั่วที่ตัวถังหลักระดับน้ํามันลดต่ําลงทําใหลูกลอยดานลางเคลื่อนที่ต่ําลง<br />
และสงสัญญาณทริปไปยังหองควบคุมเพื่อสั่งปลดเซอรกิตเบรคเกอรทําใหหมอแปลงออกจาก<br />
ระบบไฟฟาภาพการทํางานแสดงในภาพที่<br />
99<br />
ภาพที่<br />
99 การปองกันตัวถังหมอแปลงรั่ว<br />
119
การเลือกใชงานบุคโฮลซรีเลยสามารถแบงออกเปนสามระดับพิกัดกําลังของหมอ<br />
แปลงดังแสดงดังตารางที่<br />
12 หมอแปลงที่มีพิกัดตั้งแต<br />
1,000 ~ 5,000 kVA จะใชบุคโฮลซรีเลยคา<br />
เซตติ้งสําหรับทริปประมาณ<br />
0.65 m/s และสําหรับสัญญาณเตือนประมาณ100 ~ 150 CC ขนาดเสน<br />
ผานศูนยกลางของทอเทากับ 25 mm นอกจากนี้ยังสามารถเลือกตัวบุคโฮลซไดจากน้ําหนักของ<br />
ฉนวนน้ํามัน<br />
ในสวนของหมอแปลงที่มีพิกัดตั้งแต<br />
10,000 kVA ขึ้นไปขนาดของทอจะมีสองขนาด<br />
คือ 80 mm และ 100 mm หมอแปลงที่มีน้ําหนักของฉนวนน้ํามันเกิน<br />
35,000 kg จะใชขนาดทอ<br />
เทากับ 100 mm<br />
่ ตารางที 12 ตารางการเลือกใชงานบุคโฮลซรีเลย<br />
พิกัดกําลัง<br />
คาเซตติ้ง<br />
หมอแปลง ขนาดทอ ทริป<br />
( kVA )<br />
(Oil Surge)<br />
1,000-5,000 25 mm 0.65 m/s<br />
5,001-10,000 50 mm 1.00 m/s<br />
>10,000 80 mm 1.50 m/s<br />
100 mm 1.50 m/s<br />
คาเซตติ้ง<br />
สัญญาณเตือน<br />
(Gas Accumulation)<br />
100 ~ 150 CC<br />
200 CC<br />
200 ~ 250 CC<br />
350 ~ 400 CC<br />
น้ําหนักของน้ํามัน<br />
(kg)<br />
800 - 1,600<br />
1,600-10,000<br />
10,000-35,000<br />
> 35,000<br />
2.4 อุปกรณระบายความดันและวัดความดัน(Pressure Vacuum Bleeder and Indicator)<br />
อุปกรณระบายความดันตัวนี้ใชปองกันหมอแปลงจากการเพิ่มอยางชาๆของความดัน<br />
ทั้งความดันบวก(Pressure)<br />
และความดันลบ (Vacuum) โดยจะมีใบมีดไวเจาะแผนระบายความ<br />
เพื่อใหอากาศจากภายนอกเขามาในตัวถังซึ่งเมื่อความดันเปนลบเกิน<br />
-6.5 psi หรือเกิดความดันเปน<br />
บวกเกิน +6.5 psi ใบมีดจะเจาะระบายความดันภายในออกสูอากาศภายนอก<br />
อุปกรณนี้ชวยรักษา<br />
ระดับความดันของหมอแปลงและตัววัดความดันที่มีคาเซตติ้งในการสั่งทริปที่ประมาณความดัน<br />
เปนลบเกิน –1.5 psi หรือเกิดความดันเปนบวกเกิน +8.5 psi ซึ่งคาเซตติ้งนี้เปนคาเซตติ้งตัวอยาง<br />
ซึ่ง<br />
ในการเซตติ้งนั้นตองขึ้นอยูกับขนาดและโครงสรางตัวถังของหมอแปลงแตละตัว<br />
ใชกับหมอ<br />
แปลงแบบระบบปดที่ไมใชแบบคอนเซอรเวเตอรและใชกับหมอแปลงตั้งแตขนาด<br />
2500 kVA ขึ้น<br />
ไปดังแสดงในภาพที่<br />
100<br />
ขอดีคือสามารถปองกันการเสียรูปทรงของตัวถังนอกจากนี้ตัววัดความดันสามารถสง<br />
สัญญาณ Alarm และ Trip<br />
120
ขอเสียคือเมื่อใบมีดกรีดแผนไดอะแฟรมแลวอากาศภายนอกจะสัมผัสฉนวนเหลว<br />
ภายในตัวถังทําใหฉนวนเหลวจะเสื่อมสภาพเร็วขึ้น<br />
ภาพที่<br />
100 อุปกรณระบายความดันและวัดความดัน<br />
2.5 ตัวตรวจจับกาช(Gas Detector)<br />
ทําหนาที่ตรวจจับความผิดปกติหรือความเสียหายของถุงยาง(Rubber<br />
Bag or Rubber<br />
Cell)ในถังคอนเซอรเวเตอร เมื่อเกิดถุงยางมีรอยรั่วอากาศภายในถุงยางจะเขาไปปนกับน้ํามันในถัง<br />
คอนเซอรเวเตอรและลอยตัวขึ้นสูดานบนไปสะสมในตัวตรวจจับกาชโดยปกติจะเซตติ้งที่ประมาณ<br />
450 ซีซี ซึ่งเปนระดับสะสมกาชในตัวตรวจจับหลังจากนั้นจะสงสัญญาณไปยังแผงควบคุมเมื่อผู<br />
ปฎิบัติงานรับทราบแลวก็จะทําการซอมถุงยาง ภาพของตัวตรวจจับกาชแสดงในภาพที่<br />
101<br />
ภาพที่<br />
101 ตัวตรวจจับกาชและถุงยาง<br />
121
3. การปองกันทางความรอน<br />
3.1 อุปกรณวัดอุณหภูมิขดลวดและน้ํามันดานบนของหมอแปลงฉนวนน้ํามัน<br />
โดยปกติระดับฉนวน(Insulation Class) ของหมอแปลงชนิดนี้คือ<br />
ระดับหรือคลาส A<br />
(105 องศา) และยอมใหมีคาอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสูงสุด(Maximum<br />
Temperature Rise) ของขดลวด<br />
เทากับ 65 องศา และของน้ํามันดานบน(Top<br />
oil) เทากับ 60 องศา อุปกรณที่ใชวัดอุหภูมิขดลวดคือ<br />
เทอรโมคัปเปลที่จุมในบอวัด(Well)<br />
โดยที่บอวัดนี้จะแชที่ดานบนของตัวถังหมอแปลงซึ่งเปน<br />
บริเวณที่น้ํามันลอยตัวขึ้นสูดานบนและตัวเทอรโมคัปเปลนี้จะตอสายสัญญาณไปยังตัว<br />
เทอรโมมิเตอร และรับสัญญาณจากหมอแปลงกระแสมายังตัวแปลงสัญญาณและสงไปยังตัวเทอร<br />
โมมิเตอรวัดอุณหภูมิแสดงออกมาเปนตัวเลข สวนการวัดอุณหภูมิของน้ํามันดานบนจะใชแค<br />
สัญญาณจากเทอรโมคัปเปลที่จุมในบอวัด(Well)เพียงอันเดียวคาคาเซตติ้งอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสูงสุด<br />
ของน้ํามันดานบนสําหรับการเตือน(Alarm)มีคาเทากับ<br />
55 องศา และสําหรับการ ทริปมีคาเทากับ 60<br />
องศา สวนคาเซตติ้งอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสูงสุดของขดลวดจะสูงกวาประมาณ<br />
15-20 % ซึ่งจะมีคาเซต<br />
ติ้งอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสูงสุดของขดลวดสําหรับการเตือน(Alarm)มีคาเทากับ<br />
70-75 องศา และสําหรับ<br />
การ ทริปมีคาเทากับ 75-80 องศา ทั้งนี้ขึ้นอยูกับระดับฉนวนที่ออกแบบและอุณหภูมิรอบขางของ<br />
แตละพื้นที่ภาพอุปกรณวัดอุณหภูมิแสดงในภาพที่<br />
102<br />
3.2 อุปกรณวัดอุณหภูมิขดลวดหมอแปลงแบบแหง<br />
หมอแปลงแบบแหงจะใชระดับฉนวนคลาส B(130 องศา) คลาส F(155 องศา) และ<br />
คลาส H(180 และ 220) หมอแปลงรุนใหมที่ระดับฉนวนคลาส<br />
H และในการวัดคาอุณหภูมิขดลวด<br />
จะใชตัว RTD (Resistance Temperature Detector )ติดตั้งที่บริเวณขดลวดดานแรงต่ําและบริเวณ<br />
อื่นๆหลายจุดเพื่อวัดคาอุณหภูมิสูงสุดเฉพาะจุด(Hot<br />
spot) และอุณหภูมิเฉลี่ย<br />
จากนั้นจะสงสัญญาณ<br />
ไปที่รีเลยวัดความรอน(Thermal<br />
Relay)หรือตัวแสดงอุณหภูมิ สวนคาเซตติ้งจะมีคาเทากับคา<br />
อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสูงสุด<br />
80 องศา 115 องศา และ 150 องศา ตามคุณสมบัติของหมอแปลงตัวนั้นๆ<br />
122
ภาพที่<br />
102 อุปกรณวัดอุณหภูมิหมอแปลง<br />
4. การปองกันทางไฟฟา<br />
วิทยานิพนธฉบับนี้จะเนนที่การปองกันทางไฟฟาเปนหลักซึ่งแบงการปองกันออกเปน<br />
4<br />
แบบไดแก การปองกันผลตาง การปองกันกระแสเกิน การปองกันดวยฟวส และการปองกันดวยกับ<br />
ดักเสิรจ รวมทั้งกรณีศึกษาการปองกันหมอแปลงของการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย<br />
123
5. การปองกันผลตาง<br />
5.1 ประเภทของรีเลยผลตางที่ใชปองกันหมอแปลง<br />
5.1.1 รีเลยผลตางแบบไมมีการไบแอส เปนรีเลยประเภทที่งายที่สุดและเปนรีเลยที่ใช<br />
หมอแปลงสองขดลวดใชหมอแปลงกระแสวัดกระแสดานแรงสูงและแรงต่ํา<br />
โดยอาศัยหลักการคือ<br />
ใชผลตางกระแสทั้งสองดานสั่งใหรีเลยทํางาน<br />
ตัวรีเลยที่นํามาใชจะเปนรีเลยกระแสเกินแบบ<br />
ธรรมดา กราฟคุณลักษณะการทํางานของรีเลยประเภทนี้แสดงในภาพที่103<br />
รีเลยแบบนี้จะไมมี<br />
เปอรเซ็นตความชันดังนั้นเมื่อเกิดกระแสฟอลตที่ไหลผานสูงๆหมอแปลงกระแสจะอิ่มตัวทําให<br />
กระแสที่ไหลเขารีเลยเกิดผลตางมาขึ้นและรีเลยทํางานผิดพลาดไดวงจรการปองกันแบบไมมีการ<br />
ไบแอสแสดงดังภาพที่104<br />
กระแสทํางาน<br />
กระแสเริ่มตนทํางาน<br />
ภาพที่<br />
103 กราฟคุณลักษณะรีเลยผลตางแบบไมมีการไบแอส<br />
51 51 51<br />
ภาพที่<br />
104 การปองกันผลตางแบบไมมีการไบแอส<br />
กระแสผลตางที่เกิดจาก<br />
ผลของการอิ่มตัวของหมอ<br />
แปลงกระแส<br />
กระแสฟอลตที่ไหลผาน<br />
124
5.1.2 รีเลยผลตางแบบเปอรเซนตไบแอส คือรีเลยที่ออกแบบใหมีขดลวดไบแอสหรือ<br />
ขดลวดตานเพื่อรักษาเสถียรภาพในการทํางานของรีเลยในขณะที่เกิดกระแสฟอลตภายนอกเขต<br />
ปองกันหรือกระแสฟอลตที่ไหลผาน<br />
กราฟคุณลักษณะการทํางานของรีเลยประเภทนี้แสดงในภาพ<br />
ที่<br />
105 รีเลยแบบนี้จะมีเปอรเซ็นตความชันดังนั้นเมื่อเกิดกระแสฟอลตที่ไหลผานสูงๆ<br />
หมอแปลง<br />
กระแสจะอิ่มตัวทําใหกระแสที่ไหลเขารีเลยเกิดผลตางมาขึ้นและรีเลยจะทํางานไมผิดพลาดได<br />
สิ่งที่<br />
สําคัญคือตองเลือกเปอรเซ็นตความชันในสูงกวากระแสผลตางที่เกิดจากการอิ่มตัวของหมอแปลง<br />
กระแส ในภาพที่105<br />
ถาเราเลือกเปอรเซ็นตความชันที่<br />
15% ในชวงที่เกิดกระแสฟอลตที่ไหลผานต่ํา<br />
รีเลยจะไมทํางานและสามารถตรวจจับฟอลตปริมาณต่ําภายในเขตปองกันไดดีมีความไวในการ<br />
ทํางานสูง แตถาเกิดกระแสฟอลตที่ไหลผานปริมาณสูงรีเลยจะทํางานซึ่งเปนสิ่งที่ไมควรเกิดขึ้น<br />
ดังนั้นถาเลือกเปอรเซ็นตความชันที่<br />
30% หรือ 40% ในชวงที่เกิดกระแสฟอลตนอกเขตปองกันที่<br />
ไหลผานปริมาณสูง รีเลยจะไมทํางานแตความไวในการทํางานของรีเลยก็จะลดลง ซึ่งกราฟ<br />
คุณลักษณะแบบนี้จะเปนรีเลยแบบอิเล็คโตรแมคานิคและรีเลยแบบสแตติค<br />
สวนวงจรการปองกัน<br />
ผลตางแบบเปอรเซนตไบแอสแสดงดังภาพที่<br />
106<br />
กระแสทํางาน<br />
Id<br />
กระแสเริ่มตนทํางาน<br />
ภาพที่<br />
105 กราฟคุณลักษณะรีเลยผลตางแบบเปอรเซนตไบแอส<br />
51 51 51<br />
ภาพที่<br />
106 การปองกันผลตางแบบเปอรเซนตไบแอส<br />
Ir<br />
กระแสผลตางที่เกิดจากผลของการ<br />
อิ่มตัวของหมอแปลงกระแส<br />
กระแสตานหรือกระแสฟอลตที่ไหลผาน<br />
125
5.1.3 รีเลยผลตางแบบเปอรเซ็นตไบแอสที่มีการตานฮารมอนิก<br />
รีเลยประเภทนี้มี<br />
ขดลวดไบแอสเหมือนกับรีเลยประเภทที่สองแตจะเปนรีเลยแบบสแตติคและรีเลยแบบดิจิตอล<br />
สวน<br />
รีเลยแบบอิเล็คโตรแมคานิคไมเหมาะสมที่จะทําเนื่องจากฟงกชันการตานฮารมอนิกจะตองใชวงจร<br />
อิเล็คโทรนิคในการตรวจจับฮารมอนิกที่สองที่เกิดจากกระแสพุงเขา<br />
ฟงกชันการตานฮารมอนิกแบง<br />
ออกเปนสองวิธี วิธีแรกในกรณีของรีเลยแบบสแตติคที่ใชวงจรกรองความถี่โดยที่กระแสใน<br />
ขดลวดตานคือผลรวมของกระแสที่เกิดจากกระแสที่ไหลผานเขารีเลยบวกกับกระแสที่เกิดจากฮาร<br />
มอนิกที่สอง<br />
โดยที่กระแสที่ไหลผานจะผานวงจรกรองความถี่มูลฐานสวนกระแสฮารมอนิกที่สอง<br />
จะผานวงจรกรองความถี่ฮารมอนิกที่สอง<br />
วิธีที่สองในกรณีของรีเลยแบบสแตติคและแบบดิจิตอลที่<br />
ใชวงจรยับยั้งทํางาน(Blocking<br />
circuit) โดยที่วงจรนี้จะยับยั้งขดลวดทริปทํางานเมื่อฮารมอนิกที่สอง<br />
สูงเกินคาที่ตั้งไวที่ประมาณ<br />
10-20 % ของความถี่มูลฐาน<br />
ซึ่งปกติเวลาเกิดกระแสพุงเขาจะมีฮารมอ<br />
นิกที่สองเปนองคประกอบประมาณ<br />
60% รีเลยประเภทนี้จึงเหมาะสําหรับหมอแปลงขนาดพิกัด<br />
กําลังตั้งแต<br />
10 MVA ขึ้นไป<br />
5.1.4 รีเลยผลตางแบบอิมพีแดนซสูง รีเลยทั้งสามประเภทที่ผานมาจัดอยูในพวกรีเลย<br />
ผลตางแบบอิมพีแดนซต่ํา<br />
สวนรีเลยประเภทนี้จะนิยมใชปองกันกระแสเกินลงดินแบบจํากัดบริเวณ<br />
ดังแสดงในภาพที่<br />
107 การวัดผลตางแบบอิมพีแดนซสูงนี้จะเปนการวัดกระแสผลตางระหวาง<br />
กระแสตกคางที่ดานเฟส(3Io)<br />
กับกระแสที่ไหลผานตัวตานทานและจะติดตั้งตัวตานทานเสถียรภาพ<br />
ตออนุกรมกับรีเลยเพื่อปองกันการทํางานที่ผิดพลาดเนื่องจากกรณีเกิดฟอลตลงดินอยางรุนแรง<br />
ภายในเขตปองกันที่ทําใหหมอแปลงกระแสอิ่มตัวหรือเกิดจากฟอลตภายนอกเขตปองกันที่ทําให<br />
หมอแปลงกระแสที่เฟสอิ่มตัวและรีเลยประเภทนี้จะเปนรีเลยแบบสแตติคและแบบดิจิตอล<br />
ภาพที่<br />
107 การปองกันผลตางแบบอิมพีแดนซสูง<br />
64<br />
A<br />
B<br />
C<br />
126
5.2 การเซตติ้งรีเลยผลตางแบบอิเล็คโตรแมคานิคและแบบสแตติคกรณีที่มีแท็ป<br />
กระแสใหเลือกภายในตัว<br />
5.2.1 เลือกขนาดหมอแปลงกระแส สามารถคํานวณไดจากกระแสโหลดสูงสุดของ<br />
หมอแปลงหลัก(Main transformer) พิกัดกระแสดานปฐมภูมิของหมอแปลงกระแสจะตองสูงกวา<br />
คากระแสโหลดสูงสุด โดยปกติจะเลือกที่ประมาณ<br />
150% ของกระแสโหลดสูงสุด สวนพิกัดกระแส<br />
ดานทุติยภูมิของหมอแปลงกระแสสามารถเลือกใชไดระหวาง 5 A กับ 1 A<br />
5.2.2 หาคากระแสที่ไหลเขารีเลย(IR)<br />
โดยจะตองคํานวณที่ฐานพิกัดกําลังเดียวกัน<br />
ขดลวดหมอแปลงหลักแบบเดลตาจะตองตอหมอแปลงแบบสตารทําใหกระแสที่ไหลเขารีเลย<br />
เทากับกระแสโหลดสูงสุดที่แปลงมาทางดานทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส(IFL-SEC<br />
CT) หรือ IR = IFL- SEC CTสวนขดลวดหมอแปลงหลักแบบสตารจะตองตอหมอแปลงแบบเดลตาทําใหกระแสที่ไหลเขา<br />
รีเลยเทากับIR =1.732* IFL-SEC CT<br />
5.2.3 หาอัตราสวนกระแสที่ไหลเขารีเลย<br />
กรณีหมอแปลงหลักมีสองขดลวด<br />
RL<br />
อัตราสวนจะเทากับกระแสที่ไหลเขารีเลยดานแรงต่ําตอดานแรงสูง<br />
⎜ ⎟ สวนกรณีหมอแปลง<br />
⎛ I<br />
I<br />
⎝ RH ⎠<br />
หลักมี<br />
สามขดลวดอัตราสวนจะคํานวณหาถึงสามอัตราสวนทั้งดานแรงดันสูง<br />
แรงดันต่ํา<br />
และแรงดันปาน<br />
กลางดังนี<br />
⎛ IRL IRL I ⎞ RM ้ ⎜ , , ⎟<br />
⎝IRHIRM IRH<br />
⎠<br />
5.2.4 เลือกอัตราสวนแท็ปกระแสภายในตัวรีเลย คามาตรฐานของแท็ปกระแสคือ 2.9<br />
, 3.2 , 3.5 , 3.8 , 4.2 , 4.6 , 5.0 และ 8.7 A ตามลําดับโดยในการเลือกควรจะเลือกคาที่ใกลเคียงคา<br />
อัตรา สวนกระแสที่ไหลเขารีเลยในหัวขอที่<br />
5.2.3 ใหมากที่สุด<br />
จะมีคาสูงกวาหรือต่ํากวาก็ได<br />
ใน<br />
กรณีหมอแปลงหลักมีสามขดลวดจะตองเลือกที่อัตราสวนกระแสที่ไหลเขารีเลยสูงสุดกอนเปน<br />
อันดับแรกและอัตราสวนกระแสที่เหลือจะใชแท็ปกระแสต่ําสุดจากการเลือกครั้งแรกเปนคาอางอิง<br />
5.2.5 หาคาอัตราสวนที่ไมตรงกัน(Mismatch<br />
Ratio) กรณีหมอแปลงหลักมีสอง<br />
ขดลวดจะหาคาอัตราสวนที่ไมตรงกันระหวางดานแรงสูงกับดานแรงต่ํา<br />
สวนหมอแปลงหลักมีสาม<br />
⎞<br />
127
ขดลวดจะ ตองหาคาอัตราสวนที่ไมตรงกันถึงสามอัตราสวนซึ่งคาที่ไดจะนําไปคํานวณหาคา<br />
เปอรเซ็นตความชัน<br />
5.2.6 ตรวจสอบเสถียรภาพในการทํางานของหมอแปลงกระแส ในขณะที่เกิดฟอลต<br />
ภายนอกเขตปองกันทําใหเกิดกระแสฟอลตไหลผานหมอแปลงหลักและไหลผานหมอแปลงกระแส<br />
ซึ่งทําใหหมอแปลงกระแสอิ่มตัวและกระแสกระตุนสนามแมเหล็ก(IE)<br />
ของหมอแปลงกระแสที่เฟส<br />
เปลี่ยนแปลงทําใหรีเลยวัดคาผลตางทํางานผิดพลาดได<br />
ดังนั้นเทคนิคในการตรวจสอบเสถียรภาพ<br />
ของแตละบริษัทผูผลิตจึงใชวิธีที่แตกตางกันออกไป<br />
ในวิทยานิพนธเลมนี้จะแสดงใหเห็นทั้งสาม<br />
บริษัทผูผลิตใหญไดแกบริษัท<br />
ABB GE และ GEC-ALSTOM<br />
วิธีของบริษัท ABB : พิสูจนสมการตามเงื่อนไข<br />
P CL ext<br />
( 100)<br />
N × V − I −<br />
I<br />
ext<br />
> Z<br />
เมื่อ<br />
I ext เทากับ 100 A เมื่อกระแสฟอลตสูงสุดภายนอกเขตปองกันต่ํากวา100<br />
A<br />
NP<br />
คืออัตราสวนจํานวนรอบของหมอแปลงกระแสระหวางจํานวนรอบที่ใชจริงตอ<br />
จํานวนรอบทั้งหมดในกรณีที่หมอแปลงกระแสมีหลายแท็ปกระแส<br />
V CL แรงดันของหมอแปลงกระแส คลาส C เชน C200 เทากับ 200 V<br />
Z คาเบอรเดนทั้งหมดดานทุติยภูมิของหมอแปลงกระแสหาไดจาก<br />
T<br />
0.15<br />
ZT = 1.13R<br />
L + Ω ตอแบบสตาร<br />
Tap<br />
⎛ 0.15 ⎞<br />
ZT = 3⎜1.13R L + ⎟Ω<br />
ตอแบบเดลตา<br />
⎝ Tap ⎠<br />
วิธีของบริษัท GE : เปนการหาคาเปอรเซ็นตคลาดเคลื่อนของหมอแปลงกระแสโดยยอมใหกระแส<br />
ไหลผานสูงสุดไมเกินคากระแสทริปฉับพลันซึ่งมีคาประมาณ<br />
8 เทาของแท็ปกระแสที่เลือก<br />
1. หาคาเบอรเดนแตละหมอแปลงกระแส<br />
N× e+ 2 f<br />
Z = B+<br />
+ 2R<br />
ตอแบบสตาร<br />
1000<br />
N× e+ 2 f<br />
Z = 2B+<br />
+ 2R<br />
ตอแบบเดลตา<br />
1000<br />
เมื่อ<br />
B คือเบอรเดนของรีเลย (โอหม)<br />
N คือจํานวนรอบของหมอแปลงกระแส<br />
e คาความตานทานของหมอแปลงกระแสตอรอบ(มิลลิโอหม)<br />
f คาความตานทานของหมอแปลงกระแสตอสายตัวนํา(มิลลิโอหม)<br />
T<br />
128
R คาความตานทานของสายตัวนําเดี่ยว(โอหม)<br />
2. หาคากระแสทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส I S = 8×แท็ปกระแสที่เลือก<br />
3. หาคาแรงดันทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส ESEC = IS× Z<br />
4. นําคา ESEC<br />
ไปเทียบหาคากระแสกระตุนสนามแมเหล็กจากเสนโคงคุณลักษณะของหมอแปลง<br />
กระแส<br />
5. หาคาเปอรเซ็นตคลาดเคลื่อนของหมอแปลงกระแส<br />
%<br />
I E error = × 100<br />
I<br />
วิธีของบริษัท GEC-ALSTOM : สําหรับหมอแปลงกระแสที่ใชในการปองกันหมอแปลงคาแรงดัน<br />
ที่จุดโคง(Knee<br />
point voltage) จะตองเทากับ<br />
[ R R + R ]<br />
V ≥ 24I + 2<br />
K N CT L t<br />
เมื่อ<br />
I N คือพิกัดกระแสดานทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส<br />
R CT คือคาความตานทานของหมอแปลงกระแส<br />
R L คือคาความตานทานของสายตัวนําเดี่ยว<br />
R t คาความตานทานของหมอแปลงปรับอัตราสวน<br />
5.2.7 การเลือกเปอรเซ็นตความชัน โดยปกติคาเปอรเซ็นตความชันของรีเลยวัดคา<br />
ผลตางแบบอิเล็คโตรแมคานิคและแบบสแตติคจะเปนคาเปอรเซ็นตความชันที่คงที่ไมสามารถ<br />
ปรับเปลี่ยนเสนโคงได<br />
ซึ่งจะถูกกําหนดมาจากโรงงานผูผลิตเชน<br />
15% , 20% , 25% , 30% , 35% ,<br />
40% เปนตนผูใชงานสามารถเลือกคาเปอรเซ็นตความชันโดยพิจารณาจากปจจัยดังตอไปนี้<br />
ก. เปอรเซ็นตสูงสุดของแท็ปแรงดันสําหรับหมอแปลงที่มีตัวเปลี่ยนแท็ป(%<br />
LTC)<br />
ข. เปอรเซ็นตคาอัตราสวนไมตรงกัน(% M)<br />
ค. เปอรเซ็นตคลาดเคลื่อนสูงสุดของหมอแปลงกระแส<br />
(% CT)<br />
โดยที่คาเปอรเซ็นตความชันจะตองสูงกวาผลรวมในรูปเปอรเซ็นตของปจจัยทั้งสามโดยสามารถ<br />
เลือกไดดังนี้<br />
S<br />
129
ตารางที่<br />
13 ตารางการเลือกคาเปอรเซ็นตความชัน<br />
ผลรวมของเปอรเซ็นทั้งสามปจจัย<br />
(% LTC + % M + % CT)<br />
นอยกวาหรือเทากับ 10 %<br />
นอยกวาหรือเทากับ 15 %<br />
นอยกวาหรือเทากับ 20 %<br />
นอยกวาหรือเทากับ 55 %<br />
เลือกคาเปอรเซ็นตความชัน<br />
(% Slope)<br />
15 % , 20 %<br />
25 % , 30 %<br />
35 %<br />
40 %<br />
5.3 การเซตติ้งรีเลยผลตางแบบอิเล็คโตรแมคานิคและแบบสแตติคกรณีที่ไมมี<br />
แท็ปกระแสใหเลือกภายในตัว<br />
ในการเซตติ้งรีเลยที่ไมมีแท็ปกระแสภายในตัวเราจะใชหมอแปลงปรับอัตราสวน<br />
(Matching or Interposing Transformers) ไวปรับคากระแสที่ไหลเขารีเลยใหมีคาเทากันทุกขดลวด<br />
ไบแอส ในกรณีหมอแปลงหลักมีสองขดลวดเราจะติดตั้งหมอแปลงปรับอัตราสวนที่ดานใดดาน<br />
หนึ่งเพื่อที่จะใหกระแสดานที่ปรับอัตราสวนกระแสเทากับดานที่ไมไดปรับอัตราสวน<br />
สวนในกรณี<br />
หมอแปลงหลักมีสามขดลวดและมีสามพิกัดแรงดันวิธีที่งายที่สุดในการปรับอัตราสวนกระแสคือ<br />
ปรับกระแสที่ไหลเขารีเลยทั้งสามดานใหเทากับคาพิกัดกระแสทุติยภูมิของหมอแปลงกระแสและ<br />
หมอแปลงปรับอัตราสวนนั้นคือ<br />
5 A หรือ 1A ผลที่ไดรับจากการใชหมอแปลงปรับอัตราสวนคือ<br />
อัตราสวนที่ไมตรงกันจะมีคาประมาณศูนยเปอรเซ็นตหรือมีคานอยมากทําใหการเลือกคา<br />
เปอรเซ็นตความชันสามารถเลือกไดต่ําถึง<br />
15 % หรือ 20 % สําหรับหมอแปลงที่ไมมีตัวเปลี่ยนแท็ป<br />
130
5.4 ฟงกชันและคุณลักษณะของรีเลยผลตางแบบอิเล็คโตรแมคานิคและแบบสแตติค<br />
5.4.1 ฟงกชันตานฮารมอนิกที่สอง<br />
ในขณะที่หมอแปลงเริ่มจายไฟโดยที่ตอวงจรดาน<br />
ปฐมภูมิขณะที่ดานทุติยภูมิเปดวงจรอยู<br />
ถาแรงดันอยูที่มุมศูนยองศาทางไฟฟาจะทําใหเกิดกระแส<br />
สนามแมเหล็กพุงเขาสูงสุดและมีฮารมอนิกที่สองรวมอยูดวยประมาณ<br />
60 % รีเลยแบบสแตติคจะมี<br />
ฟงกชันตานฮารมอนิกที่สองโดยจะมีวงจรตรวจจับเมื่อมีฮารมอนิกที่สองสูงเกินคาที่กําหนด<br />
ประมาณ 15-20 % ของความถี่มูลฐานรีเลยจะไมสั่งทริปในกรณีนี้<br />
และคาเซตติ้งนี้จะถูกกําหนดมา<br />
จากโรงงานผูผลิตไมสามารถเปลี่ยนแปลงได<br />
ในสวนของรีเลยผลตางแบบอิเล็คโตรแมคานิคจะไม<br />
มีฟงกชันนี้<br />
5.4.2 ฟงกชันทริปฉับพลัน ฟงกชันนี้ทําหนาที่ปองกันการเกิดฟอลตภายในเขต<br />
ปองกันอยางรุนแรงโดยจะดูที่ปริมาณฟอลตและไมขึ้นอยูกับเวลา<br />
ซึ่งภายในตัวรีเลยทั้งแบบอิเล็ค<br />
โตรแมคานิคและแบบสแตติคจะมีฟงกชันนี้อยูและจะถูกกําหนดโดยอัตโนมัติมาจากโรงงานผูผลิต<br />
มีคาอยูที่ประมาณ<br />
8-15 เทาของแท็ปกระแสที่เราไดเลือก<br />
ซึ่งจํานวนเทาขึ้นอยูกับรีเลยแตละรุนของ<br />
ผูผลิต<br />
5.4.3 ฟงกชันกระแสกระตุนสนามแมเหล็กเกิน<br />
ในขณะที่หมอแปลงจายโหลดที่พิกัด<br />
และเกิดการปลดหมอแปลงออกจากระบบ แรงดันที่ขั้วของหมอแปลงจะสูงขึ้นประมาณ<br />
10-20 %<br />
ทําใหเกิดกระแสกระตุนสนามแมเหล็กเพิ่มขึ้นและอาจจะสูงพอที่จะทําใหรีเลยทํางาน<br />
กระแส<br />
กระตุนนี้เกิดจากแรงดันอินพุตสูงเกินแรงดันจุดเขา(Knee<br />
point voltage) ของหมอแปลงมีผลทําให<br />
รูปคลื่นของกระแสกระตุนมีลักษณะเปนกระแสพุงเขา<br />
ซึ่งฟงกชันนี้รีเลยแบบอิเล็คโตรแมคานิคจะ<br />
ไมมี จะมีแตรีเลยแบบสแตติคและรีเลยแบบดิจิตอลโดยที่กระแสพุงเขาจากสาเหตุนี้จะเกิดฮารมอ<br />
นิกที่หามากที่สุดดังนั้นการตรวจจับของรีเลยแบบสแตติคจะใชวิธีตั้งเวลาหนวงเมื่อตรวจพบฮารมอ<br />
นิกที่<br />
5<br />
5.4.4 คากระแสเริ่มตอบสนอง<br />
สําหรับรีเลยแบบอิเล็คโตรแมคานิคและแบบสแตติ<br />
ครุนแรกๆจะมีคากระแสเริ่มตอบสนอง<br />
คงที่ประมาณ<br />
30% ของแท็ปกระแสที่เลือกในขณะที่รีเลย<br />
แบบสแตติครุนใหมกอนที่จะพัฒนาเปนรีเลยแบบดิจิตอล<br />
คากระแสเริ่มตอบสนอง<br />
จะสามารถเลือก<br />
ไดอยูในชวง<br />
10-50 % ของกระแสโหลดที่พิกัด<br />
โดยที่หนาปดรีเลยจะมีดิฟสวิทชใหเลือกคาเซตติ้ง<br />
กระแสเริ่มตอบสนอง<br />
131
5.4.5 เวลาในการทํางานหรือเวลาที่ใชในการทริป<br />
สําหรับรีเลยทั้งสองแบบรุนแรกๆ<br />
ผูผลิตจะใหมาเปนกราฟเสนโคงเวลากับกระแสโดยจะมีคาอยูในชวงประมาณ<br />
0.02- 0.16 วินาที<br />
ขึ้นอยูกับขนาดของกระแส<br />
ถาเปนการทํางานของกระแสเริ่มตอบสนอง<br />
ที่ประมาณ<br />
30 % ของแท็ป<br />
กระแสหรือฟงกชันทริปฉับพลันที่<br />
10 เทาของแท็ปกระแสจะใชเวลาประมาณ 0.12 -0.16 วินาที แต<br />
ถาเปนการเกิดฟอลตภายในเขตปองกันที่รุนแรงประมาณ<br />
20 เทาของกระแสโหลดที่พิกัดจะใชเวลา<br />
ประมาณ 0.02 วินาที สําหรับรีเลยแบบสแตติครุนใหมจะใชเวลาประมาณ<br />
0.01- 0.025 วินาที<br />
5.5 การเซตติ้งรีเลยวัดคาผลตางแบบดิจิตอล<br />
ในการเซตติ้งรีเลยแบบดิจิตอลไดมีการปรับปรุงและแกไขเพื่อใหผูใชงานสามารถทํา<br />
การเซตติ้งไดงายขึ้น<br />
สามารถปรับแตงคาเซตติ้งใหเหมาะสมกับการใชงานเฉพาะที่และจาก<br />
การศึกษารวบรวมขอมูลทําใหสรุปขั้นตอนการเซตติ้งไดดังนี้<br />
5.5.1 การตอหมอแปลงกระแส หมอแปลงกระแสจะถูกตอแบบสตารทั้งหมดโดยไม<br />
ตองคํานึงถึงวาหมอแปลงหลักจะมีกลุมเวกเตอรแบบใดและไมตองใชหมอแปลงปรับอัตราสวน<br />
สาเหตุที่ใชการตอแบบสตารทั้งหมดเนื่องจากรีเลยแบบดิจิตอลสวนใหญจะเปนแบบหลายฟงกชัน<br />
ซึ่งมีการปองกันกระแสเกินรวมอยูในรีเลยตัวเดียวกันดังนั้นจึงใชหมอแปลงกระแสรวมกัน<br />
5.5.2 การแกไขอัตราสวนหมอแปลงกระแส รีเลยดิจิตอลบางรุนเพียงแคปอน<br />
อัตราสวนหมอแปลงกระแสและกลุมเวกเตอรของหมอแปลงหลักแลวตัวรีเลยจะแกไขอัตโนมัติ<br />
โดยที่ผูใชงานไมตองแกไขอะไร<br />
ในขณะที่รีเลยดิจิตอลบางรุนตองมีการคํานวณการแกไข<br />
อัตราสวนหมอแปลงกระแสและปอนคาแฟคเตอรการแกไขลงในรีเลย<br />
5.5.3 การเซตติ้งกระแสเริ่มตอบสนอง<br />
คือคากระแสต่ําสุดที่รีเลยจะทํางานซึ่งรีเลย<br />
แบบดิจิตอลสามารถปรับแตงคาเซตติ้งไดตั้งแต<br />
0.05 In – 1.0 In เมื่อ<br />
In คือกระแสดานทุติยภูมิของ<br />
หมอแปลงกระแสโดยปกติจะเทากับ 1 A หรือ 5A และคากระแสเริ่มตอบสนอง<br />
ต่ําสุดที่ควรเซตติ้ง<br />
คือ 0.1 In เนื่องจากที่คา<br />
0.05 In จะใกลเคียงกับคากระแสกระตุนสนามแมเหล็กของหมอแปลง<br />
หลักและคากระแสเริ่มตอบสนองสูงสุดที่ควรเซตติ้งคือ<br />
0.5 In เนื่องจากถาเราเซตติ้งสูงเกินไปรีเลย<br />
จะทํางานชาหรือไมสามารถตรวจจับกระแสฟอลตปริมาณต่ําๆได<br />
132
5.5.4 การเซตติ้งกระแสผลตางแบบฉับพลันหรือฟงกชันทริปฉับพลัน<br />
คือคากระแสที่<br />
เพิ่มขึ้นฉับพลันและในการเซตติ้งจะตองใหสูงกวากระแสพุงเขาขณะจายไฟใหหมอแปลงครั้งแรก<br />
และจะตองสูงกวากระแสฟอลตสูงสุดภายนอกเขตปองกัน คาเซตติ้งทั่วไปจะอยูในชวง<br />
2.0 In - 20<br />
In ซึ่งปกติคากระแสพุงเขาของหมอแปลงพิกัด<br />
2 MVA อยูที่ประมาณ<br />
12 In ซึ่งเปนคาพิกัดกําลัง<br />
ต่ําสุดของหมอแปลงที่เริ่มใชรีเลยวัดคาผลตาง<br />
สวนหมอแปลงขนาดใหญตั้งแตพิกัดกําลัง<br />
100 –<br />
500 MVA จะมีคากระแสสนามแมเหล็กพุงเขาประมาณ<br />
5.0 In – 3.0 In ลดลงตามลําดับ<br />
5.5.5 การเซตติ้งฟงกชันตานฮารมอนิกที่สอง<br />
ฟงกชันนี้ทําหนาที่ปองกันไมใหรีเลย<br />
ทํางานผิดพลาดขณะที่หมอแปลงรับไฟจากระบบเปนครั้งแรก<br />
คาเซตติ้งจะเริ่มตั้งแต<br />
0.1 – 65 %<br />
ของความถี่มูลฐาน<br />
ปกติกระแสพุงเขาจะมีองคประกอบฮารมอนิกที่สองประมาณ<br />
60% และคาที่เซต<br />
ติ้งใชงานทั่วไปจะอยูที่ประมาณ<br />
20 % ซึ่งเปนจุดที่เริ่มมีผลกระทบตอกระแสผลตางที่ไหลเขารีเลย<br />
5.5.6 การเซตติ้งฟงกชันตานฮารมอนิกที่หา<br />
ฟงกชันนี้ทําหนาที่ปองกันไมใหรีเลย<br />
ทํางานผิดพลาดขณะที่หมอแปลงจายโหลดที่พิกัดแลวทําการปลดโหลดกะทันหันหรือตั้งใจให<br />
ระบบอยูในสภาวะแรงดันสูงเกิน<br />
ทําใหเกิดแรงดันสูงเกินประมาณ 10-20 % และเกิดฮารมอนิกที่หา<br />
ที่ตัวหมอแปลงซึ่งคาเซตติ้งจะเริ่มตั้งแต<br />
0.1-65 % แตคาที่ใชงานทั่วไปอยูที่ประมาณ<br />
10 %<br />
5.5.7 การเซตติ้งคาเปอรเซ็นตความชัน<br />
กราฟที่แสดงความชันจะเปนการบอกวาพื้นที่<br />
ภายในกราฟบริเวณใดบางหรือคากระแสที่จุดใดบางที่รีเลยจะทํางานและไมทํางาน<br />
โดยที่แกนตั้ง<br />
คือกระแสผลตางและแกนนอนคือกระแสตานหรือบางครั้งเรียกวากระแสที่ไหลผาน<br />
โดยปกติรีเลย<br />
แบบอิเล็คโตรแมคานิคและแบบสแตติคเสนโคงเปอรเซ็นตความชันจะกําหนดมาใหคาเดียวไม<br />
สามารถปรับแตงเสนโคงเปอรเซ็นตความชันได ในขณะที่รีเลยแบบดิจิตอลสามารถปรับแตงเสน<br />
โคงเปอรเซ็นตความชันไดและแบงเสนโคงออกเปนสองความชัน โดยองคประกอบของเสนโคง<br />
เปอรเซ็นตความชันแบงออกไดดังนี้<br />
สวนที่<br />
1 : กระแสเริ่มตอบสนอง<br />
เสนโคงสวนที่หนึ่งนี้จะเริ่มตนในแนวนอนวิ่งเปน<br />
เสนตรงโดยที่จุดเริ่มตนของเสนเทากับกระแสเริ่มตอบสนอง(0.1<br />
In – 0.5 In) ในแกนตั้งและเริ่มตน<br />
จากศูนยแตไมเกิน 1.0 In ในแกนนอนซึ่งคา1.0<br />
In คือคากระแสโหลดที่พิกัด<br />
ความยาวของเสนโคง<br />
สวนที่<br />
1 นี้ไมสามารถปรับแตงไดเปนคาที่กําหนดตายตัวมาจากบริษัทผูผลิตแตจะไมเกิน1.0<br />
In<br />
133
เนื่องจากที่ระดับกระแสปริมาณนอยจนถึงคากระแสโหลดที่พิกัดจะมีคาเปอรเซ็นตคลาดเคลื่อนต่ํา<br />
มากเสนโคงนี้จึงมีลักษณะเปนเสนตรง<br />
สวนที่<br />
2 : เสนโคงเปอรเซ็นตความชันที่<br />
1 เสนโคงสวนนี้จุดเริ่มตนจะตอกับเสนโคง<br />
สวนที่<br />
1 ซึ่งคาเซตติงโดยทั้วไปจะอยูในชวงประมาณ<br />
10-50 % วัตถุประสงคเพื่อใหแนใจในดาน<br />
ความไว(Sensitivity) กรณีที่เกิดกระแสฟอลตภายในเขตปองกันที่ระดับกระแสโหลดปกติสําหรับ<br />
เงื่อนไขในการเซตติงคาเสนโคงเปอรเซ็นตความชันนี้เพื่อยอมใหหมอแปลงทํางานไดที่ตําแหนง<br />
แท็ปสูงสุดของตัวเปลี่ยนแท็ปขณะจายโหลด<br />
และครอบคลุมถึงคาคลาดเคลื่อนของหมอแปลง<br />
กระแส<br />
สวนที่<br />
3 : จุดเขา(Knee point) คือจุดเปลี่ยนความชันระหวางเสนโคงเปอรเซ็นตความ<br />
ชันที่<br />
1 กับ 2 ซึ่งคาเซตติ้งจะอยูในชวงระหวาง<br />
1.0 In – 4.0 In ของกระแสตานในแกนนอนโดยที่<br />
จะตองเซตติ้งคานี้ใหสูงกวาระดับกระแสทํางานสูงสุดของหมอแปลงซึ่งไดแก<br />
กระแสที่พิกัดจาก<br />
การระบายความรอนสูงสุดกับระดับกระแสโหลดเกินฉุกเฉินสูงสุดหรือกลาวอีกนัยหนึ่งคือ<br />
จุดที่<br />
สิ้นสุดกระแสเกินสูงสุดของหมอแปลงที่ยังสามารถทํางานได<br />
กรณีที่หมอแปลงทํางานตัวเดียว<br />
ไมไดขนานกับหมอแปลงตัวอื่นคาเซตติงที่จุดโคงนี้จะอยูที่ประมาณ<br />
2.0In แตสําหรับกรณีที่หมอ<br />
แปลงขนานกันสองตัวแตเกิดมีหมอแปลงเสียหนึ่งตัว<br />
คาเซตติงที่จุดเขานี้จะอยูที่ประมาณ<br />
4.0In<br />
ของกระแสตานในแกนนอน<br />
สวนที่<br />
4 : เสนโคงเปอรเซ็นตความชันที่<br />
2 เสนโคงนี้เริ่มตนจากจุดเขา<br />
(Knee point) ซึ่ง<br />
คาเซตติ้งโดยทั่วไปจะอยูในชวงประมาณ<br />
50-100 % วัตถุประสงคของคาเซตติ้งนี้เพื่อใหแนใจวา<br />
รีเลยมีเสถียรภาพภายใตสภาวะกระแสฟอลตสูงสุดนองเขตปองกันที่ทําใหเกิดกระแสผลตางสูงที่มี<br />
ผลมาจากการอิ่มตัวของหมอแปลงกระแส<br />
และเสนโคงเปอรเซ็นตความชันแสดงในภาพที่<br />
108<br />
134
Id<br />
1.0I n<br />
0.1I − 0.5I<br />
n n<br />
1.0I n<br />
2.0I n<br />
ภาพที่<br />
108 เสนโคงเปอรเซ็นตความชันของรีเลยแบบดิจิตอล<br />
6. การปองกันกระแสเกิน<br />
การปองกันกระแสเกินสามารถแบงออกเปนการปองกันกระแสเกินที่เฟสและกระแสเกิน<br />
ลงดิน การปองกันกระแสเกินที่เฟสจะเปนการปองกันโหลดเกินและกระแสลัดวงจรที่มีปริมาณสูง<br />
และการปองกันกระแสเกินลงดินจะเปนการปองกันการลัดวงจรลงดินทั้งภายในตัวหมอแปลงและ<br />
ภายนอกหมอแปลง สวนการเซตติ้งรีเลยกระแสเกินแบบตางแสดงดังหัวขอตอไปนี้<br />
6.1 การเซตติ้งรีเลยกระแสเกินที่เฟสแบบอิเล็คโตรแมคานิค<br />
6.1.1 ฟงกชันกระแสเกินแบบหนวงเวลา เริ่มตนดวยการหาคากระแสโหลดที่พิกัด<br />
และเลือกวาจะใหรีเลยเริ่มตอบสนองที่คาเซตติ้งประมาณ<br />
110-300 % ของกระแสโหลดที่พิกัด<br />
ตอจากนั้นนําคากระแสเริ่มตอบสนองมาเลือกแท็ปกระแสของรีเลยโดยเลือกใหมีคาใกลเคียงกัน<br />
มากที่สุด<br />
ดังเชนแสดงในกรณีศึกษาที่<br />
1 โดยเลือกเซตติ้งที่<br />
200 % ทําใหไดกระแสไหลเขารีเลย<br />
เทากับ 7.53 A และเลือกแท็ปกระแสที่<br />
8.0 A ทําใหไดคาเซตติ้งประมาณ<br />
212 % แตถาสมมติ<br />
เลือกแท็ปกระแสที่<br />
7.0 A คาเซตติ้งจะเทากับ<br />
186 % ก็สามารถยอมรับไดเชนกัน ตอจากนั้นทําการ<br />
เลือกเสนโคงเวลากับกระแส รีเลยแบบอิเล็คโตรแมคานิคหนึ่งตัวจะมีหนึ่งเสนโคงเวลากับกระแส<br />
ลักษณะของเสนโคงนี้จะแบงออกเปนสองคายมาตรฐานสากลไดแก<br />
ทางทวีปยุโรปใชมาตรฐาน<br />
Ir<br />
135
IEC และทางทวีปอเมริกาใชมาตรฐาน ANSI/IEEE ลักษณะเสนโคงที่นิยมใชปองกันหมอแปลง<br />
ไดแก แบบอินเวอรสไทมปกติและแบบเวรี่อินเวอรสไทม<br />
ซึ่งเสนโคงของทั้งสองมาตรฐานจะมี<br />
ความแตกตางกันโดยใชสูตรคํานวณตางกันนอกจากนี้คาแฟคเตอรทางเวลาของทั้งสองมาตรฐาน<br />
เรียกแตกตางกันมาตรฐาน IEC เรียกวา ตัวคูณเวลา(Time multiplier setting) มีคาระหวาง 0.1-1.0<br />
สวนทางดานมาตรฐาน ANSI/IEEE เรียกวา ไทมไดอัล (Time dial) มีคาระหวาง 0.5-1.0 ซึ่งทั้งสอง<br />
คามีคุณสมบัติเหมือนกันหลักในการเลือกเสนโคงคือตองครอบคลุมเสนโคงความเสียหายของหมอ<br />
แปลง(Transformer damage curve)ของหมอแปลงที่ปองกันนอกจาก<br />
นั้นตองจัดลําดับการทํางานกับ<br />
รีเลยกระแสเกินทั้งดานบน(Up<br />
stream) และรีเลยกระแสเกินดานลาง (Down stream)<br />
6.1.2 ฟงกชันกระแสเกินฉับพลัน ฟงกชันนี้ใชปองกันการเกิดฟอลตอยางรุนแรงและ<br />
จะตองเซตติ้งใหสูงกวากระแสพุงเขาและสภาวะโหลดฉุกเฉินและกรณีที่ติดตั้งดานแรงสูงควรเปน<br />
การปองกันสํารองฟอลตทางดานแรงต่ํา<br />
โดยปกติจะมีคาเซตติงประมาณ 120-130 % ของกระแส<br />
ลัดวงจรที่ไหลผาน<br />
ในกรณีศึกษาที่<br />
1 กระแสพุงเขาประมาณ<br />
8 เทาซึ่งเทากับ<br />
30.12 A ฟงกชัน<br />
กระแสเกินฉับพลันมีแท็ปกระแสใหเลือกตั้งแต<br />
2-150 A ในกรณีนี้เลือกที่<br />
60 A<br />
6.2 การเซตติ้งรีเลยกระแสเกินที่เฟสแบบสแตติค<br />
ความแตกตางระหวางรีเลยกระแสเกินแบบอิเล็คโตรแมคานิคกับแบบสแตติคอยาง<br />
แรกคือเสนโคงเวลากับกระแส ซึ่งรีเลยแบบสแตติคหนึ่งตัวมีหลายเสนโคงเวลากับกระแสแตยังมี<br />
เพียงมาตรฐานใดมาตรฐานหนึ่งขึ้นอยูกับบริษัทผูผลิต<br />
ขอดีคือสามารถประยุกตใชงานเสนโคงอื่นๆ<br />
ไดโดยไมตองซื้อรีเลยตัวใหม<br />
และความแตกตางยางที่สองคือการเลือกแท็ปกระแสและตัวคูณเวลา<br />
หรือไทมไดอัลมีการเปลี่ยนจากการขันสกรูเปนแบบดิฟสวิทชหรือสวิทชศูนยกับหนึ่ง<br />
6.2.1 ฟงกชันกระแสเกิน-เวลา เริ่มตนดวยการคํานวณหาคากระแสโหลดที่พิกัดและ<br />
เลือกคาเซตติ้งประมาณ<br />
110-300 % ตอจากนั้นทําการเซตติ้งคากระแสเริ่มตอบสนองที่ดิฟ<br />
สวิทช<br />
หรือสวิทชศูนยกับหนึ่งโดยที่<br />
IS =∑× In<br />
เมื่อ<br />
In คือกระแสโหลดที่พิกัดและ<br />
∑ คือผลรวมของตัว<br />
คูณกระแสเชนมีสวิทช 7 ตัวแตละตัวมีสองตําแหนงคือศูนยกับหนึ่ง<br />
ถาตองการเซตติ้งที่<br />
IS = 1.2×<br />
In<br />
เราจะเซตติงสวิทชดังแสดงในตารางที่14(ดูตามลูกศร)<br />
ตอจากนั้นทําการเลือกเสน<br />
โคงเวลากับกระแส ซึ่งหมอแปลงสวนใหญจะเลือกเสนโคงเวลากับกระแสแบบอินเวอรไทมปกติ<br />
โดยเลือกที่สวิทชศูนยกับหนึ่งที่ดานหนาของรีเลยเหมือนกับการเลือกคากระแสเริ่มตอบสนองซึ่ง<br />
136
รีเลยแบบสแตติคสวนใหญจะมีเสนโคงเวลาใหเลือกประมาณ 7-8 เสนโคง ดังนั้นสวิทชที่ใชจึงมี<br />
สามหลักโดยอาศัยหลักการเลขฐานสอง เลือกตัวคูณเวลาหรือไทมไดอัล ในการเลือกคานี้มี<br />
วัตถุประสงคเพื่อคํานวณหาเวลาในการทริปเมื่อเกิดกระแสฟอลตไหลในวงจรรีเลย<br />
ที่ตัวคูณเวลา<br />
หรือไทมไดอัลคาต่ําๆรีเลยจะทํางานเร็วกวาที่คาสูง<br />
ตารางที่<br />
14 การเซตติ้งฟงกชันกระแสเกิน-เวลา<br />
รีเลยโดยที<br />
ตัวคูณกระแส ตําแหนงสวิทช ตัวคูณกระแส<br />
0.1<br />
0.1<br />
0.2<br />
0.4<br />
0.4<br />
0.4<br />
0.8<br />
<br />
0.05-20 I n (ขั้นละ<br />
0.01) และมีการหนวงเวลาตั้งแต<br />
0-60 วินาที มีไวสําหรับกําหนดระยะเวลาของ<br />
กระแสเกินทันทีทันใด<br />
6.4 การเซตติ้งรีเลยกระแสเกินลงดิน<br />
รีเลยกระแสเกินโดยทั่วไปสามารถใชปองกันไดทั้งที่เฟสและที่สายนิวตรอล<br />
แตเมื่อ<br />
นํามาใชปองกันกระแสเกินลงดินจะมียานการเซตติ้งอยูในชวงตั้งแต<br />
0.05-0.8 In หรือบางบริษัทใช<br />
กับประเภทของรีเลยถาเปนรีเลยแบบอิเล็คโตรแมคานิคคาเซตติ้งต่ําสุดจะได<br />
n<br />
้งต่ําสุดจะไดถึง<br />
0.05 In ทําใหสามารถ<br />
ตรวจจับกระแส ฟอลตที่ปริมาณต่ําๆได<br />
การเซตติ้งรีเลยกระแสเกินลงดินแบงออกเปนสองกรณีคือ<br />
0.05-0.8 IS<br />
และขึ้นอยู<br />
แค 0.5 I สวนรีเลยแบบสแตติคและแบบดิจิตอลคาเซตติ<br />
6.4.1 กรณีที่จุดนิวตรอลตอลงดินโดยตรง<br />
การเซตติ้งแบบนี้จะเลือกคาเซตติ้งประมาณ<br />
30 % ของกระแสโหลดที่พิกัด<br />
สําหรับเสนโคงเวลากับกระแสสามารถใชไดทั้งแบบอินเวอรสไทม<br />
และแบบดิฟนิทไทมดังแสดงในกรณีศึกษาที่<br />
1-5<br />
6.4.2 กรณีที่จุดนิวตรอลตอผานตัวตานทานลงดิน<br />
ในการเซตติ้งจะพิจารณาที่ขนาด<br />
พิกัดกระแสและระยะเวลาที่สามารถทนกระแสไดสูงสุดของตัวตานทาน<br />
คากระแสเริ่มตนทํางาน<br />
สามารถเซตติ้งไดต่ําถึง<br />
5 % ของพิกัดกระแสตัวตานทาน และการเลือกเสนโคงเวลากับกระแส<br />
จะตองเลือกใหเสนโคงใหตัดผานคากระแสฟอลตลงดินที่สูงเทากับพิกัดกระแสของตัวตานทาน<br />
โดยใชเวลาต่ํากวาเวลาสูงสุดของตัวตานทาน<br />
ดังแสดงในกรณีศึกษาที่<br />
1<br />
7. การปองกันดวยฟวส<br />
ในการปองกันหมอแปลงขนาดเล็กที่มีพิกัดกําลังไมเกิน<br />
5 MVA เราจะใชฟวสปองกัน<br />
กระแสเกินเพียงอยางเดียวในกรณีหมอแปลงในระบบจําหนายแรงต่ํา(11-33<br />
kV/400-480 V) ที่<br />
ติดตั้งตามเสาไฟฟา<br />
หรือเราจะใชฟวสทํางานรวมกับเซอรกิตเบรกเกอรสําหรับอาคารพาณิชและ<br />
โรงงานขนาดเล็กที่มีระดับแรงดันต่ํา(11-33<br />
kV/400-480 V) โดยทั้งสองกรณีนั้นจะใชฟวสติดตั้ง<br />
ทางดานแรงดันสูง (11-33 kV) วัตถุประสงคหลักเพื่อปองกันการเกิดฟอลตมากกวาที่จะใชปองกัน<br />
สภาวะโหลดเกินของหมอแปลง และในการเลือกฟวสเราจะพิจารณาสามขอไดแก<br />
138
7.1 คาพิกัดแรงดันของฟวส โดยที่คาพิกัดแรงดันของฟวสจะตองสูงกวาระดับแรงดันที่ใช<br />
งานของหมอแปลงประมาณ 15-20 % โดยพิจารณาที่แรงดันเฟสเทียบกับนิวตรอล<br />
7.2 คากระแสที่จุดหลอมละลายต่ําสุดของฟวส<br />
โดยที่คานี้จะตองสูงกวาคากระแส<br />
สนามแมเหล็กพุงเขาของหมอแปลงที่เวลา<br />
0.1 วินาที ซึ่งหมอแปลงที่ใชฟวสปองกันจะมีขนาดเล็ก<br />
มีพิกัดกําลังไมเกิน 5 MVA และมีคากระแสพุงเขาประมาณ<br />
10-12 เทาของกระแสโหลด<br />
7.3 คาพิกัดกระแสตอเนื่องของฟวส<br />
จะเลือกใหสูงกวากระแสของหมอแปลงประมาณ<br />
150-300 % โดยคิดที่คากระแสดานแรงสูงดังแสดงในตารางที่15<br />
ตารางที่<br />
15 ตารางการเลือกพิกัดกระแสตอเนื่องของฟวส<br />
ขนาดพิกัดกําลังหมอแปลง พิกัดกระแสตอเนื่องของฟวส<br />
ต่ํากวา<br />
100 kVA<br />
300 %<br />
100-500 kVA<br />
200-250 %<br />
500-5000 kVA<br />
150-200 %<br />
ขอดีของการใชฟวสคือประหยัดไมตองใชแหลงจายไฟเหมือนรีเลยและสามารถ<br />
ปองกันฟอลตที่เกิดขึ้นกับหมอแปลงทั้งทางดานแรงสูงและแรงต่ํา<br />
ขอเสียคือไมสามารถการปองกันฟอลตที่เกิดขึ้นในหมอแปลงและมีกระแสฟอลตปริมาณ<br />
นอยโดยเฉพาะอยางยิ่งกรณีที่เปนหมอแปลงแบบเดลตา-สตาร<br />
และที่จุดนิวตรอลทางดานขดลวด<br />
สตารตอลงดินผานตัวตานทาน นอกจากนี้ฟวสทําหนาที่หลักคือปองกันการเกิดฟอลตเพียงอยาง<br />
เดียวจึงไมมีวัตถุประสงคเพื่อปองกันสภาวะโหลดเกิน<br />
และเนื่องจากฟวสเปนการปองกันแยกอิสระ<br />
แตละเฟสเมื่อเกิดฟวสขาดเพียง<br />
1 เฟสจะมีผลกระทบตอโหลดสามเฟสเชน มอเตอร<br />
139
8. การปองกันดวยกับดักเสิรจ<br />
ในการปองกันหมอแปลงตั้งแตขนาดเล็กจนถึงขนาดใหญจะมีกับดักเสิรจเปนอุปกรณ<br />
ปองกันฟาผาและเสิรจตางที่ทําใหเกิดภาวะแรงดันเกินชั่วขณะ<br />
หมอแปลงขนาดเล็กที่ใชในเชิง<br />
พาณิชและโรงงานอุตสาหกรรม และหมอแปลงในระบบจําหนายแรงต่ํา(11~33/380~480<br />
V)จะ<br />
ติดตั้งกับดักเสิรจดานแรงสูง<br />
สวนหมอแปลงที่ใชในสถานีไฟฟาและในระบบสงจะติดตั้งกับดัก<br />
เสิรจทั้งดานแรงสูงและแรงต่ํา<br />
ในการพิจารณาวากับดักเสิรจควรจะติดตั้งดานใดบางนั้น<br />
จะพิจารณา<br />
วาขั้วตอสายของหมอแปลงตอกับสายตัวนําเคเบิ้ลหรือไม<br />
การที่ตอรวมกับอุปกรณอื่นๆผานสาย<br />
เคเบิ้ลที่เปดโลงทําใหมีโอกาสที่จะไดรับผลกระทบจากฟาผา<br />
ในกรณีที่ตัวหมอแปลงและอุปกรณที่<br />
ตอกับหมอแปลงอยูภายในอาคารอาจจะไมจําเปนตองติดตั้งกับดักเสิรจนอกจากนี้สําหรับหมอ<br />
แปลงที่สําคัญจะตองพิจารณาถึงผลกระทบอื่นๆเชน<br />
ฟอลตที่ทําใหเกิดภาวะแรงดันเกินชั่วครูและ<br />
การเปดปดสวิทชที่ทําใหเกิดสวิทชิ่งเสิรจ<br />
กับดักเสิรจจะตองมีการดิสชารจที่เพียงพอในกรณีที่มีเสิรจตางๆเกิดขึ้นและไหลเขาสูหมอ<br />
แปลง โดยจะตองลดระดับแรงดันเสิรจต่ํากวาระดับฉนวนของหมอแปลงซึ่งเปนการชวยยืดอายุการ<br />
ใชงานของฉนวนหมอแปลง ในการเลือกใชงานกับดักเสิรจจะตองพิจารณาดังนี้<br />
8.1. พิกัดแรงดันของกับดักเสิรจโดยปกติพิกัดแรงดันของกับดักเสิรจจะตองเทากับหรือสูง<br />
กวาแรงดันของระบบที่หมอแปลงตออยูและขึ้นอยูกับระบบตอลงดินเชน<br />
แรงดันระบบระหวางเฟส<br />
เทากับ 2.4 kV แรงดันของกับดักเสิรจกรณีที่ระบบตอลงดินเทากับ<br />
2.7 kV และกรณีที่ระบบไมตอ<br />
ลงดินหรือตอผานอิมพีแดนซคาสูงจะเทากับ 3.0 kV<br />
8.2 แรงดันเกินชั่วครู<br />
ซึ่งอาจจะเกิดจากการลัดวงจร<br />
1 เฟสลงดิน การปลดโหลดและ<br />
ปรากฎการณเฟอรโรเรโซแนนซ โดยที่ความสามารถในการทนตอแรงดันเกินชั่วครูของกับดักเสิรจ<br />
จะตองเทากับหรือสูงกวาคาแรงดันเกินชั่วครูที่จะเกิดขึ้นกับระบบที่ใชงาน<br />
ซึ่งคาแรงดันเกินชั่วครู<br />
ของระบบที่ใชงานอาจจะไดจากการคํานวณหรือจากโปรแกรมศึกษาสภาวะชั่วขณะของระบบ<br />
ซึ่ง<br />
ปกติจะพิจารณาที่คาต่ําสุดไดแก<br />
คาแรงดันเกินชั่วครูที่เกิดจากการลัดวงจร<br />
1 เฟส ลงดิน และเราจะ<br />
ใชมาตรฐาน ANSI C62.22 ไดแนะนําการหาขนาดของคาแรงดันเกินชั่วครูที่เกิดจากการลัดวงจร<br />
1<br />
เฟสลงดิน และคาแรงดันเกินชั่วครูของกับดักเสิรจจะอยูในชวงระหวาง<br />
1.27 ~ 1.75 pu ของพิกัด<br />
140
แรงดันของกับดักเสิรจขึ้นอยูกับระยะเวลาที่เกิดแรงดันเกินชั่วขณะมีชวงระหวาง<br />
0.02 ~ 10,000<br />
วินาที เชน เมื่อเกิดแรงดันเกินชั่วครูเทากับ<br />
1.75 pu กับดักเสิรจสามารถทนได 0.02 วินาที<br />
8.3 สวิทชิ่งเสิรจ<br />
อาจจะในระบบจําหนายและระบบสงของการไฟฟาไดเสมอสาเหตุมา<br />
จากการเปดปดสวิทชและการใชงานคาปาซิเตอรแบงคซึ่งถือวาเปนเรื่องปกติ<br />
ในการพิจารณาสวิท<br />
ชิ่งเสิรจเกี่ยวกับกับดักเสิรจนั้นจะพิจารณาถึงระดับแรงดันสูงสุดของสวิทชิ่งเสิรจกับดักเสิรจทนได<br />
ซึ่งปกติจะสูงกวาคาพิกัดแรงดันของกับดักเสิรจประมาณ<br />
2 เทา นอกจากนี้ยังพิจารณาพลังงานที่<br />
ดิสชารจผานกับดักเสิรจโดยปกติกับดักเสิรจจะระบุขีดความสามารถทางดานพลังงานมาในรูป<br />
กระแสสูงสุดและพลังงานกิโลจูนตอกิโลโวลตเชน กับดักเสิรจที่มีพิกัดแรงดันในชวง<br />
3 ~ 36 kV<br />
จะมีพิกัดกระแสสูงสุด 300 A และ 1.4 kJ/kV ของพิกัดแรงดันของกับดักเสิรจ<br />
8.4 อัตราสวนการปองกัน ในการเลือกกับดักเสิรจจะตองพิจารณาอัตราสวนการปองกัน<br />
ระหวางระดับฉนวนหมอแปลงกับระดับการปองกันของกับดักเสิรจวัตถุประสงคเพื่อจัดลําดับการ<br />
ปองกันฉนวน(Insulation Coordination)ของหมอแปลง ซึ่งระดับการปองกันของกับดักเสิรจจะตอง<br />
ต่ํากวาระดับฉนวนของหมอแปลง<br />
ปกติในการทดสอบหมอแปลงจะทําการทดสอบฉนวนหมอ<br />
แปลงสามแบบคือ การทดสอบสวิทชิ่งเสิรจ<br />
การทดสอบเต็มรูปคลื่น(Full<br />
wave) และการทดสอบ<br />
รูปคลื่นสับ(Chopped<br />
wave) โดยนําคาที่ไดจากการทดสอบทั้งสามมาหาอัตราสวนการปองกัน<br />
ตาม<br />
มาตรฐานANSI C62.22 ไดกําหนดอัตราสวนการปองกันจะตองเทากับหรือมากกวาคาที่กําหนด<br />
ดังนี้<br />
8.4.1 Switching surge withstand / Switching surge protective level ≥ 1.15<br />
8.4.2 Full wave withstand(BIL) / Impulse protective level ≥ 1.20<br />
8.4.3 Chopped wave withstand / Front of wave protective level ≥ 1.25<br />
ตัวอยางเชน หมอแปลงที่มีคา<br />
BIL เทากับ 550 kV จะใชกับดักเสิรจที่มีพิกัดแรงดัน<br />
144 kV ที่กระแสอิมพัลส<br />
10 kA ดังแสดงในตารางที่<br />
16 และในตารางที่<br />
17 แสดงตารางกับดักเสิรจ<br />
ของบริษัท GE ซึ่งจะระบุคาระดับการปองกันของกับดักเสิรจ<br />
141
่ ตารางที 16 การเปรียบเทียบอัตราสวนการปองกันระหวางหมอแปลงและกับดักเสิรจ<br />
Transformer<br />
Arrester Protective Protective Ratios<br />
Withstand Test<br />
Level (kV)<br />
Switching surge<br />
Full wave<br />
Chopped wave<br />
Transformer<br />
Withstand Voltage<br />
(kV)<br />
460<br />
550<br />
630<br />
ตารางที่<br />
17 ตารางกับดักเสิรจของบริษัท GE<br />
285<br />
351<br />
386.1<br />
1.61<br />
1.57<br />
1.63<br />
142
9. กรณีศึกษาการปองกันหมอแปลงของการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย<br />
9.1 กรณีศึกษาที่<br />
1 การปองกันหมอแปลงจายโหลดสํารอง(RAT)โรงไฟฟาพระนครใต<br />
กรณีศึกษานี้เปนการปองกันหมอแปลงดวยรีเลยกระแสเกินแบบอิเล็คโตรแมกคานิคัล<br />
โดยมีขอมูลหมอแปลงและรีเลยกระแสเกิน50/51RAT และรีเลยกระแสเกินลงดิน51GRAT ดังนี้<br />
พิกัดหมอแปลง 15/20 MVA (OA/FA), 230 kV/6.9 kV<br />
รีเลยกระแสเกินรุน<br />
IFC53B (Very inverse time) บริษัทผูผลิต<br />
GE<br />
ฟงกชั่นกระแสเกิน-เวลา(51)<br />
ชวงแท็ปกระแส 1-12 A<br />
ฟงกชั่นกระแสเกินฉับพลัน(50)<br />
ชวงแท็ปกระแส 6-150 A<br />
ฟงกชั่นกระแสเกินลงดิน(51G)<br />
ชวงแท็ปกระแส 0.5-4 A<br />
ภาพที่<br />
109 วงจรการปองกันหมอแปลงจายโหลดสํารอง(RAT)ของโรงไฟฟาพระนครใต<br />
ขั้นตอนการเซตติ้งฟงกชั่นกระแสเกิน-เวลา(Time<br />
overcurrent : 51)<br />
กระแสโหลดเต็มพิกัด<br />
กระแสเริ่มตอบสนองเซตติ้งที่<br />
200 %<br />
15MVA<br />
I FL = = 37.65A<br />
3 × 230kV<br />
37.65× 2<br />
I RCT = =<br />
7.53A<br />
50 / 5<br />
143
เลือกแท็ปกระแสที่<br />
8.0 A จะไดกระแสเริ่มตอบสนองดานปฐมภูมิหมอแปลงกระแส<br />
เทากับ 80 A<br />
ขั้นตอนการเซตติ้งฟงกชั่นกระแสเกินฉับพลัน(Instantaneous<br />
overcurrent : 50)<br />
ในการเซตติ้งกระแสเกินฉับพลันนั้นรีเลยจะตองไมทํางานดวยสาเหตุจาก<br />
กระแสพุง<br />
เขา(ประมาณ 8 เทาสําหรับหมอแปลงตัวนี้)<br />
โหลดสูงสุดในชวงเวลาสั้น<br />
และกระแสลัดวงจร<br />
ทางดานแรงต่ําของหมอแปลง(ควรเปนการปองกันสํารองโดยการจัดลําดับการทํางานรวมกับรีเลย<br />
ดานแรงต่ํา)<br />
กระแสพุงเขาประมาณ<br />
8 เทาของกระแสโหลดเต็มพิกัดเทากับ<br />
I = 37.65× 8 = 301.2A<br />
Inrush<br />
ขั้นตอนตอไปเราจะนําเสนโคงขีดจํากัดความเสียหายของหมอแปลง(Transformer<br />
damage curve)นํามาพล็อตในสเกลเดียวกับกราฟคุณลักษณะเวลาและกระแสดังแสดงในภาพที่<br />
110<br />
เพื่อหาคาเสนโคงเวลา<br />
ผลที่ไดเราจะไดเสนโคงเวลาเทา<br />
5<br />
เลือกแท็ปกระแสเกินฉับพลันที่แท็ป<br />
60 จะไดกระแสเกินฉับพลันดานปฐมภูมิหมอ<br />
แปลงกระแสเทากับ 600 A ตอจากนั้นนําคาตางๆไปพล็อตในกราฟคุณลักษณะเวลาและกระแส<br />
การคํานวณการเซตติ้งของรีเลยกระแสเกินรุน<br />
IFC53B (51G)<br />
ที่จุดนิวตรอลดานแรงต่ําของหมอแปลงตอเขากับตัวตานทานที่มีพิกัด<br />
1000 A ที่<br />
4160<br />
V สามารถทนกระแส 1000 A ภายในเวลา 10 วินาที<br />
กระแสตัวตานทาน = 1000<br />
กระแสที่ไหลผานรีเลย<br />
I A<br />
R<br />
1000<br />
I RCT = =<br />
8.33A<br />
600 / 5<br />
144
ภาพที่<br />
110 กราฟคุณลักษณะเวลาและกระแสของรีเลยปองกัน50/51RAT<br />
เลือกแท็ปกระแสที่0.5<br />
A จะไดกระแสเริ่มตอบสนองดานปฐมภูมิหมอแปลงกระแส<br />
60 A<br />
และนําคาขีดจํากัดของตัวตานทานมาพล็อตบนสเกลของกราฟคุณลักษณะเวลาและกระแสที่สเกล<br />
คูณ 10 เทาของกระแส โดยที่เลือกเสนโคงเวลาเทากับ<br />
10 ดังนั้นยอมใหกระแส<br />
1000 A ไหลผานตัว<br />
ตานทานเปนเวลา 1.2 วินาที ซึ่งไมเกินขีดจํากัดของตัวตานทาน<br />
กราฟคุณลักษณะเวลาและกระแสที่<br />
สเกลคูณ 10 เทาแสดงในภาพที่<br />
111<br />
145
ภาพที่<br />
111 กราฟคุณลักษณะเวลาและกระแสของรีเลยปองกัน51GT<br />
9.2 กรณีศึกษาที่<br />
2 การปองกันหมอแปลงโรงไฟฟาพลังความรอนรวมวังนอย อยุธยา<br />
กรณีศึกษาที่<br />
2 นี้เปนการปองกันดวยรีเลยวัดคาผลตางแบบสแตติคและรีเลยกระแส<br />
เกินแบบอิเล็คโตรแมกคานิคัล โดยการปองกันผลตางจะมีทั้งปองกันเฉพาะหมอแปลงและปองกัน<br />
ทั้งหมอแปลงและเครื่องกําเนิดไฟฟา<br />
146
87T<br />
2000/5A<br />
15000/5A<br />
1200/5A<br />
15000/5A<br />
600/5A<br />
51TN<br />
87GTL<br />
ภาพที่<br />
112 การปองกันหมอแปลงไฟฟาของโรงไฟฟาพลังความรอนรวมวังนอย อยุธยา<br />
ขอมูลหมอแปลงไฟฟากําลัง<br />
พิกัดหมอแปลง 312 MVA YNd1<br />
พิกัดแรงดันไฟฟาของหมอแปลง 241.5 (± 5%) /15 kV<br />
อิมพีแดนซหมอแปลง 12.60 % ที่พิกัด<br />
312 MVA<br />
อิมพีแดนซหมอแปลง 10.61 % ที่พิกัด<br />
262.77 MVA<br />
ขอมูลเครื่องกําเนิดไฟฟา<br />
พิกัดเครื่องกําเนิดไฟฟา<br />
262.77 MVA @ ambient temp. 32.6 ºC<br />
พิกัดแรงดันไฟฟา 15 kV<br />
พิกัดกระแส 10,114 A<br />
อิมพีแดนซเครื่องกําเนิดไฟฟา<br />
16.60 % ที่พิกัด<br />
262.77 MVA<br />
147
การเซตติ้งรีเลยผลตาง87GTL(หมอแปลงและเครื่องกําเนิดไฟฟา)<br />
รีเลยผลตางรุน<br />
HU ( Static Relay)<br />
บริษัทผูผลิต<br />
Westinghouse<br />
คาเปอรเซนต Mismatch 15 %<br />
เสนโคงของความไว(Sensitivity curve) 30 %<br />
คากระแสทริปฉับพลันเทากับ 10 เทาของคาแท็ปกระแสแตละดานโดยที่คานี้ไม<br />
ตองทําการเซตติ้งเพราะวาทําการเซตติ้งมาจากโรงงานแลว<br />
หาคากระแสที่ดานปฐมภูมิของหมอแปลงกระแสที่ฐานพิกัดกําลัง<br />
262.77 MVA<br />
ดานแรงดัน 241.5 kV<br />
ดานแรงดัน 15 kV<br />
262.77MVA<br />
I PH = = 628A<br />
3 × 241.5kV<br />
262.77MVA<br />
I PL = = 10,114A<br />
3× 15kV<br />
หาคากระแสที่ดานทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส<br />
ดานแรงดัน 241.5 kV<br />
ดานแรงดัน 15 kV<br />
หาคากระแสอินพุตของรีเลย<br />
5 5<br />
ISH = IPH × = 628× = 1.57A<br />
2000 2000<br />
5 5<br />
ISL = IPL× = 10,114× = 3.37A<br />
15,000 15,000<br />
ดานแรงดัน 241.5 kV I = 3 × I = 3 × 1.57 = 2.72A<br />
RH SH<br />
ดานแรงดัน 15 kV = =<br />
3.37<br />
I I A<br />
RL SL<br />
148
การเลือกแท็ปกระแสของรีเลย<br />
ดานแรงดัน 241.5 kV เลือกแท็ปกระแส TH 2.9A<br />
=<br />
ดังนั้นสามารถหาคา<br />
I RL 3.4<br />
TL = T H × = 2.9× = 3.65A<br />
I 2.7<br />
ดานแรงดัน 15 kV เลือกแท็ปกระแส TL 3.8A<br />
=<br />
ตรวจสอบเปอรเซ็นต Mismatch<br />
I<br />
I<br />
RL<br />
RH<br />
3.4<br />
= = 1.239 และ<br />
2.7<br />
RH<br />
T<br />
T<br />
L<br />
H<br />
3.8<br />
= = 1.310<br />
2.9<br />
เปอรเซ็นต Mismatch เทากับ 1.239 1.310 −<br />
× 100% = 5.7%<br />
1.239<br />
นอกจากนี้ที่ดานแรงสูงของหมอแปลงมีตัวเปลี่ยนแท็ป<br />
±5% ทําใหมีคาคลาดเคลื่อน<br />
ประมาณ 10.7 % ซึ่งไมเกินคาขีดจํากัดที่<br />
15 %<br />
ตรวจสอบคากระแสทริปฉับพลันเมื่อเกิดกระแสลัดวงจรภายนอกเขตปองกันจะทําให<br />
เกิดกระแสไหลผานหมอแปลง เมื่อกระแสลัดวงจรถูกแปลงมาทางดานทุติยภูมิของหมอแปลง<br />
กระแส จะตองมีคาไมเกินคากระแสทริปฉับพลันซึ่งมีคาประมาณ<br />
10 เทาของแท็ปกระแสของรีเลย<br />
สามารถแสดงไดดังนี้<br />
กรณีเกิดการลัดวงจรสามเฟสดานแรงสูง 241.5 kV และคิดที่ฐานพิกัดกําลัง<br />
262.77 MVA<br />
262.77MVA<br />
I F = = 2308.6A<br />
MAX<br />
3 × 241.5 kV × (0.166 + 0.1061)<br />
I 37.17kA<br />
FMAX<br />
= ที่ฐานแรงดัน15<br />
kV<br />
ที่ฐานแรงดัน241.5<br />
kV<br />
149
ดานแรงดัน 241.5 kV<br />
ดานแรงดัน 15 kV<br />
ซึ่งไมเกินคากระแสทริปฉับพลัน<br />
สรุปการเซตติ้งรีเลยผลตาง<br />
แท็ปกระแสดานแรงสูง TH 2.9A<br />
=<br />
แท็ปกระแสดานแรงต่ํา<br />
T 3.8A<br />
2308.6<br />
I FH = 3 × × 5 = 10.00A<br />
2000<br />
37.17kA<br />
I FL = × 5 = 12.39A<br />
15000<br />
L =<br />
คากระแสทริปฉับพลันดานแรงสูง 29 A<br />
คากระแสทริปฉับพลันดานแรงต่ํา<br />
38 A<br />
คาเปอรเซนต Mismatch 5.7 % (5.7 % +5% = 10.7%ไมเกิน 15 %)<br />
เสนโคงของความไว(Sensitivity curve) 30 %<br />
การเซตติ้งรีเลยผลตาง87T(หมอแปลง)<br />
รีเลยวัดผลตางรุน<br />
HU ( Static Relay)<br />
บริษัทผูผลิต<br />
Westinghouse<br />
คาเปอรเซนต Mismatch 15 %<br />
เสนโคงของความไว(Sensitivity curve) 30 %<br />
คากระแสทริปฉับพลันเทากับ10 เทาของคาแท็ปกระแสแตละดานโดยที่คานี้ไม<br />
ตองทําการเซตติ้งเพราะวาทําการเซตติ้งมาจากโรงงานแลว<br />
หาคากระแสที่ดานปฐมภูมิของหมอแปลงกระแสที่ฐานพิกัดกําลัง<br />
312 MVA<br />
ดานแรงดัน 241.5 kV<br />
312MVA<br />
I PH = = 745.9A<br />
3 ×<br />
241.5kV<br />
150
ดานแรงดัน 15 kV<br />
312MVA<br />
I PL = = 12,009A<br />
3× 15kV<br />
หาคากระแสที่ดานทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส<br />
ดานแรงดัน 241.5 kV<br />
ดานแรงดัน 15 kV<br />
หาคากระแสอินพุตของรีเลย<br />
5 5<br />
ISH = IPH × = 745.9× = 3.11A<br />
1200 1200<br />
5 5<br />
ISL = IPL × = 12,009× = 4.00A<br />
15,000 15,000<br />
ดานแรงดัน 241.5 kV I = 3 × I = 3 × 3.11 = 5.39A<br />
RH SH<br />
ดานแรงดัน 15 kV = = 4.00<br />
การเลือกแท็ปกระแสของรีเลย<br />
I I A<br />
RL SL<br />
ดานแรงดัน 241.5 kV เลือกแท็ปกระแส TH 5.0A<br />
=<br />
ดังนั้นสามารถหาคา<br />
IRL<br />
4.0<br />
TL = T H × = 5.0× = 3.71A<br />
I 5.39<br />
ดานแรงดัน 15 kV เลือกแท็ปกระแส TL 3.8A<br />
=<br />
ตรวจสอบเปอรเซ็นต Mismatch<br />
I<br />
I<br />
RL<br />
RH<br />
5.39<br />
= = 1.348 และ<br />
4.0<br />
RH<br />
T<br />
T<br />
L<br />
H<br />
5.0<br />
= = 1.316<br />
3.8<br />
เปอรเซ็นต Mismatch เทากับ 1.348 1.316 −<br />
× 100% =<br />
2.37%<br />
1.348<br />
151
นอกจากนี้ที่ดานแรงสูงของหมอแปลงมีตัวเปลี่ยนแท็ป<br />
±5% ทําใหมีคาคลาดเคลื่อน<br />
ประมาณ 7.37 % ซึ่งไมเกินคาขีดจํากัดที่<br />
15 %<br />
ตรวจสอบคากระแสทริปฉับพลัน เมื่อเกิดกระแสลัดวงจรภายนอกเขตปองกันจะทํา<br />
ใหเกิดกระแสไหลผานหมอแปลง เมื่อกระแสลัดวงจรถูกแปลงมาทางดานทุติยภูมิของหมอแปลง<br />
กระแส จะตองมีคาไมเกินคากระแสทริปฉับพลันซึ่งมีคาประมาณ<br />
10 เทาของแท็ปกระแสของรีเลย<br />
สามารถแสดงไดดังนี้<br />
กรณีเกิดการลัดวงจรสามเฟสดานแรงสูง 15 kV และคิดที่ฐานพิกัดกําลัง<br />
312<br />
MVA<br />
312MVA<br />
I F = = 86.3kA<br />
MAX<br />
3 × 15 kV × (0.126 + 0.0131)<br />
ดานแรงดัน 241.5 kV<br />
ดานแรงดัน 15 kV<br />
ซึ่งไมเกินคากระแสทริปฉับพลัน<br />
สรุปการเซตติ้งรีเลยผลตาง<br />
แท็ปกระแสดานแรงสูง TH 5.0A<br />
=<br />
แท็ปกระแสดานแรงต่ํา<br />
T 3.8A<br />
ที่ฐานแรงดัน15<br />
kV<br />
86,333 15<br />
I FH = × × 5× 3 = 38.7A<br />
1200 241.5<br />
86,333<br />
I FL = × 5 = 28.8A<br />
15000<br />
L =<br />
คากระแสทริปฉับพลันดานแรงสูง 50 A<br />
คากระแสทริปฉับพลันดานแรงต่ํา<br />
38 A<br />
คาเปอรเซนต Mismatch 2.37 % (2.37 % +5% = 7.37%ไมเกิน 15 %)<br />
เสนโคงของความไว(Sensitivity curve) 30 %<br />
152
การเซตติ้งรีเลยกระแสเกินลงดิน<br />
รีเลยกระแสเกินลงดินรุน<br />
IFC53A (Mechanical Relay)<br />
บริษัทผูผลิต<br />
GE<br />
แท็ปเซตติ้ง<br />
1.0 , 1.2 , 1.5 , 2.0 , 3.0 , 4.0 , 5.0 , 6.0 , 7.0 , 8.0 , 10.0 , 12.0<br />
เสนโคงเวลา(Time dial) 0.5 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10<br />
ทําการเซตติ้งคากระแสเริ่มตอบสนองที่<br />
50 เปอรเซ็นตของกระแสเต็มพิกัดดานแรงสูง<br />
ที่ฐานพิกัดกําลัง<br />
312 MVA ดังนั้นเราจะไดกระแสเต็มพิกัดและกระแสเริ่มตอบสนองเทากับ<br />
312MVA<br />
I FL = = 745.9A<br />
3 × 241.5kV<br />
5<br />
I PU = 745.9× × 0.5 = 3.11A<br />
600<br />
ดังนั้นทําการเลือกแท็ปกระแสที่<br />
3.0 A และเวลาในการทริปจะตองไมเกิน 2 วินาที<br />
เมื่อเราทราบคากระแสเริ่มตนทํางานที่แท็ปกระแส<br />
3.0 A และขอกําหนดของเวลาในการทริป<br />
ขั้นตอนตอไปเราจะนําเสนโคงขีดจํากัดความเสียหายของหมอแปลง(Transformer<br />
damage curve)<br />
นํามาพล็อตในสเกลเดียวกับกราฟคุณลักษณะเวลาและกระแสดังแสดงในภาพที่<br />
113 เพื่อหาคาเสน<br />
โคงเวลา ผลที่ไดเราไดเสนโคงเวลาที่<br />
2<br />
สรุปการเซตติ้งรีเลยกระแสเกินลงดิน<br />
คากระแสเริ่มตนทํางานที่แท็ปกระแส<br />
3.0 แอมป<br />
เวลาในการทริป 2.0 วินาที<br />
เสนโคงเวลาที่<br />
2<br />
153
ภาพที่<br />
113 กราฟคุณลักษณะเวลาและกระแสของรีเลยกระแสเกินรุน<br />
IFC53A ที่ความถี่<br />
50 Hz<br />
154
9.3 กรณีศึกษาที่<br />
3 การปองกันหมอแปลงโรงสถานีไฟฟาแมสอด<br />
ขอมูลหมอแปลงและรีเลยปองกัน<br />
พิกัดหมอแปลง 50 MVA<br />
พิกัดแรงดันดานแรงสูง 115 kV<br />
พิกัดแรงดันดานแรงต่ํา<br />
22 kV<br />
รีเลยผลตางรุน<br />
HU (Static Relay)บริษัทผูผลิต<br />
Westinghouse<br />
รีเลยกระแสเกินรุน<br />
MCO (Static Relay)บริษัทผูผลิต<br />
ABB<br />
รีเลยกระแสเกินลงดินรุน<br />
MCO บริษัทผูผลิต<br />
ABB<br />
ภาพที่<br />
114 วงจรการปองกันหมอแปลงของสถานีไฟฟา MS<br />
การคํานวณการเซตติ้งของรีเลยผลตาง(HU-87)<br />
ขอมูลหมอแปลงกระแส<br />
อัตราสวนดานแรงสูง : 50 , 100 , 150 , 200 , 250 , 300 , 400 , 450 , 500 , 600/5A<br />
อัตราสวนดานแรงต่ํา<br />
: 100 , 200 , 300 , 400 , 500 , 600 , 800 , 900 , 1000 , 1200/5A<br />
ขอมูลแท็ปของรีเลยรุน<br />
HU : 2.9 , 3.2 , 3.5 , 3.8 , 4.2 , 4.6 , 5.0 , 8.7<br />
ขั้นตอนการเซตติ้งแสดงในตารางที่<br />
18<br />
155
ตารางที่<br />
18 ขั้นตอนการเซตติ้งของรีเลยผลตางกรณีศึกษาที่<br />
3<br />
ขั้นตอนการเซตติ้ง<br />
1. เลือกอัตราสวน<br />
หมอแปลงกระแส<br />
2. หากระแสที่ไหล<br />
ในรีเลย<br />
3. หาอัตราสวน<br />
กระแส<br />
4. เลือกอัตราสวน<br />
แท็ป(หัวขอ 2.2)<br />
5. หาคา Mismatch<br />
ดานแรงสูง<br />
115 kV<br />
50MVA<br />
I FL = = 251.022A<br />
3 × 115kV<br />
เลือกที่<br />
400/5A(N=80)<br />
251.022A<br />
I RH = = 3.138A<br />
80<br />
I<br />
I<br />
RL<br />
RH<br />
T<br />
T<br />
L<br />
H<br />
9.47<br />
= = 1.93<br />
3.138<br />
8.7<br />
= = 1.890<br />
4.6<br />
( 9.47 / 3.138) − ( 8.7 / 4.6)<br />
( 8.7 / 4.6)<br />
= × 100<br />
= 0.599%<br />
ดานแรงต่ํา<br />
22 kV<br />
156<br />
50MVA<br />
I FL = = 1312.16A<br />
3× 22kV<br />
เลือกที่<br />
1200/5A(N=240)<br />
1312.16<br />
I RL = × 3 = 9.47A<br />
240<br />
หมายเหตุ : ขั้นตอนการเซตติ้งในขอที่<br />
1 กระแสเต็มพิกัดดานแรงมีคา 1312.16 แอมปซึ่งสูงเกินกวา<br />
คาอัตราสวนหมอแปลงกระแส 1200/5 แอมป ซึ่งในความเปนจริงในการใชงานหมอ<br />
แปลงกระแสจะสามารถรองรับโหลดเกินตอเนื่องไดประมาณ<br />
50 เปอรเซ็นตตาม<br />
มาตรฐานสากล
คากระแสทริปในกรณีที่เกิดการทริปฉับพลัน(Instantaneuos<br />
trip)ที่มีสาเหตุมาจากการ<br />
เกิดการลัดวงจรภายนอกเขตปองกันซึ่งทําใหหมอแปลงกระแสอิ่มตัว<br />
โดยจะมีคาเทากับ 10 เทาของ<br />
คากระแสในแท็ปที่เลือก<br />
เสนโคงของความไว(Sensitivity curve)ของรีเลยรุนนี้จะกําหนดคงที่มาจากผูผลิตโดย<br />
มีคาเทากับ 30 เปอรเซ็นตคูณคาแท็ปเซตติ้งและมีคามิสแมทชที่15<br />
เปอรเซ็นตดังแสดงในภาพที่<br />
115<br />
ภาพที่<br />
115 กราฟแสดงเสนโคงของความไวและคามิสแมทชของรีเลยรุน<br />
HU<br />
157
การคํานวณการเซตติ้งของรีเลยกระแสเกิน(MCO-51)ดานแรงสูง115<br />
kV<br />
ขอกําหนดในการเซตติ้งรีเลยกระแสเกินดานแรงสูงในระบบสงของ<br />
กฟผ.<br />
- เลือกอัตราสวนหมอแปลงกระแสประมาณ 150 เปอรเซ็นตของพิกัดกําลังสูงสุดของ<br />
หมอแปลง(FOA Cooling)หรือประมาณ 150 เปอรเซ็นตของกระแสเต็มพิกัด<br />
- กระแสเริ่มตอบสนอง(Pick<br />
up current) ประมาณ 150 เปอรเซ็นตของพิกัดกําลัง<br />
สูงสุดของหมอแปลง(FOA Cooling)หรือประมาณ 150 เปอรเซ็นตของกระแสเต็มพิกัด<br />
- เสนโคงคุณลักษณะทางเวลาใหเปนชนิดแปรผันกลับปกติ(Normal inverse)<br />
- เวลาทํางานของรีเลยหรือเวลาในการทริปประมาณ 2.0 วินาที ที่กระแสลัดวงจรสาม<br />
เฟสที่ดานแรงต่ํา<br />
22 kV<br />
- ใหสั่งหาม(Block)การทํางานของการสั่งทริปทันทีทันใด(Instantaneous<br />
trip)<br />
ขอกําหนดในการเซตติ้งรีเลยกระแสเกินของรีเลยรุน<br />
MCO<br />
- กระแสเริ่มตอบสนอง(Pick<br />
up current)ถามีคาระหวาง 0.1 ถึง 2.4 แอมปจะหาไดจาก<br />
สมการที่(1)<br />
และถามีคาระหวาง 0.5 ถึง 12 แอมปจะหาไดจากสมการที่(2)<br />
158<br />
IS = ε + 0.1A<br />
(1)<br />
I = ε + 0.1 × 5A<br />
(2)<br />
S<br />
( )<br />
- เมื่อ<br />
ε คือตัวคูณกระแสจะมีคาใหเลือกตั้งแต<br />
0.0 จนถึง 2.3 (ขั้นละ<br />
0.1 )โดยจะ<br />
เปนดิฟสวิทช(Dip switch)ที่อยูดานหนาของตัวรีเลย<br />
มีลักษณะเปนสวิทช 5 ตัวๆละสองตําแหนง<br />
เชนถาตัวไหนไมไดเลือกคาใหเลื่อนมาที่ตําแหนงศูนย<br />
ผลรวมของสวิทชทั้ง<br />
5ตัวจะเทากับ 2.3<br />
( 0.8 , 0.8 , 0.4 , 0.2 , 0.1 )<br />
- เสนโคงคุณลักษณะทางเวลาของรีเลยรุน<br />
MCO มีทั้งหมด<br />
7 เสนโคงไดแก<br />
CO-2(Short) , CO-5(Long) , CO-6(Definite) , CO-7(Moderate Inverse) , CO-8(Normal Inverse) ,<br />
CO-9(Very Inverse) , CO-11(Extremely Inverse)<br />
- การคํานวณหาคาเสนโคงเวลา(Time dial setting) ในแตละเสนโคงคุณลักษณะทาง<br />
เวลาจะมีเสนโคงเวลา(Time dial setting)ใหเลือกตั้งแต<br />
1 จนถึง 63 เสนโคงเวลา ในการคํานวณหา
เสนโคงเวลา(Time dial setting)จะหาไดจากสมการที่<br />
(3) สําหรับกรณีที่อัตราสวนระหวาง(I/I0)มีคา<br />
มากกวา 1.5 เปอรยูนิต และสมการที่<br />
(4) สําหรับกรณีที่อัตราสวนระหวาง(I/I0)มีคาระหวาง<br />
1.0 ถึง<br />
1.5 เปอรยูนิต<br />
159<br />
P<br />
T = ⎡T 0 + K / ( I / I0 − C) ⎤×<br />
D/<br />
24000<br />
(3)<br />
⎣ ⎦<br />
T = ⎡⎣R / ( I / I0− 1.0 ) ⎤⎦×<br />
D/<br />
24000<br />
(4)<br />
โดยที่<br />
T คือเวลาในการทริป(วินาที)<br />
T0 คือเทอมของเวลาที่แนนอน<br />
I คือกระแสลัดวงจรที่ไหลผาน(เปอรยูนิต)<br />
I0 คือกระแสเริ่มตนทํางานที่ทําการเซตติ้ง(เปอรยูนิต)<br />
K คือแฟคเตอรสําหรับพื้นฐานเวลาแปรผันกลับ<br />
C คือคาคงที่แสดงในตารางที่<br />
19<br />
R คือคาคงที่แสดงในตารางที่<br />
19<br />
P คือคาคงที่แสดงในตารางที่<br />
19<br />
D คือคาเสนโคงเวลา(Time dial setting)<br />
ตารางที่<br />
19 ตารางคาคงที่ของรีเลยกระแสเกินรุน<br />
MCO<br />
เสนโคงคุณลักษณะทางเวลา T 0 K C P R<br />
CO-2(Short) 112 735 0.675 1 501<br />
CO-5(Long) 8197 13769 1.130 1 22705<br />
CO-6(Definite) 785 671 1.190 1 1475<br />
CO-7(Moderate Inverse) 525 3121 0.800 1 2491<br />
CO-8(Normal Inverse) 478 4122 1.270 1 9200<br />
CO-9(Very Inverse) 310 2756 1.350 1 9342<br />
CO-11(Extremely Inverse) 110 17640 0.500 2 8875
ขั้นตอนการเซตติ้งรีเลยกระแสเกินดานแรงสูง<br />
- กระแสเต็มพิกัด<br />
50MVA<br />
I FL = = 251.022A<br />
3 × 115kV<br />
- เลือก อัตราสวนหมอแปลงกระแสเทากับ 400/5 A<br />
(อัตราสวนดานแรงสูง : 50 , 100 , 150 , 200 , 250 , 300 , 400/5A)<br />
- กระแสเริ<br />
่มตนทํางาน(Pick up current)เทากับ 251.022 × 150% = 4.707A<br />
400 / 5<br />
- เลือกใชสมการที่<br />
(2) โดยแทนคากระแสเริ่มตนทํางานลงในสมการเราจะไดคา<br />
ε = 0.84 แตจากการเลือกดิฟสวิทชสามารถเลือกได 0.8 กับ 0.9 ดังนั้นเลือกที่<br />
0.8 หลังจากนั้นนํา<br />
กลับไปแทนในสมการที่<br />
(2) เราจะไดคากระแสเริ่มตนทํางานของรีเลยเทากับ<br />
4.5 Aหรือประมาณ<br />
143.41 เปอรเซ็นต<br />
- เลือกเสนโคงคุณลักษณะทางเวลาชนิดแปรผันกลับปกติ (Normal inverse) เทากับ<br />
CO-8<br />
- กระแสลัดวงจรดานแรงต่ํา<br />
22 kV เทากับ 4357.6 A ที่กระแสฐาน(Ibase)<br />
= 1312.16 A<br />
ฉะนั้นเราจะไดคา<br />
กระแสลัดวงจรที่ไหลผาน(I)<br />
เทากับ 3.3209 pu และเลือกใชสมการที่<br />
(3) หาคา<br />
เสนโคงเวลา(Time dial setting : D) โดยที่<br />
ตามขอกําหนดของ กฟผ.เทากับ 2 วินาที ดังนั้นจะไดคา<br />
เสนโคงเวลา(D)เทากับ 10.859 แตเลือกคาเสนโคงเวลา(D)ที่<br />
11 หลังจากนั้นนํากลับเขาไปแทนใน<br />
สมการที่<br />
(3) เราจะไดคาเวลาในการทริป(T ) ที่<br />
2.03 วินาที<br />
การคํานวณการเซตติ้งของรีเลยกระแสเกิน(MCO-51)ดานแรงต่ํา22<br />
kV<br />
ขอกําหนดในการเซตติ้งรีเลยกระแสเกินดานแรงต่ําในระบบสงของ<br />
กฟผ.<br />
- เลือกอัตราสวนหมอแปลงกระแสประมาณ 150 เปอรเซ็นตของพิกัดกําลังสูงสุดของ<br />
หมอแปลง(FOA Cooling)หรือประมาณ 150 เปอรเซ็นตของกระแสเต็มพิกัด<br />
- กระแสเริ่มตอบสนอง(Pick<br />
up current) ประมาณ 150 เปอรเซ็นตของพิกัดกําลัง<br />
สูงสุดของหมอแปลง(FOA Cooling)หรือประมาณ 150 เปอรเซ็นตของกระแสเต็มพิกัด<br />
- เสนโคงคุณลักษณะทางเวลาใหเปนชนิดแปรผันกลับปกติ(Normal inverse)<br />
- เวลาทํางานของรีเลยหรือเวลาในการทริปประมาณ 1.5 วินาที ที่กระแสลัดวงจรสาม<br />
เฟสที่ดานแรงต่ํา<br />
22 kV<br />
160
- ใหสั่งหาม(Block)การทํางานของการสั่งทริปฉับพลัน(Instantaneous<br />
trip)<br />
ขั้นตอนการเซตติ้งรีเลยกระแสเกินดานแรงต่ํา<br />
- กระแสเต็มพิกัด<br />
50MVA<br />
I FL = = 1312.16A<br />
3× 22kV<br />
- เลือก อัตราสวนหมอแปลงกระแสเทากับ 1200/5 A (อัตราสวนดานแรงต่ํา<br />
: 100 ,<br />
200 , 300 , 400 , 5000 , 600 , 800 , 900 , 1000 , 1200/5A)<br />
- กระแสเริ<br />
่มตอบสนอง(Pick up current)เทากับ 1312.16 × 150% = 8.201A<br />
1200 / 5<br />
- เลือกใชสมการที่<br />
(2) โดยแทนคากระแสเริ่มตอบสนองลงในสมการเราจะไดคา<br />
ε = 1.54 แตจากการเลือกดิฟสวิทชสามารถเลือกได 1.5 กับ 1.6 ดังนั้นเลือกที่<br />
1.5 หลังจากนั้นนํา<br />
กลับไปแทนในสมการที่<br />
(2) เราจะไดคากระแสเริ่มตอบสนองของรีเลยเทากับ<br />
8.0 Aหรือประมาณ<br />
146.32 เปอรเซ็นต<br />
- เลือกเสนโคงคุณลักษณะทางเวลาชนิดแปรผันกลับปกติ(Normal inverse)<br />
เทากับ CO-8<br />
- กระแสลัดวงจรดานแรงต่ํา<br />
22 kV เทากับ 4357.6 A ที่กระแสฐาน(Ibase)<br />
= 1312.16 A<br />
ฉะนั้นเราจะไดคา<br />
กระแสลัดวงจรที่ไหลผาน(I)<br />
เทากับ 3.3209 pu และเลือกใชสมการที่<br />
(3) หาคา<br />
เสนโคงเวลา(Time dial setting : D) โดยที่<br />
ตามขอกําหนดของ กฟผ.เทากับ 1.5 วินาที ดังนั้นจะได<br />
คาเสนโคงเวลา(D)เทากับ 7.823 แตเลือกคาเสนโคงเวลา(D)ที่<br />
8 หลังจากนั้นนํากลับเขาไปแทนใน<br />
สมการที่<br />
(3) เราจะไดคาเวลาในการทริป(T ) ที่<br />
1.53 วินาที<br />
การคํานวณการเซตติ้งของรีเลยกระแสเกินลงดิน(MCO-51G)ดานแรงต่ํา22<br />
kV<br />
ขอกําหนดในการเซตติ้งรีเลยกระแสเกินลงดินดานแรงต่ําในระบบสงของ<br />
กฟผ.<br />
- เลือกอัตราสวนหมอแปลงกระแสประมาณ 150 เปอรเซ็นตของพิกัดกําลังสูงสุดของ<br />
หมอแปลง(FOA Cooling)หรือประมาณ 150 เปอรเซ็นตของกระแสเต็มพิกัด<br />
- กระแสเริ่มตอบสนอง(Pick<br />
up current) ประมาณ 30 เปอรเซ็นตของพิกัดกําลังสูงสุด<br />
ของหมอแปลง(FOA Cooling)หรือประมาณ 30 เปอรเซ็นตของกระแสเต็มพิกัด<br />
161
- เสนโคงคุณลักษณะทางเวลาใหเปนชนิดแปรผันกลับปกติ(Normal inverse)<br />
- เวลาทํางานของรีเลยหรือเวลาในการทริปประมาณ 1.5 วินาที ที่กระแสลัดวงจรหนึ่ง<br />
เฟสลงดินที่ดานแรงต่ํา<br />
22 kV<br />
- ใหสั่งหาม(Block)การทํางานของการสั่งทริปทันทีทันใด(Instantaneous<br />
trip)<br />
ขั้นตอนการเซตติ้งรีเลยกระแสเกินลงดินดานแรงต่ํา<br />
- กระแสเต็มพิกัด<br />
50MVA<br />
I FL = = 1312.16A<br />
3× 22kV<br />
- เลือก อัตราสวนหมอแปลงกระแสเทากับ 1200/5 A (อัตราสวนดานแรงต่ํา<br />
: 100 ,<br />
200 , 300 , 400 , 5000 , 600 , 800 , 900 , 1000 , 1200/5A)<br />
- กระแสเริ่มตอบสนอง(Pick<br />
up current)เทากับ 1312.16<br />
× 30% = 1.640A<br />
1200 / 5<br />
- เลือกใชสมการที่<br />
(2) โดยแทนคากระแสเริ่มตอบสนองลงในสมการเราจะไดคา<br />
ε = 0.228 แตจากการเลือกดิฟสวิทชสามารถเลือกได 0.2 กับ 0.3 ดังนั้นเลือกที่<br />
0.2 หลังจากนั้นนํา<br />
กลับไปแทนในสมการที่<br />
(2) เราจะไดคากระแสเริ่มตอบสนองของรีเลยเทากับ<br />
1.5 Aหรือประมาณ<br />
27.44 เปอรเซ็นต<br />
- เลือกเสนโคงคุณลักษณะทางเวลาชนิดแปรผันกลับปกติ(Normal inverse)<br />
เทากับ CO-8<br />
- กระแสลัดวงจรหนึ่งเฟสลงดินดานแรงต่ํา<br />
22 kV เทากับ 4775.26 A ที่กระแสฐาน<br />
(Ibase) = 1312.16 A ฉะนั้นเราจะไดคา<br />
กระแสลัดวงจรที่ไหลผาน(I)<br />
เทากับ 3.64 pu และเลือกใช<br />
สมการที่<br />
(3) หาคาเสนโคงเวลา(Time dial setting : D) โดยที่<br />
ตามขอกําหนดของ กฟผ.เทากับ 1.5<br />
วินาที ดังนั้นจะไดคาเสนโคงเวลา(D)เทากับ<br />
43.81 แตเลือกคาเสนโคงเวลา(D)ที่<br />
44 หลังจากนั้น<br />
นํากลับเขาไปแทนในสมการที่<br />
(3) เราจะไดคาเวลาในการทริป(T ) ที่<br />
1.51 วินาที การจัดลําดับการ<br />
ปองกันกระแสเกินที่เฟสแสดงในภาพที่<br />
116 และการปองกันกระแสเกินลงดินแสดงในภาพที่<br />
117<br />
162
ภาพที่<br />
116 การจัดลําดับการปองกันกระแสเกินที่เฟส<br />
ภาพที่<br />
117 การจัดลําดับการปองกันกระแสเกินลงดิน<br />
163
9.4 กรณีศึกษาที่<br />
4 การปองกันหมอแปลงโรงไฟฟาพลังความรอนกระบี่<br />
9.4.1 การปองกันผลตาง(87MT) : รีเลยรุน<br />
KBCH 130(ALSTOM)<br />
87MT<br />
I S (HV)<br />
I p (LV2)<br />
I t (LV1)<br />
Generator<br />
ภาพที่<br />
118 การปองกันผลตาง(87MT)<br />
2000/5A<br />
Generator Transformer<br />
15000/5A<br />
การคํานวณหาคากระแสทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส<br />
หมอแปลง Generator transformer 460 MVA 230kV / 24 kV<br />
หมอแปลง Unit transformer 46 MVA 24 kV / 6.9 kV<br />
หมอแปลงกระแสดานแรงดันสูงของ Generator transformer 2000/5A<br />
หมอแปลงกระแสดานแรงดันต่ําของ<br />
Generator transformer 15000/5A<br />
หมอแปลงกระแสดานแรงดันสูงของ Unit transformer 1500/5A<br />
1500/5A<br />
Unit Transformer<br />
164
ที่แท็ป<br />
0% ของ Generator transformer<br />
ที่แท็ป<br />
5% ของ Generator transformer<br />
ที่แท็ป<br />
-5% ของ Generator transformer<br />
การคํานวณแกไขอัตราสวนหมอแปลงกระแสใหถูกตอง<br />
460MVA 5<br />
IS = × = 2.887A<br />
3 × 230kV<br />
2000<br />
I<br />
S<br />
460MVA 5<br />
= × = 2.749A<br />
3 × 241.5kV<br />
2000<br />
460MVA 5<br />
IS = × = 3.039A<br />
3 × 218.5kV<br />
2000<br />
460MVA 5<br />
I p = × = 3.689A<br />
3 × 24.0kV<br />
15000<br />
460MVA 5<br />
It = × = 36.887A<br />
3 × 24.0kV<br />
1500<br />
่<br />
่<br />
อัตราสวนดานแรงสูง ( HV ), IS = 5.0 A/ 2.887A = 1.732 ∴1.73(<br />
Setting)<br />
อัตราสวนดานแรงต่ําที<br />
1 ( LV1), It = 5.0 A/ 36.887A = 0.136 ∴0.14(<br />
Setting)<br />
อัตราสวนดานแรงต่ําที<br />
2 ( LV 2), I p = 5.0 A/ 3.689A = 1.355 ∴1.36(<br />
Setting)<br />
การคํานวณหาคากระแสผลตาง<br />
ที่แท็ป<br />
0% ของ Generator transformer<br />
I<br />
diff<br />
⎛ ⎛ 460 ⎞ ⎛ 46 ⎞⎞<br />
= ( 1.36× 3.689) − ⎜( 1.732× 2.887) × ⎜ ⎟+ ( 0.14× 36.887)<br />
× ⎜ ⎟<br />
460 + 46 460 + 46<br />
⎟<br />
⎝ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎠<br />
= 0.007 A(0.001 pu)<br />
ที่แท็ป<br />
5% ของ Generator transformer<br />
I<br />
diff<br />
⎛ ⎛ 460 ⎞ ⎛ 46 ⎞⎞<br />
= ( 1.36× 3.689) − ⎜( 1.732× 2.749) × ⎜ ⎟+ ( 0.14× 36.887)<br />
× ⎜ ⎟<br />
460 + 46 460 + 46<br />
⎟<br />
⎝ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎠<br />
= 0.224 A(0.045 pu)<br />
165
ที่แท็ป<br />
-5% ของ Generator transformer<br />
I<br />
diff<br />
⎛ ⎛ 460 ⎞ ⎛ 46 ⎞⎞<br />
= ( 1.36× 3.689) − ⎜( 1.732× 3.039) × ⎜ ⎟+ ( 0.14× 36.887)<br />
× ⎜ ⎟<br />
460 + 46 460 + 46<br />
⎟<br />
⎝ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎠<br />
=−0.232 A( −0.046 pu)<br />
การคํานวณหาคากระแสไบแอส<br />
ที่แท็ป<br />
0% ของ Generator transformer<br />
I<br />
bias<br />
⎡ ⎛⎛ 460 ⎞ ⎛<br />
46 ⎞⎞⎤<br />
= ⎢( 1.36× 3.689) + ⎜⎜( 1.732× 2.887) × ⎟+ ⎜(<br />
0.14× 36.887 ) × ⎟ ⎥/<br />
2<br />
460 + 46 460 + 46<br />
⎟<br />
⎣ ⎝⎝ ⎠ ⎝<br />
⎠⎠⎦<br />
= 5.013 A(1.003 pu)<br />
ที่แท็ป<br />
5% ของ Generator transformer<br />
I<br />
I<br />
bias<br />
⎡ ⎛⎛ 460 ⎞ ⎛<br />
46 ⎞⎞⎤ = ⎢( 1.36× 3.689) + ⎜⎜( 1.732× 2.749) × ⎟+ ⎜(<br />
0.14× 36.887 ) × ⎟⎠ ⎥/<br />
2<br />
460 + 46 460 + 46<br />
⎟<br />
⎣ ⎝⎝ ⎠ ⎝<br />
⎠⎦<br />
= 4.905 A(0.981 pu)<br />
ที่แท็ป<br />
-5% ของ Generator transformer<br />
bias<br />
⎡ ⎛⎛ 460 ⎞ ⎛<br />
46 ⎞⎞⎤<br />
= ⎢( 1.36× 3.689) + ⎜⎜( 1.732× 3.039) × ⎟+ ⎜(<br />
0.14× 36.887 ) × ⎟ ⎥/<br />
2<br />
460 + 46 460 + 46<br />
⎟<br />
⎣ ⎝⎝ ⎠ ⎝<br />
⎠⎠⎦<br />
= 5.133 A(1.027 pu)<br />
การคํานวณหาคากระแสทํางาน I = ( I > ) + (20% Slope) × I<br />
ที่แท็ป<br />
0% ของ Generator transformer<br />
ที่แท็ป<br />
5% ของ Generator transformer<br />
ที<br />
op S bias<br />
I = 1.0A+ 0.2× 5.013A= 2.003A<br />
op<br />
Iop<br />
= 1.0A+ 0.2× 4.905A= 1.981A<br />
่แท็ป -5% ของ Generator transformer I = 1.0A+ 0.2× 5.133A= 2.027A<br />
op<br />
166
การคํานวณหาคากระแสผลตางแบบฉับพลัน<br />
- รีเลยจะตองไมทํางานโดยกระแสพุงเขาของ<br />
Generator transformer (3.51pu) และUnit<br />
transformer (2.76pu)<br />
- รีเลยจะตองไมทํางานจากกระแสลัดวงจรจากภายนอกเขตปองกันเมื่อ<br />
อิมพีแดนซของ Generator transformer =14 % ที่<br />
460 MVA ∴ 14 %<br />
อิมพีแดนซของ Generator = 24% ที่<br />
446 MVA ∴24 × 460 MVA/ 446 MVA = 24.8%<br />
อิมพีแดนซของ Unit transformer = 10% ที่<br />
23 MVA ∴10 × 460 MVA/ 23 MVA = 200%<br />
∴คาอิมพีแดนซรวม = (24.8% × 200% ) / ( 24.8% + 200% ) + 14% = 36.06%<br />
∴คากระแสลัดวงจร = 460MVA/(<br />
3 × 230 kV ) × 100 / 36.06× 5/ 2000 = 8.006A<br />
∴คากระแสรีเลย = 460MVA/(<br />
3 × 230 kV ) × 5/ 2000 = 2.887 A(1.0 pu)<br />
∴ 8.006 / 2.887 = 2.77 pu<br />
เนื่องจากกระแสพุงเขาของ<br />
Generator transformerมีคาสูงที่<br />
3.51pu นําไปคูณดวยชวงเผื่อ(Margin)<br />
1.5 เทา ดังนั้นจะไดเทากับ<br />
3.51pu× 1.5 = 5.3pu<br />
∴เลือกคากระแสผลตางแบบฉับพลัน (Id>>) = 6.0 pu<br />
สรุปการเซตติ้งการปองกันผลตาง(87MT)<br />
คาเริ่มตนทํางานของกระแสผลตาง(Id>)<br />
0.2 pu (ชวงเซตติ้ง<br />
: 0.1 – 0.5 pu , ขั้นละ<br />
0.1 pu )<br />
คาเริ่มตนทํางานของกระแสผลตางแบบฉับพลัน(Id>>)<br />
6.0 pu (ชวงเซตติ้ง<br />
: 5 – 20 pu ,<br />
ขั้นละ<br />
0.5 pu )<br />
อัตราสวนดานแรงสูง ( HV ), I S = 1.732 (ชวงเซตติ้ง<br />
: 0.05 – 2 , ขั้นละ<br />
0.01 )<br />
อัตราสวนดานแรงต่ําที่<br />
1 ( LV1), I t = 0.136 (ชวงเซตติ้ง<br />
: 0.05 – 2 , ขั้นละ<br />
0.01 )<br />
อัตราสวนดานแรงต่ําที่<br />
2 ( LV 2), I p = 1.355 (ชวงเซตติ้ง<br />
: 0.05 – 2 , ขั้นละ<br />
0.01 )<br />
่<br />
่<br />
การแกไขเวคเตอรดานแรงสูง ( HV ), IS = Yd1(<br />
− 30deg)<br />
การแกไขเวคเตอรดานแรงต่ําที<br />
1 ( LV1), It = Yy0(0deg)<br />
การแกไขเวคเตอรดานแรงต่ําที<br />
2 ( LV 2), I p = Yy0(0deg)<br />
167
ภาพที่<br />
119 กราฟแสดงคุณลักษณะการปองกันผลตาง(87MT)<br />
9.4.2 การปองกันผลตาง(87UT) : รีเลยรุน<br />
KBCH 130(ALSTOM)<br />
Generator<br />
ภาพที่<br />
120 การปองกันผลตาง(87UT)<br />
Generator Transformer<br />
Unit Transformer<br />
46 MVA<br />
Dd0d0<br />
1500/5A<br />
3000/5A<br />
3000/5A<br />
I p (HV)<br />
87<br />
UT<br />
I t (LV1)<br />
I S (LV2)<br />
168
การคํานวณหาคากระแสทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส<br />
หมอแปลง Unit transformer 46 MVA 24 kV / 6.9 kV<br />
หมอแปลงกระแสดานแรงดันสูงของ Unit transformer 1500/5A<br />
หมอแปลงกระแสดานแรงดันต่ําของ<br />
Unit transformer 3000/5A<br />
หมอแปลงกระแสดานแรงดันต่ําของ<br />
Unit transformer 3000/5A<br />
ที่แท็ป<br />
0% ของ Unit transformer<br />
ที่แท็ป<br />
-15% ของ Unit transformer<br />
ที่แท็ป<br />
+15% ของ Unit transformer<br />
การคํานวณแกไขอัตราสวนหมอแปลงกระแสใหถูกตอง<br />
I p =<br />
46MVA 5<br />
× = 3.689A<br />
3 × 24.0kV<br />
1500<br />
IS = It =<br />
46MVA 5<br />
× = 6.415A<br />
3× 6.9kV<br />
3000<br />
46MVA 5<br />
IS = It = × = 5.465A<br />
3× 8.1kV<br />
3000<br />
46MVA 5<br />
IS = It = × = 7.377A<br />
3× 6.0kV<br />
3000<br />
่<br />
่<br />
อัตราสวนดานแรงสูง ( HV ), I p = 5.0 A/ 3.689A = 1.36 ∴1.36(<br />
Setting)<br />
อัตราสวนดานแรงต่ําที<br />
1 ( LV1), Is = 5.0 A/ 6.415A = 0.779 ∴0.78(<br />
Setting)<br />
อัตราสวนดานแรงต่ําที<br />
2 ( LV 2), It = 5.0 A/ 6.415A = 0.779 ∴0.78(<br />
Setting)<br />
การคํานวณหาคากระแสผลตาง<br />
ที่แท็ป<br />
0% ของ Unit transformer<br />
I<br />
diff<br />
⎛ ⎛ 23 ⎞ ⎛ 23 ⎞⎞<br />
= ( 1.36× 3.689) − ⎜( 0.78× 6.415) × ⎜ ⎟+ ( 0.78× 6.415)<br />
× ⎜ ⎟<br />
23+ 23 23+ 23<br />
⎟<br />
⎝ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎠<br />
= 0.013 A(0.003 pu)<br />
ที่แท็ป<br />
-15% ของ Unit transformer<br />
I<br />
diff<br />
⎛ ⎛ 23 ⎞ ⎛ 23 ⎞⎞<br />
= ( 1.36× 3.689) − ⎜( 0.78× 5.465) × ⎜ ⎟+ ( 0.78× 5.465)<br />
× ⎜ ⎟<br />
23+ 23 23+ 23<br />
⎟<br />
⎝ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎠<br />
= 0.754 A(0.151 pu)<br />
169
ที่แท็ป<br />
+15% ของ Unit transformer<br />
I<br />
diff<br />
⎛ ⎛ 23 ⎞ ⎛ 23 ⎞⎞<br />
= ( 1.36× 3.689) − ⎜( 0.78× 7.377) × ⎜ ⎟+ ( 0.78× 7.377)<br />
× ⎜ ⎟<br />
23+ 23 23+ 23<br />
⎟<br />
⎝ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎠<br />
=−0.737 A( −0.147 pu)<br />
การคํานวณหาคากระแสไบแอส<br />
ที่แท็ป<br />
0% ของ Unit transformer<br />
I<br />
bias<br />
⎡ ⎛⎛ 23 ⎞ ⎛ 23 ⎞⎞⎤<br />
= ⎢( 1.36× 3.689) + ⎜⎜( 0.78× 6.415) × ⎟+ ⎜( 0.78× 6.415 ) × ⎟ ⎥/<br />
2<br />
23 + 23 23+ 23<br />
⎟<br />
⎣ ⎝⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎠⎦<br />
= 5.010 A(1.002 pu)<br />
ที่แท็ป<br />
-15% ของ Unit transformer<br />
I<br />
I<br />
bias<br />
⎡ ⎛⎛ 23 ⎞ ⎛ 23 ⎞⎞⎤<br />
= ⎢( 1.36× 3.689) + ⎜⎜( 0.78× 5.465) × ⎟+ ⎜( 0.78× 5.465 ) × ⎟ ⎥/<br />
2<br />
23+ 23 23+ 23<br />
⎟<br />
⎣ ⎝⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎠⎦<br />
= 4.640 A(0.928 pu)<br />
ที่แท็ป<br />
+15% ของ Unit transformer<br />
bias<br />
⎡ ⎛⎛ 23 ⎞ ⎛ 23 ⎞⎞⎤<br />
= ⎢( 1.36× 3.689) + ⎜⎜( 0.78× 7.377) × ⎟+ ⎜( 0.78× 7.377 ) × ⎟ ⎥/<br />
2<br />
23+ 23 23+ 23<br />
⎟<br />
⎣ ⎝⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎠⎦<br />
= 5.386 A(1.077 pu)<br />
การคํานวณหาคากระแสทํางาน Iop = ( IS > ) + (20% Slope) × Ibias<br />
ที่แท็ป<br />
0% ของ Unit transformer Iop = 1.0A+ 0.2× 5.010A= 2.002A<br />
ที่แท็ป<br />
-15% ของ Unit transformer Iop = 1.0A+ 0.2× 4.640A= 1.928A<br />
ที่แท็ป<br />
+15% ของ Unit transformer I = 1.0A+ 0.2× 5.386A= 2.077A<br />
op<br />
การคํานวณหาคากระแสผลตางแบบฉับพลัน<br />
- รีเลยจะตองไมทํางานโดยกระแสพุงเขาของ<br />
Unit transformer (2.76pu)<br />
- รีเลยจะตองไมทํางานจากกระแสลัดวงจรจากภายนอกเขตปองกันเมื่อ<br />
อิมพีแดนซของGenerator transformer =14 % ที่<br />
460 MVA ∴14 % * 23 MVA/460 MVA=0.7%<br />
170
่<br />
อิมพีแดนซของ Generator = 24% ที<br />
อิมพีแดนซของ Unit transformer = 10% ที 23 MVA ∴10 %<br />
∴คาอิมพีแดนซรวม = (<br />
∴คากระแสลัดวงจร = 23<br />
) ( )<br />
่ 446 MVA ∴24 × 23 MVA/ 446 MVA = 1.24%<br />
0.7% × 1.24% / 0.7% + 1.24% + 10% = 10.45%<br />
MVA/( 3 × 6.9 kV ) × 100 /10.45× 5/ 3000 = 30.69A<br />
∴คากระแสรีเลย = 46MVA/(<br />
3 × 6.9 kV ) × 5/ 3000 = 6.415 A(1.0 pu)<br />
∴ 30.69 / 6.415 = 4.78pu<br />
∴เลือกคากระแสผลตางแบบฉับพลัน (Id>>) = 4.78pu × 1.5( Margin) = 7.17 ≅8pu<br />
สรุปการเซตติ้งการปองกันแบบวัดคาผลตาง(87UT)<br />
คาเริ่มตนทํางานของกระแสผลตาง(Id>)<br />
0.2 pu (ชวงเซตติ้ง<br />
: 0.1 – 0.5 pu , ขั้นละ<br />
0.1 pu )<br />
คาเริ่มตนทํางานของกระแสผลตางแบบฉับพลัน(Id>>)<br />
8.0 pu (ชวงเซตติ้ง<br />
: 5 – 20 pu ,<br />
ขั้นละ<br />
0.5 pu )<br />
อัตราสวนดานแรงสูง ( HV ) , I p = 1.36<br />
(ชวงเซตติ้ง<br />
: 0.05 – 2 , ขั้นละ<br />
0.01 )<br />
อัตราสวนดานแรงต่ําที่<br />
1 ( LV1),<br />
I s = 0.78 (ชวงเซตติ้ง<br />
: 0.05 – 2 , ขั้นละ<br />
0.01 )<br />
อัตราสวนดานแรงต่ําที่<br />
2 ( LV 2), I t = 0.78 (ชวงเซตติ้ง<br />
: 0.05 – 2 , ขั้นละ<br />
0.01 )<br />
่<br />
่<br />
การแกไขเวคเตอรดานแรงสูง ( HV ), I p = Yy0(0deg)<br />
การแกไขเวคเตอรดานแรงต่ําที<br />
1 ( LV1), Is = Yy0(0deg)<br />
การแกไขเวคเตอรดานแรงต่ําที<br />
2 ( LV 2), It = Yy0(0deg)<br />
ภาพที่<br />
121 กราฟแสดงคุณลักษณะการปองกันผลตาง(87UT)<br />
171
9.4.3 การปองกันแบบผลตาง(87GT) : รีเลยรุน<br />
KBCH 140(ALSTOM)<br />
I p (LV2)<br />
87GT<br />
I S (HV)<br />
I t1 (LV1)<br />
I t2 (LV1)<br />
Generator<br />
ภาพที่<br />
122 การปองกันผลตาง(87GT)<br />
2000/5A<br />
15000/5A<br />
Generator Transformer<br />
3000/5A<br />
การคํานวณหาคากระแสทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส<br />
หมอแปลง Generator transformer 460 MVA 230kV / 24 kV<br />
หมอแปลง Unit transformer 46 MVA 24 kV / 6.9 kV<br />
หมอแปลงกระแสดานแรงดันสูงของ Generator transformer 2000/5A<br />
หมอแปลงกระแสดานนิวตรอลของ Generator 15000/5A<br />
หมอแปลงกระแสดานแรงดันสูงของ Unit transformer 3000/5A<br />
ที่แท็ป<br />
0% ของ Generator transformer<br />
ที่แท็ป<br />
5% ของ Generator transformer<br />
460MVA 5<br />
IS = × = 2.887A<br />
3 × 230kV<br />
2000<br />
I<br />
S<br />
460MVA 5<br />
= × = 2.749A<br />
3 × 241.5kV<br />
2000<br />
Unit Transformer<br />
3000/5A<br />
172
ที่แท็ป<br />
-5% ของ Generator transformer<br />
ที่แท็ป<br />
0% ของ Unit transformer<br />
ที่แท็ป<br />
15% ของ Unit transformer<br />
ที่แท็ป<br />
-15% ของ Unit transformer<br />
การคํานวณแกไขอัตราสวนหมอแปลงกระแสใหถูกตอง<br />
460MVA 5<br />
IS = × = 3.039A<br />
3 × 218.5kV<br />
2000<br />
460MVA 5<br />
I p = × = 3.689A<br />
3 × 24.0kV<br />
15000<br />
460MVA 5<br />
It = × = 64.152A<br />
3× 6.9kV<br />
3000<br />
460MVA 5<br />
It = × = 73.775A<br />
3× 6.0kV<br />
3000<br />
460MVA 5<br />
It = × = 54.648A<br />
3× 8.1kV<br />
3000<br />
อัตราสวนดานแรงสูง ( HV ), I = 5.0 A/ 2.887A = 1.732 ∴1.73(<br />
Setting)<br />
่ อัตราสวนดานแรงต่ําที<br />
1 t1<br />
อัตราสวนดานแรงต่ําที<br />
t 2<br />
อัตราสวนดานแรงต่ําที<br />
p<br />
S<br />
่<br />
่<br />
( LV1), I = 5.0 A/ 64.152A = 0.078 ∴0.08(<br />
Setting)<br />
1 ( LV1), I = 5.0 A/ 64.152A = 0.078 ∴0.08(<br />
Setting)<br />
2 ( LV 2), I = 5.0 A/ 3.689A = 1.355 ∴1.36(<br />
Setting)<br />
การคํานวณหาคากระแสผลตาง<br />
ที่แท็ป<br />
0% ของ Generator transformer และที่แท็ป<br />
0% ของ Unit transformer<br />
I<br />
diff<br />
⎛ ⎛ 460 ⎞ ⎛ 23 ⎞⎞<br />
⎜( 1.732× 2.887) × ⎜ ⎟+ ( 0.08× 64.152)<br />
× ⎜ ⎟<br />
460 46 460 46<br />
⎟<br />
⎝ + ⎠ ⎝ + ⎠<br />
= ( 1.36× 3.689)<br />
−⎜ ⎟<br />
⎜ ⎛ 23 ⎞<br />
⎟<br />
⎜+ ( 0.08× 64.152)<br />
× ⎜ ⎟<br />
⎟<br />
⎝ ⎝460 + 46 ⎠<br />
⎠<br />
=<br />
0.010 A(0.002 pu)<br />
ที่แท็ป<br />
5% ของ Generator transformer และที่แท็ป<br />
-15% ของ Unit transformer<br />
I<br />
diff<br />
⎛ ⎛ 460 ⎞ ⎛ 23 ⎞⎞<br />
⎜( 1.732× 2.749) × ⎜ ⎟+ ( 0.08× 54.648)<br />
× ⎜ ⎟<br />
460 46 460 46<br />
⎟<br />
⎝ + ⎠ ⎝ + ⎠<br />
= ( 1.36× 3.689)<br />
−⎜ ⎟<br />
⎜ ⎛ 23 ⎞<br />
⎟<br />
⎜+ ( 0.08× 54.648)<br />
× ⎜ ⎟<br />
⎟<br />
⎝ ⎝460 + 46 ⎠<br />
⎠<br />
= 0.296 A(0.059 pu)<br />
173
ที่แท็ป<br />
–5 % ของ Generator transformer และที่แท็ป<br />
15 % ของ Unit transformer<br />
I<br />
diff<br />
⎛ ⎛ 460 ⎞ ⎛ 23 ⎞⎞<br />
⎜( 1.732× 3.039) × ⎜ ⎟+ ( 0.08× 73.775)<br />
× ⎜ ⎟<br />
460 46 460 46<br />
⎟<br />
⎝ + ⎠ ⎝ + ⎠<br />
= ( 1.36× 3.689)<br />
−⎜ ⎟<br />
⎜ ⎛ 23 ⎞<br />
⎟<br />
⎜+ ( 0.08× 73.775)<br />
× ⎜ ⎟<br />
⎟<br />
⎝ ⎝460 + 46 ⎠<br />
⎠<br />
=−0.299 A( −0.060 pu)<br />
การคํานวณหาคากระแสไบแอส<br />
ที่แท็ป<br />
0% ของ Generator transformer และที่แท็ป<br />
0 % ของ Unit transformer<br />
I<br />
bias<br />
⎡ ⎛⎛ 460 ⎞ ⎛<br />
23 ⎞⎞⎤ ⎢ ⎜⎜( 1.732× 2.887) × ⎟+ ⎜(<br />
0.08× 64.152)<br />
× ⎟⎠<br />
460 46 460 46<br />
⎟⎥<br />
⎝ + ⎠ ⎝<br />
+<br />
= ⎢( 1.36× 3.689 ) + ⎜ ⎟⎥/<br />
2<br />
⎢ ⎜ ⎛ 23 ⎞<br />
⎟⎥<br />
⎢ ⎜+ ⎜( 0.08× 64.152)<br />
× ⎟<br />
⎟⎥<br />
⎢⎣ ⎝ ⎝ 460 + 46 ⎠<br />
⎠⎥⎦<br />
= 5.012 A(1.002 pu)<br />
ที่แท็ป<br />
5% ของ Generator transformer และที่แท็ป<br />
-15 % ของ Unit transformer<br />
I<br />
bias<br />
⎡ ⎛⎛ 460 ⎞ ⎛<br />
23 ⎞⎞⎤ ⎢ ⎜⎜( 1.732× 2.749) × ⎟+ ⎜(<br />
0.08× 54.648)<br />
× ⎟⎠<br />
460 46 460 46<br />
⎟⎥<br />
⎝ + ⎠ ⎝<br />
+<br />
= ⎢( 1.36× 3.689 ) + ⎜ ⎟⎥/<br />
2<br />
⎢ ⎜ ⎛ 23 ⎞<br />
⎟⎥<br />
⎢ ⎜+ ⎜( 0.08× 54.648)<br />
× ⎟<br />
⎟⎥<br />
⎢⎣ ⎝ ⎝ 460 + 46 ⎠<br />
⎠⎥⎦<br />
= 4.869 A(0.974 pu)<br />
ที่แท็ป<br />
-5% ของ Generator transformer และที่แท็ป<br />
15 % ของ Unit transformer<br />
I<br />
bias<br />
⎡ ⎛⎛ 460 ⎞ ⎛<br />
23 ⎞⎞⎤ ⎢ ⎜⎜( 1.732× 3.039) × ⎟+ ⎜(<br />
0.08× 73.775)<br />
× ⎟⎠<br />
460 46 460 46<br />
⎟⎥<br />
⎝ + ⎠ ⎝<br />
+<br />
= ⎢( 1.36× 3.689 ) + ⎜ ⎟⎥/<br />
2<br />
⎢ ⎜ ⎛ 23 ⎞<br />
⎟⎥<br />
⎢ ⎜+ ⎜( 0.08× 73.775)<br />
× ⎟<br />
⎟⎥<br />
⎢⎣ ⎝ ⎝ 460 + 46 ⎠<br />
⎠⎥⎦<br />
= 5.167 A(1.033 pu)<br />
174
การคํานวณหาคากระแสทํางาน I = ( I > ) + (20% Slope) × I<br />
ที<br />
และที่แท็ป<br />
0 % ของ Unit transformer<br />
op S bias<br />
่แท็ป 0% ของ Generator transformer I = 1.0A+ 0.2× 5.012A= 2.002A<br />
ที่แท็ป<br />
5% ของ Generator transformer<br />
และที่แท็ป<br />
-15 % ของ Unit transformer<br />
ที<br />
และที่แท็ป<br />
15 % ของ Unit transformer<br />
op<br />
Iop<br />
= 1.0A+ 0.2× 4.869A= 1.974A<br />
่แท็ป -5% ของ Generator transformer I = 1.0A+ 0.2× 5.167A= 2.033A<br />
op<br />
การคํานวณหาคากระแสผลตางแบบฉับพลัน<br />
- รีเลยจะตองไมทํางานโดยกระแสพุงเขาของ<br />
Generator transformer (3.51pu)<br />
- รีเลยจะตองไมทํางานจากกระแสลัดวงจรจากภายนอกเขตปองกันเมื่อ<br />
อิมพีแดนซของ Generator transformer =14 % ที่<br />
460 MVA ∴ 14 %<br />
อิมพีแดนซของ Generator = 24% ที่<br />
446 MVA ∴24 × 460 MVA/ 446 MVA = 24.8%<br />
อิมพีแดนซของ Unit transformer = 10% ที่<br />
23 MVA ∴10 × 460 MVA/ 23 MVA = 200%<br />
∴คาอิมพีแดนซรวม = (24.8% × 200% ) / ( 24.8% + 200% ) + 14% = 36.06%<br />
∴คากระแสลัดวงจร = 460MVA/(<br />
3 × 230 kV ) × 100 / 36.06× 5/ 2000 = 8.006A<br />
∴คากระแสรีเลย = 460MVA/(<br />
3 × 230 kV ) × 5/ 2000 = 2.887 A(1.0 pu)<br />
∴ 8.006 / 2.887 = 2.77 pu<br />
เนื่องจากกระแสพุงเขาของ<br />
Generator transformerมีคาสูงที่<br />
3.51pu นําไปคูณดวยชวงเผื่อ(Margin)<br />
1.5 เทา ดังนั้นจะไดเทากับ<br />
3.51pu× 1.5 = 5.3pu<br />
∴เลือกคากระแสผลตางแบบฉับพลัน (Id>>) = 6.0 pu<br />
สรุปการเซตติ้งการปองกันแบบวัดคาผลตาง(87GT)<br />
คาเริ่มตนทํางานของกระแสผลตาง(Id>)<br />
0.2 pu (ชวงเซตติ้ง<br />
: 0.1 – 0.5 pu , ขั้นละ<br />
0.1 pu )<br />
คาเริ่มตนทํางานของกระแสผลตางแบบฉับพลัน(Id>>)<br />
6.0 pu (ชวงเซตติ้ง<br />
: 5 – 20 pu ,<br />
ขั้นละ<br />
0.5 pu )<br />
175
อัตราสวนดานแรงสูง ( HV ), I S = 1.732<br />
(ชวงเซตติ้ง<br />
: 0.05 – 2 , ขั้นละ<br />
0.01 )<br />
อัตราสวนดานแรงต่ําที่<br />
1 ( LV1), It1 = ( LV1), It2<br />
= 0.08 (ชวงเซตติ้ง<br />
: 0.05 – 2 , ขั้นละ<br />
0.01 )<br />
อัตราสวนดานแรงต่ําที่<br />
2 ( LV 2), I p = 1.36<br />
(ชวงเซตติ้ง<br />
: 0.05 – 2 , ขั้นละ<br />
0.01 )<br />
การแกไขเวคเตอรดานแรงสูง ( HV ), IS = Yd1(<br />
− 30deg)<br />
่ การแกไขเวคเตอรดานแรงต่ําที<br />
1 t t2<br />
การแกไขเวคเตอรดานแรงต่ําที<br />
LV I p Yy<br />
( LV1), I = ( LV1), I = Yy0(0deg)<br />
่ 2 ( 2), = 0(0deg)<br />
ภาพที่<br />
123 กราฟแสดงคุณลักษณะการปองกันผลตาง(87GT)<br />
176
9.4.4 การปองกันการลัดวงจรลงดินโดยใชรีเลยกระแสเกิน(51NGT)<br />
Generator Transformer<br />
Generator<br />
TO 230 kV SYSTEM<br />
2000/5A<br />
Unit Transformer<br />
51<br />
NGT<br />
ภาพที่<br />
124 การปองกันการลัดวงจรลงดินโดยใชรีเลยกระแสเกิน(51NGT)<br />
ขั้นตอนการเซตติ้ง<br />
รีเลยจะตรวจจับการลัดวงจรลงดินในระบบ 230 kV โดยที่รีเลยจะตรวจจับกระแสฟอลตที่มีคาสูง<br />
มากกวา 30% ของกระแสลัดวงจรลงดินของหมอแปลงไฟฟาดานแรงดันสูง เมื่ออัตราสวนหมอ<br />
แปลงกระแส 2000/5A และคาอิมพีแดนซของหมอแปลง 14 %<br />
460MVA 100 5<br />
IO = × × = 20.62A<br />
3 × 232kV<br />
14 2000<br />
30<br />
( IO > ) = 20.62A× = 6.19A<br />
100<br />
เลือกคากระแสเริ่มตอบสนอง(Io>)<br />
= 6.20 A<br />
เลือกคาเวลาทํางาน( to>) = 1.5 วินาที (แบบเวลาในการทํางานคงที : Difinite Time)<br />
เนื่องจากรีเลยจะตองทําการจัดลําดับเวลาในการทํางานรวมกับรีเลยระยะทางโซนที่<br />
3 ของระบบ<br />
สายสงซึ่งมีคาเวลาทํางานที่<br />
1 วินาที ดังนั้นจึงเลือกคาเวลาทํางานของรีเลยกระแสเกินที่<br />
1.5 วินาที<br />
(ชวงของคากระแสที่ใชเซตติ้งคือ<br />
0.4 –16A แบงเปนขั้นละ<br />
0.05 A)<br />
(ชวงของคาเวลาที่ใชเซตติ้งคือ<br />
0.0 –100 วินาที แบงเปนขั้นละ<br />
0.01 วินาที)<br />
177
ภาพที่<br />
125 กราฟแสดงคุณลักษณะการปองกันลัดวงจรลงดินโดยใชรีเลยกระแสเกิน(51NGT)<br />
9.4.5 การปองกันกระแสเกิน(50/51UT) : รีเลยรุน<br />
KCGG 142(ALSTOM)<br />
Generator<br />
TO 230 kV SYSTEM<br />
Generator Transformer<br />
Unit Transformer<br />
1500/5A<br />
ภาพที่<br />
126 การปองกันการลัดวงจรลงดินโดยใชรีเลยกระแสเกิน(50/51UT)<br />
50/51<br />
UT<br />
178
เงื่อนไขการเซตติ้ง<br />
รีเลยตรวจจับการลัดวงจรในตัวหมอแปลงและรีเลยจะตองไมทํางานในสภาวะ<br />
ดังตอไปนี้<br />
- รีเลยจะตองไมทํางานเนื่องจากกระแสที่พิกัด<br />
- รีเลยจะตองทํางานเนื่องจากกระแสลัดวงจร<br />
- รีเลยจะตองไมทํางานเนื่องจากกระแสพุงสนามแมเหล็กของหมอแปลง<br />
- รีเลยจะตองไมทํางานเนื่องจากคากระแสสตารทสูงสุดของมอเตอรที่ตออยูกับสวิทซเกียรที่รับไฟ<br />
จากหมอแปลง<br />
การคํานวณหาคากระแสลัดวงจรดานทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส<br />
อิมพีแดนซของGenerator transformer =14 % ที่<br />
460 MVA ∴14 % * 46 MVA/460 MVA=1.4%<br />
อิมพีแดนซของ Generator = 24% ที่<br />
446 MVA ∴24 × 46 MVA/ 446 MVA = 2.48%<br />
อิมพีแดนซของ Unit transformer = 20% ที่<br />
46 MVA ∴20 %<br />
กระแสลัดวงจรสามเฟส<br />
I<br />
S 3<br />
⎛ ⎞<br />
46MVA ⎜<br />
100<br />
⎟<br />
5<br />
= × ⎜ ⎟×<br />
= 17.7 A(4.8 pu)<br />
3× 24kV<br />
⎜⎛1.4% × 2.48% ⎞ 1500<br />
20%<br />
⎟<br />
⎜⎜ ⎟+<br />
1.4% + 2.48%<br />
⎟<br />
⎝⎝ ⎠ ⎠<br />
กระแสลัดวงจรสองเฟส<br />
I<br />
3<br />
= I × = 15.3(4.15 pu)<br />
2<br />
S2 S3<br />
∴ด ังนั้นคาเซตติ<br />
กระแสของรีเลยที่พิกัด<br />
้งของกระแส (I>>) = 15.3×<br />
2 = 30.6 A(8.3 pu)<br />
46MVA 5<br />
I = × = 3.69 A(1 pu)<br />
3× 24kV<br />
1500<br />
∴ดังนั้นคาเซตติ้งของกระแส<br />
(I>) =<br />
3.69×<br />
1.3 = 4.8 A(1.3 pu)<br />
การคํานวณหาคากระแสขณะสตารทมอเตอร<br />
คากระแสของมอเตอรตัวใหญสุด(Boiler feed pump) :<br />
กระแสที่พิกัด<br />
544 A<br />
กระแสขณะสตารท 3606 A<br />
เวลาในการสตารท 2 S.<br />
179
การคํานวณหาคากระแสดานปฐมภูมิของหมอแปลง<br />
I<br />
M, pri<br />
6.9 5<br />
= ( 3606 − 544) × × = 2.93A<br />
24 1500<br />
การคํานวณหาคากระแสอินพุทของรีเลย<br />
( )<br />
Irelay<br />
= 3.69 + 2.93 = 6.62 A(1.79 pu)<br />
∴จากผลการคํานวณกระแสขณะสตารทมอเตอรมีคาเทากับ 6.62 A (1.79 pu) ในเวลา 2 วินาที<br />
ดังนั้นรีเลยจะไมเกิดการทํางานผิดพลาด<br />
สรุปการเซตติ้งของรีเลยกระแสเกิน(50/51UT)<br />
คาเซตติ้งของกระแส<br />
(I>) = 4.8 A (1.3 pu)<br />
คา TMS = 0.6<br />
เลือกใชกราฟเสนโคง VI30×DT<br />
คาเซตติ้งของกระแส<br />
(I>>) = 30.6 A (8.3 pu)<br />
คาเวลาทํางาน (t>>) = 0.0 วินาที<br />
(ชวงของคากระแส (I>) ที่ใชเซตติ้งคือ<br />
0.4 –16A แบงเปนขั้นละ<br />
0.05 A)<br />
(ชวงของคากระแส (I>>) ที่ใชเซตติ้งคือ<br />
0.4 –160A แบงเปนขั้นละ<br />
0.05 A)<br />
(ชวงของคาเวลาที่ใชเซตติ้งคือ<br />
0.0 –100 วินาที แบงเปนขั้นละ<br />
0.01 วินาที)<br />
(ชวงของคาTMSที่ใชเซตติ้งคือ<br />
0.025 –1.5 แบงเปนขั้นละ<br />
0.025 )<br />
ภาพที่<br />
127 กราฟแสดงคุณลักษณะการปองกันกระแสเกิน(50/51UT)<br />
180
9.4.6 การปองกันแรงดันตอความถี่หรือปองกันการเกิดฟลักซสูงเกิน(59/81G)<br />
รีเลยจะปองกันแกนเหล็กของหมอแปลงไฟฟาและเครื่องกําเนิดไฟฟาที่อาจเกิด<br />
ความรอนสูงเกินเนื่องจากเกิดฟลักซสูงเกิน<br />
ขั้นตอนการเซตติ้ง<br />
อัตราสวนหมอแปลงแรงดัน 24200/110 โวลต<br />
ดังนั้นแรงดันดานทุติยภูมิของหมอแปลงแรงดัน<br />
= 24000 V ×110 /24200 = 109.1 V<br />
แรงดัน/ความถี่<br />
= 109.1 V / 50 Hz = 2.182 V/Hz (1pu)<br />
∴คาเซตติ้งสําหรับสัญญาณเตือน<br />
= 2.182 V/Hz × 1.05 pu = 2.29 V/Hz ที่<br />
0.1 วินาที<br />
∴คาเซตติ้งสําหรับทริป<br />
= 2.182 V/Hz × 1.05 pu = 2.29 V/Hz ที่<br />
30 วินาที<br />
∴คาเซตติ้งสําหรับทริป<br />
= 2.182 V/Hz × 1.18 pu = 2.57 V/Hz ที่<br />
2.0 วินาที<br />
สรุปการเซตติ้งรีเลยแรงดันตอความถี่<br />
กราฟคุณลักษณะของรีเลยแรงดัน/ความถี่<br />
= Definite Time<br />
คาเซตติ้งแรงดัน/ความถี่สําหรับทริป<br />
= 2.57 V/Hz (1.18 pu)<br />
คาเซตติ้งเวลาในการทริป<br />
= 2.0 วินาที<br />
คาเซตติ้งแรงดัน/ความถี่สําหรับสัญญาณเตือน<br />
= 2.29 V/Hz (1.05 pu)<br />
คาเซตติ้งเวลาในสัญญาณเตือน<br />
= 0.1 วินาที<br />
คาเซตติ้งเวลาชวย=<br />
29.9 วินาที (ทริปที่เวลา<br />
= 0.1+29.9 = 30 วินาที)<br />
ภาพที่<br />
128 กราฟแสดงคุณลักษณะการปองกันแรงดันตอความถี่<br />
181
9.5 กรณีศึกษาที่<br />
5 การปองกันหมอแปลงโรงไฟฟาพลังความรอนรวมราชบุรี<br />
1200/5A<br />
12000/5A<br />
1000/5A<br />
SR745<br />
87T<br />
51T<br />
51TN<br />
ภาพที่<br />
129 การปองกันหมอแปลงไฟฟาของโรงไฟฟาพลังความรอนรวมราชบุรี<br />
ขอมูลหมอแปลงไฟฟากําลัง<br />
กระแสลัดวงจรสามเฟสดานสายสงแรงดัน 230 kV = 15604 A<br />
กระแสลัดวงจรจากเฟสลงดิน = 19868 A<br />
อิมพีแดนซหมอแปลง = 8.33% ที่พิกัด<br />
161 MVA<br />
พิกัดแรงดันไฟฟาของหมอแปลง = 241.5/18 kV :(สตาร)/ (เดลตา)<br />
ขอมูลรีเลยและหมอแปลงกระแส<br />
บริษัทผูผลิต<br />
: General Electric – Multilin<br />
รีเลยรุน<br />
: SR745W2P5G5HI<br />
ชวงทํางานของรีเลย : ฟงกชันวัดตคาผลตาง 0.05-1.00 * 5A , 0.01(step)<br />
: ฟงกชันกระแสเกินที่เฟสและการลัดวงจรลงดิน<br />
0.05-5.00 * 5A , 0.01(step)<br />
182
อัตราสวนหมอแปลงกระแส(เฟส)ดานแรงสูง 1200/5 (ขดลวดชุดที่<br />
1)<br />
อัตราสวนหมอแปลงกระแส(นิวตรอล)ดานแรงสูง 1000/5<br />
อัตราสวนหมอแปลงกระแส(เฟส)ดานนิวตรอลของเครื่องกําเนิดไฟฟา<br />
12000/5 (ขดลวดชุดที่<br />
2)<br />
การคํานวณคาเซตติ้งของการปองกันแบบวัดคาผลตาง(87T)<br />
หลักการเซตติ้งฟงกชันของรีเลย<br />
87T จะมีฟงกชันการแกไขอัตราสวนหมอแปลงกระแสที่ไม<br />
ตรงกันและคากระแสผลตาง(IDIFF) = (กระแสของขดลวดชุดที่<br />
1) – (กระแสของขดลวดชุดที่<br />
2)<br />
นอกจากนี้ยังมีฟงกชันการวัดคาผลตางฉับพลันซึ่งจะทํางานสําหรับฟอลตที่เกิดภายในเขตปองกัน<br />
และมีการเซตติ้งของฮารมอนิคที่<br />
2 เพื่อปองกันการทํางานที่ผิดพลาด<br />
I CT<br />
I CT<br />
I1 OA<br />
= MVA /( 3 × HV ) =<br />
= MVA /( 3 × LV ) =<br />
I 2<br />
OA<br />
1<br />
2<br />
=<br />
=<br />
384 . 9<br />
5163 . 9<br />
× 5<br />
× 5<br />
I DIFF = I CT 1 + I CT<br />
/ 1200<br />
2<br />
/ 1200<br />
=<br />
=<br />
384.<br />
9<br />
5163 . 9<br />
1.<br />
604<br />
=<br />
2.<br />
152<br />
2.<br />
152<br />
−1.<br />
604 =<br />
คาตัวคูณของพิกัดหมอแปลง = 0.548/5A = 0.11<br />
ดังนั้นจะไดคาเริ่มตอบสนองของเปอรเซนตคาผลตาง<br />
= 0.11<br />
คาเริ่มตอบสนองของคาผลตางแบบฉับพลัน<br />
= 8.0<br />
8.0In<br />
1.0In<br />
I-diff<br />
0.11In<br />
1.0In<br />
Instantaneous Diff = 8.0In<br />
Slope 1 = 25%<br />
Kneepoint = 6<br />
6.0In<br />
0.<br />
548<br />
Slope 2 = 50%<br />
ภาพที่<br />
130 กราฟคุณลักษณะของรีเลยปองกันผลตาง 87T (SR745)<br />
A<br />
I-restraint<br />
183
การคํานวนคาเซตติ้งของการปองกันกระแสเกินที่เฟส(51T)<br />
หลักการเซตติ้งฟงกชันของรีเลย<br />
51T จะใชกราฟคุณลักษณะ B (BS142) ของมาตรฐาน IEC โดยทํา<br />
การเซตคาเริ่มตอบสนอง(Pickup)ที่<br />
200 % ของพิกัดหมอแปลงที่มีการระบายความรอนโดยอากาศ<br />
ธรรมชาติ(OA) และเซตคา Time dial ใหมีลําดับการปองกันสอดคลองกับกราฟคุณลัษณะขีด<br />
ความสามารถทางความรอนและทางกลซึ่งตรงตามมาตรฐาน<br />
IEEE C57.109-1993 ซึ่งจะไดผลการ<br />
เซตติ้งดังนี้<br />
คาเริ่มตอบสนองของการปองกันกระแสเกิน<br />
= 384.9 A* 200% = 769.8 A<br />
กระแสดานทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส = 769.8*(5/1200) = 3.2 A<br />
คาตัวคูณของพิกัดหมอแปลง = 3.2/5A = 0.64<br />
คา Time dial ที่บริษัทผูผลิตแนะนํา<br />
= 0.39<br />
ภาพที่<br />
131 กราฟแสดงการปองกันกระแสเกินที่เฟส(51T)<br />
184
การคํานวนคาเซตติ้งของการปองกันกระแสเกินที่จุดตอลงดิน(51TN)<br />
หลักการเซตติ้งฟงกชันของรีเลย<br />
51TN จะใชกราฟคุณลักษณะ B (BS142) ของมาตรฐาน IEC โดย<br />
ทําการเซตคาเริ่มตอบสนอง(Pickup)ที่<br />
78 % ของคาเริ่มตอบสนองของการปองกันกระแสเกินที่เฟส<br />
และเซตคา Time dial ใหมีลําดับการปองกันสอดคลองกับกราฟคุณลัษณะขีดความสามารถทาง<br />
ความรอนและทางกลซึ่งตรงตามมาตรฐาน<br />
IEEE C57.109-1993 ซึ่งจะไดผลการเซตติ้งดังนี้<br />
คาเริ่มตอบสนองของการปองกันกระแสเกิน<br />
= 769.8 A* 78% = 600 A<br />
กระแสดานทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส = 600*(5/1000) = 3.0 A<br />
คาตัวคูณของพิกัดหมอแปลง = 3.0/5A = 0.60<br />
คา Time dial ที่บริษัทผูผลิตแนะนํา<br />
= 0.50<br />
ภาพที่<br />
132 กราฟแสดงการปองกันกระแสเกินที่จุดตอลงดิน(51TN)<br />
185
สรุปการเซตติ้งการปองกันหมอแปลงไฟฟาของโรงไฟฟาพลังความรอนรวมราชบุรี<br />
การปองกันผลตาง เนื่องจากรีเลย<br />
SR 745 เปนรีเลยดิจิตอลที่มีการปองกันวัดคาผลตางแบบ<br />
2 เสน<br />
โคงความชันและมีพารามิเตอรดังนี้<br />
คากระแสเริ่มตอบสนองต่ําสุด(Percent<br />
differential pickup) = 0.11<br />
เสนโคงความชันที่<br />
1(Percent differential slope1) = 25 %<br />
จุดเปลี่ยนความชัน(Percent<br />
differential kneepoint) = 6.0 In<br />
เสนโคงความชันที่<br />
2 (Percent differential slope2) = 50 %<br />
ฟงกชันฮารมอนิกที่<br />
2 (2nd Harmonic inhibit level) = 20.0 %ของความถี่มูลฐาน<br />
การปองกันแบบวัดคาผลตางแบบฉับพลัน(Instantaneous differential pickup) = 8.0<br />
การปองกันกระแสเกิน(เฟส)<br />
คาตัวคูณของพิกัดหมอแปลง (Phase time O/C pickup) = 0.64<br />
เลือกเสนโคง(Phase time O/C shape) = IEC curve B<br />
คา Time dial (Phase time O/C multiplier) = 0.39<br />
การปองกันกระแสเกินที<br />
่จุดตอลงดิน<br />
คาตัวคูณของพิกัดหมอแปลง(Ground time O/C pickup) = 0.60<br />
เลือกเสนโคง(Ground time O/C shape) = IEC curve B<br />
คา Time dial (Ground time O/C multiplier) = 0.50<br />
186
10. การปองกันหมอแปลงระเบิดและเกิดไฟไหม<br />
ระบบปองกันหมอแปลงระเบิดและเกิดไฟไหมนี้เปนการปองกันรูปแบบใหมที่นํามาใชกับ<br />
หมอแปลงฉนวนน้ํามันซึ่งชวยปองกันและลดความเสียหายของชิ้นสวนหลักเชน<br />
แกนเหล็ก ขดลวด<br />
หรือตัวถังของหมอแปลงเปนตน แตระบบปองกันนี้ยังไมใชการปองกันหลักที่จําเปนขึ้นอยูกับ<br />
ความตองการของผูใชงาน(Customer<br />
or Owner)<br />
10.1 สาเหตุของการระเบิดและเกิดไฟไหม<br />
สาเหตุเปนผลสืบเนื่องมาจากการเบรกดาวนของฉนวนน้ํามันภายในตัวถังหมอแปลง<br />
ซึ่งอาจจะเกิดจากภาวะโหลดเกิน<br />
แรงดันเสิรจที่เกิดจากฟาผาหรือจากการสวิทชิ่ง<br />
และความเสื่อม<br />
สภาพของฉนวน เมื่อน้ํามันในหมอแปลงรอนจัดน้ํามันหมอแปลงจะเดือดและแตกตัวเปนกาชที่ติด<br />
ไฟประเภท ไฮโดรเจน บีเทน อาซีทีลิน พรอมกับมีแรงดันภายในตัวถังหมอแปลง เมื่อแรงดันสูงขึ้น<br />
อยางรวดเร็วแลวทําใหหมอแปลงระเบิดและจะเกิดไฟไหมตามมาโดยสามารถสรุปขั้นตอนการ<br />
ระเบิดไดดังนี้<br />
- เกิดการลัดวงจรภายในหมอแปลง(A)<br />
- อุณหภูมิของฉนวนน้ํามันภายในตัวถังหมอแปลงสูงขึ้นอยางรวดเร็ว(B)<br />
- น้ํามันภายในตัวถังรอนจัดทําใหฉนวนน้ํามันแตกตัวเกิดเปนกาชที่ติดไฟ(C)<br />
- เกิดความดันสูงขึ้นภายในตัวถังอยางรวดเร็ว(D)<br />
- เกิดการระเบิดในที่สุดโดยใชเวลารวมประมาณ<br />
0.1 วินาที<br />
ภาพที่<br />
133 ขั้นตอนการระเบิดของหมอแปลง<br />
187
10.2 ชุดอุปกรณระบบปองกันการระเบิดและเกิดไฟไหม<br />
ชุดอุปกรณระบบปองกันนี้สามารถปองกันการระเบิดของหมอแปลงในเวลา<br />
ประมาณ 0.04 วินาที โดยที่ชุดอุปกรณปองกันจะยุติขบวนการระเบิดที่ตําแหนง<br />
B ดังแสดงในภาพ<br />
ที่<br />
133 นอกจากนี้ในภาพที่<br />
134 แสดงชุดอุปกรณของระบบปองกันที่แบงออกเปนหลายสวนดังนี้<br />
หมายเลข 1และ2 คือชุดลดระดับความดัน(Depressurisation sets) หมายเลข 3 และ4 คือชุดกําจัด<br />
กาช(Explosive gas elimination sets) หมายเลข 5 และ6 คือชุดแยกน้ํามันออกจากกาช(Oil-gases<br />
separation sets) หมายเลข 7 คือวาลวปดถังคอนเซอรเวเตอร(Conservator shutter) หมายเลข 8 คือ<br />
แผงควบคุม(Control box)<br />
ภาพที่<br />
134 ชุดอุปกรณของระบบปองกัน<br />
10.2.1 ชุดลดระดับความดัน(Depressurisation Sets) แสดงในภาพที่<br />
135<br />
ประกอบดวยสวนที่สําคัญไดแกแผนรับแรงกระแทก(Rupture<br />
disk : D) ทําหนาที่ปลอยความดันที่<br />
สูงเกินและทอลดความดันของฉนวนน้ํามัน(Decompression<br />
chamber : E) เมื่อเกิดความดันสูงใน<br />
หมอแปลงแผนรับแรงกระแทกจะแตกและน้ํามันที่มีความดันสูงจะไหลเขาสูทอลดความดัน<br />
188
ภาพที่<br />
135 ชุดลดระดับความดัน(Depressurisation Sets)<br />
10.2.2 ชุดกําจัดกาช(Explosive gas elimination sets) อุปกรณชุดนี้ชวยรักษา<br />
สภาพแวดลอมภายในหมอแปลงโดยการฉีดไนโตรเจนเขาที่ดานลางของตัวถังหมอแปลงและฉีด<br />
ไนโตรเจนเขาที่ถังของตัวเปลี่ยนแท็ป<br />
โดยที่จะฉีดไนโตรเจนหลังจากไดรับสัญญาณจากชุดลด<br />
ระดับความดัน ปริมาณไนโตรเจนขึ้นอยูกับขนาดของหมอแปลง<br />
ชุดกําจัดกาชแสดงในภาพที่<br />
136<br />
10.2.3 ชุดแยกน้ํามันออกจากกาช(Oil-gases<br />
separation sets) อุปกรณชุดนี้จะ<br />
ประกอบดวยถังแยกน้ํามันออกจากกาชหรืออาจจะเปนแบบบอพักขึ้นอยูกับทําเลที่ตั้ง<br />
โดยการ<br />
ทํางานของชุดนี้จะแยกกาชออกจากน้ํามันและกาชนี้จะถูกแยกและระบายออกทางทอระบาย<br />
ชุด<br />
แยกน้ํามันออกจากกาชแสดงในภาพที่<br />
137<br />
10.2.4 วาลวปดถังคอนเซอรเวเตอร(Conservator shutter) วาลวนี้ทําหนาที่ปองกัน<br />
น้ํามันที่อยูในถังคอนเซอรเวเตอรไหลลงมาที่ตัวถังหลักของหมอแปลงดังแสดงในภาพที่<br />
138<br />
189
ภาพที่<br />
136 ชุดกําจัดกาช(Explosive gas elimination sets)<br />
ภาพที่<br />
137 ชุดแยกน้ํามันออกจากกาช(Oil-gases<br />
separation sets)<br />
190
10.2.5 แผงควบคุม(Control box) ทําหนาที่ควบคุมการทํางานของระบบปองกันการ<br />
ระเบิดโดยจะติดตั้งอยูในหองควบคุม<br />
แสดงในภาพที่<br />
139<br />
ภาพที่<br />
138 วาลวปดถังคอนเซอรเวเตอร(Conservator shutter)<br />
ภาพที่<br />
139 แผงควบคุม(Control box)<br />
191
10.3 การทํางานของระบบปองกันหมอแปลงระเบิดและเกิดไฟไหม<br />
10.3.1 เมื่อเกิดความดันภายในตัวถังหมอแปลงสูงขึ้นผิดปกติ(ภาพที่140<br />
หมายเลข1 )<br />
10.3.2 ชุดลดระดับความดันทํางาน แผนรับแรงกระแทกจะแตกทําใหน้ํามันที่มีความ<br />
ดันสูงไหลผานเขาสูทอลดความดัน(ภาพที่140<br />
หมายเลข 2 และ 3 )<br />
10.3.3 น้ํามันและกาชไหลลงสูถังแยกน้ํามันกับกาชหรือลงบอรองรับ(หมายเลข<br />
5 )<br />
โดยที่วาลวที่ตําแหนงหมายเลข<br />
4 ทํางาน(ภาพที่140)<br />
10.3.4 วาลวปดถังคอนเซอรเวเตอรทํางานอยูในตําแหนงปดวาลว(ภาพที่140<br />
หมายเลข 6 )<br />
10.3.5 อากาศจากภายนอกไมสามารถสัมผัสน้ํามันและกาชไดเนื่องจากวาลวปองกัน<br />
อากาศเขาอยูในตําแหนงปด<br />
10.3.6 เมื่อชุดลดความดันทํางานจะสงสัญญาณไปยังแผงควบคุมรวมทั้งสัญญาณจาก<br />
อุปกรณปองกันอื่นๆเชน<br />
บุคโฮลซรีเลย รีเลยกระแสเกิน รีเลยวัดคาผลตาง และสั่งใหฉีดไนโตรเจน<br />
เขาในตัวถังหมอแปลง(ภาพที่141<br />
หมายเลข 8 และ 9 )<br />
10.3.7 เมื่อไนโตรเจนไหลเขาสูภายในตัวถังแลว<br />
วาลวปองกันอากาศเขาจะเปดออก<br />
กาชจะไหลออกทางทอที่อยูดานนอกอาคารหรืออยูไกลจากหมอแปลง(ภาพที่141<br />
หมายเลข 7 )<br />
10.3.8 กาชที่ระเบิดและกาชที่ลุกไหมเปนเปลวไฟจะระบายออกทางทอระบาย(ภาพ<br />
ที่141<br />
หมายเลข 10 )<br />
10.3.9 ไนโตรเจนจะปกคลุมในถังหมอแปลงและดับไฟที่อยูในทอระบายภายนอก<br />
อาคาร(ภาพที่142<br />
หมายเลข 11 และ 12 )<br />
10.3.10 ไนโตรเจนจะฉีดเขาภายในตัวถังหมอแปลงประมาณ 45นาทีเพื่อใหแนใจวา<br />
ปลอดภัยหลังจากนั้นทําการซอมแซมสวนที่ไดรับความเสียหาย<br />
192
ภาพที่<br />
140 การทํางานของระบบปองกันหมอแปลงระเบิด<br />
ภาพที่<br />
141 การทํางานของระบบปองกันหมอแปลงระเบิด<br />
ภาพที่142<br />
การทํางานของระบบปองกันหมอแปลงระเบิด<br />
193
10.4 ลอจิกไดอะแกรมของแผงควบคุม<br />
10.4.1 การปองกันการระเบิด เมื่อระดับความดันสูงถึงจุดวิกิตชุดลดระดับความดัน<br />
จะทํางานและสงสัญญาณไปยังแผงควบคุมและชุดกําจัดกาชจะทํางานโดยแสดงในภาพที่143<br />
10.4.2 การดับไฟ การฉีดไนโตรเจนเขาภายในหมอแปลงเพื่อดับไฟใชเปนการ<br />
ปองกันสํารองตอจากการปองกันการระเบิดในกรณีที่เกิดไฟลุกไหม<br />
โดยที่ตัวตรวจจับไฟจะสง<br />
สัญญาณไปยังแผงควบคุมรวมทั้งสัญญาณจากอุปกรณปองกันหลักอื่นๆดวยโดยแสดงในภาพที่144<br />
ภาพที่143<br />
ลอจิกไดอะแกรมของการปองกันการระเบิด<br />
ภาพที่144<br />
ลอจิกไดอะแกรมของการดับไฟ<br />
194
11. ความแตกตางทางดานโครงสรางของหมอแปลง<br />
11.1 โครงสรางแกนเหล็ก<br />
จากที่ทราบกันดีวาหมอแปลงสามารถแบงออกตามลักษณะฉนวนไดสองชนิดคือ<br />
หมอแปลงแบบแหงหรือฉนวนแหงและหมอแปลงแบบฉนวนเหลว เมื่อดูจากโครงสราง<br />
สนามแมเหล็กจะเห็นวาหมอแปลงแบบแหงจะมีโครงสรางสนามแมเหล็กแบบคอรเพียงอยางเดียว<br />
ขณะที่หมอแปลงฉนวนเหลวจะมีโครงสรางสนามแมเหล็กทั้งแบบคอรและแบบเชล<br />
เนื่องจาก<br />
ลักษณะการจัดวางขดลวดและแกนเหล็กมีขอจํากัดที่แตกตางกัน<br />
หมอแปลงแบบแหงจัดวางแกน<br />
เหล็กแบบแนวตั้งเพียงอยางเดียวซึ่งเปนลักษณะเฉพาะของโครงสรางสนามแมเหล็กแบบคอร<br />
ขณะที่โครงสรางสนามแมเหล็กแบบเชลสามารถจัดวางแกนเหล็ไดทั้งแนวตั้งและแนวนอน<br />
นอกจากนี้โครงสรางแกนเหล็กของหมอแปลงแบบแหงจะเปนแบบหนึ่งเฟสสองขาสําหรับหมอ<br />
แปลงหนึ่งเฟสและแบบสามเฟสสามขาสําหรับหมอแปลงสามเฟส<br />
เหตุผลเนื่องจากหมอแปลงแบบ<br />
แหงจะมีพิกัดกําลังไมสูงมากนักตามมาตรฐาน IEEE สูงสุดที่ประมาณ<br />
20 MVA สวนตามมาตรฐาน<br />
ผูผลิตมีพิกัดสูงสุดที่<br />
30 MVA และอุปกรณที่ใชระบายความรอนมีเพียงแคพัดลมระบายความรอน<br />
เทานั้น<br />
ในขณะที่หมอแปลงขนาดใหญๆจะเปนหมอแปลงแบบฉนวนเหลว<br />
โดยเฉพาะอยางยิ่งหมอ<br />
แปลงแบบฉนวนเหลวที่มีขนาดใหญมากๆหลายรอย<br />
MVA โครงสรางสนามแมเหล็กจะเปนแบบ<br />
เชลสวนโครงสรางสนามแมเหล็กแบบคอรจะมีปญหาเรื่องฟลักซรั่วไหลที่เพิ่มตามพิกัดหมอแปลง<br />
รวมถึงขอจํากัดดานความสูงของหมอแปลงในการขนสง ดังนั้นหมอแปลงแบบคอรขนาดใหญสาม<br />
เฟสจะใชแกนเหล็กแบบหาขาและหมอแปลงหนึ่งเฟสจะใชแกนเหล็กแบบสามขาหรือแบบสี่ขา<br />
(แสดงในภาพที่<br />
10 หนา 16) โดยที่ขาดานขาง(Side<br />
leg) ที่เพิ่มขึ้นมาจะชวยเพิ่มความแข็งแรงของ<br />
ตัวถังอีกดวย ในสวนพื้นที่ดานกวางของโยค(Yoke)<br />
ทั้งดานบนและดานลางมีขนาดเล็กลงดานละ<br />
50 %<br />
1.2 โครงสรางขดลวด<br />
ขดลวดของหมอแปลงจะแบงการพันออกเปนสองลักษณะตามโครงสรางแกนเหล็ก<br />
แบบคอรและแบบเชล โดยที่การพันขดลวดตามโครงสรางแกนเหล็กแบบคอรแบงออกไดเปนสี่<br />
แบบไดแก แบบกนหอยเหมาะสําหรับขดลวดแรงต่ําหรือรับกระแสสูง<br />
แบบที่สองคือแบบแผนจาน<br />
เหมาะสําหรับขดลวดแรงสูง แบบที่สามคือแบบทรงกระบอกใชไดทั้งขดลวดแรงสูงและแรงต่ํา<br />
195
นิยมใชกับหมอแปลงที่มีตัวเปลี่ยนแท็ปเนื่องจากจะใหการกระจายของกระแสตอรอบมีความ<br />
สม่ําเสมอตลอลความยาวขดลวด<br />
และแบบที่สี่คือแบบสลับขามบนลาง<br />
เหมาะสําหรับขดลวดแรงสูง<br />
ของหมอแปลงขนาดเล็ก ในสวนการพันขดลวดตามโครงสรางแกนเหล็กแบบเชลจะมีลักษณะเปน<br />
แผนแซนวิช ซึ่งลักษณะการพันที่กลาวมานั้นเราเรียกวาเปนการพันแบบเรียงลําดับเปนชั้น(Layer)<br />
แสดงในภาพที่<br />
14 ถึง 19 และตัวนําเปนทองแดง นอกจากนี้ในปจจุบันขดลวดของหมอแปลงแบบ<br />
แหงไดนําอลูมิเนียมมาใชเปนขดลวดตัวนําและมีลักษณะเปนแผน(Foil)หุมดวยฉนวนทนไฟ<br />
(Epoxy resin)<br />
หมอแปลงโดยทั่วไปจะพันแบบเรียงลําดับเปนชั้นขนาดเล็กตั้งแต<br />
1 kVA ไปจนถึง<br />
1,000 MVA สวนขดลวดแบบแผน(Foil) จะใชกับหมอแปลงแบบแหงเพียงอยางเดียวซึ่งขอดีของ<br />
ตัวนําอลูมิเนียมคือมีสัมประสิทธิ์การขยายตัวใกลเคียงกับฉนวนหุมขดลวดชนิดอีพอกซี่<br />
เรซิน เมื่อ<br />
ไดรับความรอนจากการเพิ่มขึ้นและลดลงของกระแสขณะจายโหลด<br />
ในมุมมองของผูใชงานหรือผู<br />
ซื้อหมอแปลงเราจะไมกําหนดรายละเอียดของการพันซึ่งเปนเรื่องของผูออกแบบและผูผลิตหมอ<br />
แปลงแตผูใชงานหรือผูซื้อจะพิจารณาถึงวัสดุของขดลวดมากกวา<br />
1.3 โครงสรางตัวถังหมอแปลง<br />
หมอแปลงแบบฉนวนเหลวจะตองมีตัวถังหอหุมขดลวดและปองกันฉนวนเหลวไมให<br />
สัมผัสอากาศภายนอก สิ่งที่เปนตัวกําหนดลักษณะของตัวถังคือพิกัดกําลังของหมอแปลง<br />
หมอ<br />
แปลงขนาดไมเกิน 500 kVA จะเปนตัวถังแบบเรียบ ซึ่งจะเห็นไดตามเสาไฟฟาในระบบจําหนาย<br />
แรงต่ําที่ระดับแรงดันประมาณ<br />
(11-33 kV/400-480 V) และที่พิกัดกําลังของหมอแปลงขนาดตั้งแต<br />
50-4000 kVA จะเปนตัวถังแบบที่มีแผงระบายความรอนพรอมทั้งมีอุปกรณระบายความรอนไดแก<br />
พัดลมและปมน้ํามันสําหรับการไหลเวียนฉนวนเหลว<br />
และในกรณีที่มีพิกัดกําลังสูงกวา1,000<br />
MVA<br />
ที่ตัวถังไมสามารถติดตั้งแผงระบายความรอนไดจะใชการติดตั้งแผลระบายความรอนแยกออกจาก<br />
ตัวถังแลวใชการตอทอถึงกัน<br />
12. ความแตกตางทางดานราคาของหมอแปลง<br />
ปจจัยที่มีผลตอราคาของหมอแปลงไดแก<br />
ระดับแรงดัน ชนิดของหมอแปลงวาเปนแบบ<br />
แหงหรือแบบฉนวนเหลว และขนาดพิกัดกําลัง ระดับแรงดันที่สูงราคาจะแพงขึ้นเนื่องจากระดับ<br />
196
ฉนวนของอุปกรณตองสูงขึ้นตามระดับแรงดันเชนระดับฉนวนของบุชชิ่ง<br />
ในสวนชนิดของหมอ<br />
แปลงขึ้นอยูกับลักษณะการใชงานหมอแปลง<br />
และขนาดพิกัดกําลังที่สูงขึ้นตองใชขนาดตัวนําที่ใหญ<br />
ขึ้นเพื่อรับและจายกระแสไดมากและจํานวนรอบที่มากขึ้นทําใหไดระดับแรงดันที่สูงตามมา<br />
และ<br />
จากการศึกษาขอมูลของราคาหมอแปลงในระบบจําหนายแรงดันต่ํา(11-33<br />
kV/400-480 V) ที่พิกัด<br />
กําลังเดียวกันที่แรงดัน<br />
33 kV จะแพงกวาที่แรงดัน<br />
22 kV ประมาณ 30 % ในขณะที่ระดับแรงดัน<br />
22<br />
kV จะแพงกวาที่ระดับแรงดัน<br />
11-12 kV ประมาณ 10 % และเมื่อเปรียบเทียบระหวางหมอแปลง<br />
แบบแหงกับหมอแปลงแบบฉนวนเหลว(ในที่นี้หมายถึงฉนวนน้ํามัน)<br />
ที่ระดับแรงดันเดียวกันและ<br />
พิกัดกําลังเทากัน ราคาหมอแปลงแบบแหงจะแพงกวาประมาณ 2 ~ 2.5 เทา เหตุผลเนื่องจากฉนวน<br />
ของขดลวดหมอแปลงแบบแหงถูกออกแบบมาใหสูงกวาโดยจะใชที่คลาส<br />
B(135 องศา) F(155<br />
องศา) และ H(220 องศา) ขณะที่หมอแปลงแบบฉนวนน้ํามันจะใชที่คลาส<br />
A (105 องศา) นอกจากนี้<br />
อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสูงสุดของหมอแปลงแบบแหงมีตั้งแต<br />
80 องศา 115 องศา และ 150 องศาโดยใช<br />
พัดลมระบายความรอนเพียงอยางเดียวขณะที่หมอแปลงฉนวนน้ํามันมีอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสูงสุดที่<br />
55<br />
องศา และ 65 องศา โดยมีอุปกรณระบายความรอนไดแก พัดลมและปมน้ํามัน<br />
นอกจากนี้ถาเปรียบเทียบดานวิธีระบายความรอนของหมอแปลงฉนวนเหลวที่พิกัดกําลัง<br />
และพิกัดแรงดันเดียวกัน(ตารางที่<br />
2 หนา 28) เราพบวาการระบายความรอนแบบอาศัยการไหลเวียน<br />
ตามธรรมชาติของน้ํามันและอากาศ(ONAN)<br />
จะมีราคาแพงที่สุดและจะแพงกวาการระบายความ<br />
รอนแบบสูบและฉีดน้ํามันผานปมและเปาอากาศ(OFAF)<br />
และแบบใหน้ํามันไหลผานขดลวด<br />
โดยตรงและเปาอากาศ(ODAF) ตามลําดับโดยจะแพงกวาประมาณ 10-20% เหตุผลเนื่องจากหมอ<br />
แปลงแบบ ONAN จะตองออกแบบใหมีขนาดใหญกวาเพื่อการระบายความรอนที่เพียงพอตอ<br />
อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสูงสุดตามที่กําหนด<br />
ขณะที่หมอแปลงแบบ<br />
ODAF จะมีขนาดเล็กสุดเนื่องจาก<br />
สามารถนําพาความรอนจากขดลวดไดดีกวา หมอแปลงขนาดใหญจะมีราคาอยูที่ประมาณ<br />
10,000<br />
US ดอลลารตอ 1 MVA<br />
และเมื่อพูดถึงฉนวนเหลวของหมอแปลงเราสามารถแบงออกไดเปนสี่ชนิดไดแก<br />
ฉนวน<br />
น้ํามัน(Mineral<br />
oil) ซึ่งนิยมใชอยางแพรหลายตั้งแต<br />
1 kVA ไปจนถึง 1,000 MVA มีราคาถูกที่สุดแต<br />
สามารถลุกติดไฟไดเมื่อเกิดการระเบิดของหมอแปลง<br />
ชนิดที่สองคือ<br />
ฉนวนเหลว R-temp คือฉนวน<br />
ระบายความรอนทนไฟที่ทําจากไฮโดรคารบอนและไมกอใหเกิดสารพิษ<br />
ราคาจะแพงกวาฉนวน<br />
น้ํามันประมาณ<br />
3-5 เทา ชนิดที่สามคือฉนวนเหลวซิลิโคนเปนฉนวนระบายความรอนทนไฟอีก<br />
ชนิดหนึ่งมีคุรสมบัติทนไฟดีกวาชนิด<br />
R-temp เหมาะสําหรับสถานที่ๆมีความเสี่ยงตอการเกิดไฟ<br />
197
ไหมสูงและมีราคาแพงกวา R-temp ประมาณ 3 เทา และชนิดที่สี่คือ<br />
ฉนวนเหลว Envirotemp FR 3<br />
เปนฉนวนระบายความรอนทนไฟที่ไดจากาน้ํามันในเมล็ดพืชไมกอใหเกิดสารพิษ<br />
ฉนวนเหลว<br />
ตั้งแตชนิดที่สองถึงชนิดที่สี่<br />
ยังไมพบในหมอแปลงของ กฟผ. ซึ่งสวนใหญจะเปนฉนวนน้ํามันแตมี<br />
ระบบปองกันทางไฟฟาและทางกลที่รัดกุมพรอมทั้งมีระบบทอน้ําดับไฟ(Fire<br />
fighting) และกําแพง<br />
ทนไฟ(Fire wall) ปองกันอีกระดับหนึ่ง<br />
แตปจจุบัน กฟน. ไดมีการใชงานหมอแปลงฉนวนเหลว<br />
แบบ ซิลิโคนและ R-temp ในบริเวณชุมชนเมืองที่มีที่พักอาศัยจํานวนมาก<br />
198
1. การปองกันทางกล<br />
วิจารณผล<br />
การปองกันทางกลเปนการปองกันหมอแปลงฉนวนเหลวเพียงอยางเดียว และเกี่ยวของกับ<br />
ความดันที่เกิดขึ้นภายในตัวถัง<br />
ที่มีสาเหตุมาจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ํามัน<br />
การลัดวงจร<br />
ภายในตัวถังหมอแปลง<br />
1.1 อุปกรณปลอยความดัน(Pressure Relief Device)<br />
อุปกรณตัวนี้ถือไดวาเปนอุปกรณ<br />
ที่สําคัญกับหมอแปลงฉนวนเหลวทุกประเภทตั้งแต<br />
หมอแปลงขนาดเล็กจนถึงขนาดใหญ โดยปกติผูใชงานหรือผูซื้อหมอแปลงสามารถเลือกไดเพียงวา<br />
จะมีอุปกรณปลอยความดันติดตั้งมาพรอมกับหมอแปลงดวยหรือไมสวนคาเซตติ้งความดันที่<br />
แนนอนทางบริษัทผูผลิตหมอแปลงจะคํานวณใหเหมาะสมกับพิกัดความดันของตัวถังหมอแปลง<br />
และสั่งซื้อจากผูผลิตอุปกรณปลอยความดันอีกทอดหนึ่ง<br />
ขอมูลที่ผูผลิตอุปกรณปลอยความดันตัอง<br />
การทราบไดแก คาเซตติ้งที่ตองการ<br />
ชนิดของฉนวนเหลวหรือกาช ตําแหนงที่ติดตั้ง(แนวตั้งหรือ<br />
แนวนอน)และอุปกรณเสริมเชน หนาสัมผัสของสัญญาณเตือนทางไฟฟา<br />
1.2 รีเลยความดันทันทีทันใด(Sudden Pressure Relay)<br />
เนื่องจากรีเลยความดันทันทีทันใดมีความไวตอการลัดวงจรที่เกิดขึ้นภายในตัวถังหมอ<br />
แปลงมากกวารีเลยวัดคาผลตางและรีเลยกระแสเกิน แตการเลือกใชงานสัญญาณที่ไดจากรีเลยความ<br />
ดันทันทีทันใดวาจะใชเปนสัญญาณเตือนหรือสั่งทริปนั้นนอกจากปจจัยเกี่ยวกับแผนดินไหวแลว<br />
ยังคงขึ้นอยูกับวามีการใชอุปกรณปองกันทางไฟฟาเชน<br />
รีเลยกระแสเกินหรือรีเลยวัดคาผลตางรวม<br />
ดวยหรือไม ยกตัวอยาง 2 กรณีคือ กรณีแรก หมอแปลงขนาดไมเกิน 5000 kVA ถาผูใชงานปฎิบัติ<br />
ตามมาตรฐาน ANSI/IEEE ซึ่งการปองกันทางไฟฟาแนะนําใหใชฟวสปองกันการลัดวงจรเพียง<br />
อยางเดียว ดวยขอเสียของฟวสที่ไมสามารถปองกันฟอลตที่เกิดจากการลัดวงจรระหวางขดลวดที่มี<br />
กระแสต่ําไดในกรณีนี้ตัวรีเลยความดันทันทีทันใดควรใชสั่งทริปเพื่อปองกันความเสียหายตอหมอ<br />
แปลง กรณีที่สองถาผูใชงานเลือกปฎิบัติตามคําแนะนําของบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันทางไฟฟา<br />
199
คือใชรีเลยกระแสเกินหรือรีเลยวัดคาผลตางรวมดวย ในกรณีนี้ตัวรีเลยความดันทันทีทันใดควรใช<br />
เปนสัญญาณเตือนก็เพียงพอ<br />
1.3 บุคโฮลซรีเลย(Buchholz Relay)<br />
เปนอุปกรณปองกันความดันสูงเกินทันทีทันใดและปองกันการสะสมของปริมาณกาช<br />
ภายในตัวถังหมอแปลงรวมทั้งปองกันกรณีที่เกิดการรั่วของตัวถังหลัก<br />
ถือวาเปนอุปกรณปองกันที่<br />
สมบรูณแบบ เนื่องจากตัวบุคโฮลซรีเลยมีหนาสัมผัสทั้งสัญญาณเตือนและสั่งทริปซึ่งจะสงไปแสดง<br />
ที่แผงควบคุมและสั่งปลดเซอรกิตเบรคเกอร<br />
ดังนั้นตัวเซอรกิตเบรคเกอรเองตองมีหนาสัมผัสที่รับ<br />
สัญญาณสั่งทริป<br />
ถาเปนเซอรกิตเบรคเกอรที่ไมมีหนาสัมผัสรับสัญญาณสั่งทริปการติดตั้งบุคโฮลซ<br />
รีเลยก็จะไมชวยปองกันหมอแปลง ดังนั้นเราจึงไมเห็นบุคโฮลซรีเลยติดตั้งกับหมอแปลงขนาดเล็ก<br />
ในระบบจําหนายแรงต่ํา<br />
(11~33kV/380~480V)ของการไฟฟาที่ติดตั้งตามเสาไฟฟา<br />
1.4 อุปกรณระบายความดันและวัดความดัน(Pressure Vacuum Bleeder and Indicator)<br />
อุปกรณระบายความดันตัวนี้ใชปองกันหมอแปลงจากการเพิ่มอยางชาๆของความดัน<br />
ทั้งความดัน<br />
บวก(Pressure)และความดันลบ (Vacuum) อุปกรณตัวนี้จะใชกับหมอแปลงขนาดตั้งแต<br />
2500 kVA<br />
ขึ้นไปซึ่งจะเห็นไดตามสถานีไฟฟา<br />
หรือใชเปนหมอแปลงหลักที่รับไฟจากการไฟฟา<br />
1.5 ตัวตรวจจับกาช(Gas Detector)<br />
อุปกรณตัวนี้ใชกับหมอแปลงแบบที่มีถังคอนเซอรเวเตอรตั้งแตขนาด<br />
10,000 kVA<br />
ขึ้นไป<br />
เนื่องจากถุงยางที่กั้นระหวางอากาศกับฉนวนน้ํามันมีขนาดเล็กสุดที่บรรจุอากาศไดประมาณ<br />
250 ลิตร สวนหมอแปลงที่ต่ํากวา10,000<br />
kVA ที่ไมมีถุงยางก็จะไมใชตัวตรวจจับกาชดังนั้นโอกาส<br />
ที่ฉนวนน้ํามันจะเสื่อมสภาพเร็วกวาแตไมมีผลกระทบมากนักเมื่อเทียบกับปจจัยอื่นเชน<br />
ปริมาณ<br />
ฉนวนน้ํามันที่นอยกวาเนื่องจากเปนหมอแปลงขนาดเล็ก<br />
ราคาของตัวตรวจจับกาชและถุงยางเมื่อ<br />
เทียบกับหมอแปลงขนาดเล็ก<br />
200
2. การปองกันทางความรอน<br />
2.1 หมอแปลงฉนวนน้ํามัน<br />
อุปกรณวัดอุณหภูมิน้ํามันเปนอีกหนึ่งอุปกรณที่จําเปน<br />
หมอแปลงขนาดเล็กที่ใชในเชิง<br />
พาณิชและในระบบจําหนายแรงต่ําที่ติดตั้งตามเสาไฟฟาจะมีอุปกรณวัดอุณหภูมิน้ํามันและแสดงคา<br />
อุณหภูมิในตัว ขณะที่หมอแปลงตัวใหญๆที่สําคัญจะมีอุปกรณวัดอุณหภูมิน้ํามันและวัดอุณหภูมิ<br />
ขดลวด แตสิ่งที่สําคัญในการปองกันทางความรอนคือการกําหนดคุณสมบัติดานอุณหภูมิของหมอ<br />
แปลงผูใชงานสามารถกําหนดใหผูผลิตออกแบบไดตามตองการวาจะเลือกคาอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น<br />
สูงสุดที่<br />
55 องศาหรือ 65 องศา โดยที่หมอแปลงจะตองทํางานทุกสภาวะและทุกวิธีระบายความ<br />
รอนตองไมเกินคานี้<br />
หรือบางครั้งอาจจะกําหนดที่<br />
55 องศาสําหรับโหลดที่พิกัดและยอมใหอุณหภูมิ<br />
เพิ่มเปน<br />
65 องศาที่สภาวะโหลดฉุกเฉิน<br />
ซึ่งในประเทศไทยอุณหภูมิรอบขางประมาณ<br />
32 ~ 34<br />
องศาและมีคาสูงสุดประมาณ 40 ~ 43 องศา ขณะที่หมอแปลงที่ใชมาตรฐาน<br />
ANSI/IEEE อุณหภูมิ<br />
รอบขางประมาณ 30 องศาและมีคาสูงสุดประมาณ 40 องศา และหมอแปลงที่ใชมาตรฐาน<br />
IEC<br />
อุณหภูมิรอบขางประมาณ 20 องศาและมีคาสูงสุดประมาณ 30 องศา<br />
2.2 หมอแปลงแบบแหง<br />
อุปกรณวัดอุณหภูมิของหมอแปลงฉนวนแหงจะแตกตางจากหมอแปลงฉนวน โดยที่<br />
จะฝงตัววัดอุณหภูมิที่เรียกวา<br />
RTD ที่ขดลวดและตอสายสัญญาณไปยังตัวแสดงคาอุณหภูมิหรือตัว<br />
รีเลยความรอน ผูผลิตสามารถพัฒนาไดสูงถึง<br />
220 องศา สวนคาอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นสูงสุดที่ใชกัน<br />
ทั่วไปมีตั้งแต<br />
80 องศา 115 องศา และ 150 องศา ผูซื้อหรือผูใชงานสามารถเลือกระดับฉนวนและ<br />
คาอุณหภูมิเพิ่มสูงสุดไดตามตองการโดยตองคํานึงถึงอุณหภูมิแวดลอมของพื้นที่ใช<br />
3. การปองกันวัดคาผลตาง(การปองกันทางไฟฟา)<br />
3.1 ประเภทของรีเลยวัดคาผลตางที่ใชปองกันหมอแปลง<br />
รีเลยวัดคาผลตางแบบไมมีการไบแอสจะไมมีเสถียรภาพในการทํางานคือไมสามารถ<br />
ทํางานที่ความไวสูงได<br />
หรือไมสามารถตั้งคากระแสเซตติ้งคาต่ําๆได<br />
ดังนั้นจึงตองตั้งคา<br />
กระแส<br />
201
เซตติ้งใหสูงเพื่อหลีกเลี่ยงกระแสไมสมดุลยที่เกิดจากความแตกตางของหมอแปลงกระแส<br />
ในการ<br />
ปองกันกระแสฟอลตจากภายนอกหรือกระแสฟอลตที่ไหลผาน<br />
รีเลยแบบนี้จะใชตัวตานทาน<br />
เสถียรภาพเปนตัวจํากัดกระแสที่ไหลผานเขารีเลย<br />
และเนื่องจากรีเลยกระแสเกินมาประยุกตใชจึงทํา<br />
ใหไมมีการปองกันผลของฮารมอนิกที่มากับกระแสพุงเขา<br />
ซึ่งอาจจะทําใหรีเลยทํางานผิดพลาดได<br />
จึงไมเปนที่นิยมใช<br />
รีเลยผลตางแบบเปอรเซนตไบแอสเปนรีเลยที่ออกแบบใหมีขดลวดไบแอสเพื่อรักษา<br />
เสถียรภาพในการทํางานของรีเลยในขณะที่เกิดกระแสฟอลตภายนอกเขตปองซึ่งดีกวาแบบไมมีการ<br />
ไบแอส ถือวาเปนรีเลยวัดคาผลตางรุนแรกๆแบบอิเล็คโตรแมกคานิคัล<br />
ในสวนของการปองกัน<br />
กระแสพุงเขา<br />
ภายในตัวรีเลยจะมีการหนวงเวลาซึ่งตองสัมพันธกับคาเวลาคงที่ในการเกิดกระแสพุง<br />
เขา โดยปกติคาเวลาคงที่ของกระแสสนามแมเหล็กพ<br />
ุ งเขานี้จะขึ้นอยูกับขนาดพิกัดกําลังของหมอ<br />
แปลง ที่หมอแปลงพิกัดกําลัง<br />
10 MVA จะมีคาเวลาคงที่ประมาณ<br />
1.2 วินาที ถาเปนหมอแปลงพิกัด<br />
กําลังที่ใหญกวา<br />
100 MVA คาเวลาคงที่จะมากกวา<br />
1 นาที ดังนั้นรีเลยแบบนี้จะใชกับหมอแปลงที่มี<br />
พิกัดกําลังไมเกิน10 MVA และหมอแปลงพิกัดกําลังตั้งแต<br />
5 MVA จนถึง10 MVA จะมีขนาด<br />
กระแสพุงอยูในชวงประมาณ<br />
6 - 8 เทาของกระแสที่พิกัด<br />
รีเลยวัดคาผลตางแบบเปอรเซ็นตไบแอสที่มีการตานฮารมอนิกนี้มีขดลวดไบแอสแต<br />
จะเปนรีเลยแบบสแตติคและรีเลยแบบดิจิตอล ในปจจุบันการปองกันวัดคาผลตางจะใชรีเลย<br />
ประเภทนี้ซึ่งมีการพัฒนาฟงกชันการตานฮารมอนิกและฟงกชันการหามฮารมอนิกซึ่งโดยปกติจะ<br />
เลือกใชวิธีใดวิธีหนึ่ง<br />
รีเลยผลตางแบบดิจิตอลรุนใหมจะนิยมใชวิธีการหามฮารมอนิก<br />
รีเลยผลตางแบบอิมพีแดนซสูง โดยปกติในการปองกันกระแสเกินลงดินที่ดานขดลวด<br />
สตารตอลงดินทั้งในกรณีที่นิวตรอลตอลงดินโดยตรงหรือนิวตรอลตอผานตัวตานทานลงดินเรา<br />
สามารถใชรีเลยกระแสเกินตรวจจับฟอลตแตกรณีของรีเลยวัดคาผลตางอิมพีแดนซสูงจะใชกับกรณี<br />
ที่นิวตรอลตอผานตัวตานทานลงดินเนื่องจากคุณลักษณะของกระแสฟอลตในขดลวดสตารที่ตอลง<br />
ดินโดยตรงและตอผานตัวตานทานมีความแตกตางกัน กรณีที่ตอลงดินโดยตรงกระแส<br />
ฟอลต จะถูก<br />
จํากัดโดยคาอิมพีแดนซรั่วไหลซึ่งคากระแสฟอลตจะแปรผันและเพิ่มขึ้นแบบไมเชิงเสน(Non<br />
linear) ระหวางจุดนิวตรอลจนถึงขั้วตอสาย<br />
ขณะที่กรณีจุดนิวตรอลตอผานตัวตานทานลงดิน<br />
คากระแสฟอลตจะเพิ่มขึ้นแบบเชิง(Linear)<br />
ระหวางจุดนิวตรอลจนถึงขั้วตอสาย<br />
นอกจากนี้รีเลย<br />
ผลตางแบบอิมพีแดนซสูงจะไมนิยมใชปองกันที่เฟสสําหรับหมอแปลงเนื่องจากรีเลยผลตางแบบ<br />
202
อิมพีแดนซสูงนี้จะไมมีฟงกชันการตานฮารมอนิก<br />
ยกเวนกรณีหมอแปลงออโตสามเฟสแบบสตารที่<br />
ใชในระบบสง ซึ่งกระแสสนามแมเหล็กจะถูกกําจัดโดยหมอแปลงกระแสที่สายนิวตรอลและ<br />
สามารถปองกันฟอลตที่เฟสและฟอลตที่ลงดินแตไมสามารถปองกันฟอลตระหวางขดลวดได<br />
3.2 การเซตติ้งรีเลยผลตางและฟงกชัน<br />
จากผลการศึกษาสามารถแบงการเซตติ้งรีเลยผลตางออกเปน<br />
3 แบบซึ่งแตละแบบ<br />
ขึ้นอยูกับชนิดของรีเลยและเทคโนโลยีของรีเลยที่มีการพัฒนาเพื่อความสะดวกในการเซตติ้งแก<br />
ผูใชงานเชนรีเลยแบบดิจิตอล<br />
นอกจากนี้ฟงกชันของรีเลยแตละชนิดก็มีความแตกตางกัน<br />
ซึ่ง<br />
เปรียบเทียบในตารางที่<br />
20 และ ตารางที่<br />
21<br />
่ ตารางที 20 การเปรียบเทียบการเซตติ้งรีเลยทั้งสามชนิด<br />
ขอเปรียบเทียบ รีเลยแบบ รีเลยแบบ<br />
อิเล็คโตรแมกคานิคัล สแตติค<br />
การตอหมอแปลงกระแส ขดลวด Υ/CT ตอ ∆ ขดลวด Υ/CT ตอ ∆<br />
ขดลวด ∆ /CT ตอ Υ ขดลวด ∆ /CT ตอ<br />
การคํานวณหากระแสที่<br />
ไหลเขารีเลย<br />
การคํานวณหาอัตราสวน<br />
กระแสที่ไหลเขารีเลย<br />
การเลือกแท็ปกระแสที่<br />
ตัวรีเลย<br />
อัตราสวนที่ไมตรงกัน<br />
(Mismatch ratio)<br />
การคํานวณหา<br />
เสถียรภาพของหมอ<br />
แปลงกระแส<br />
Υ<br />
รีเลยแบบ<br />
ดิจิตอล<br />
CT ตอ Υ<br />
ทั้งหมด<br />
ตองคํานวณ ตองคํานวณ ตองคํานวณ<br />
ตองคํานวณ ไมตองคํานวณใช<br />
หมอแปลงMatching<br />
ไมตองคํานวณ<br />
เลือกที่ตัวรีเลย<br />
เลือกที่ตัวรีเลย<br />
ใชซอฟแวรแกไข<br />
โดยการไขสกรู โดยการไขสกรู<br />
ประมาณ 5 % ประมาณ 1 % ไมมี<br />
ตองคํานวณ ตองคํานวณ ตองคํานวณ<br />
203
่ ตารางที 21 การเปรียบเทียบฟงกชันรีเลยทั้งสามชนิด<br />
ฟงกชัน รีเลยแบบ รีเลยแบบ รีเลยแบบ<br />
อิเล็คโตรแมกคานิคัล สแตติค ดิจิตอล<br />
คากระแสเริ่มตนทํางาน<br />
เปนคาคงที่จาก<br />
สามารถเลือก สามารถเลือก<br />
บริษัทผูผลิต<br />
ปรับแตงคาได ปรับแตงคาได<br />
คากระแสทริป เปนคาคงที่จาก<br />
สามารถเลือก สามารถเลือก<br />
ทันทีทันใด<br />
บริษัทผูผลิต<br />
ปรับแตงคาได ปรับแตงคาได<br />
การปรับแตงเปอรเซนต เปนคาคงที่จาก<br />
มีทั้งแบบคงที่และ<br />
ปรับแตง<br />
ความชัน<br />
บริษัทผูผลิต<br />
เลือกคาความชันได คาความชันได<br />
ฟงกชันฮารมอนิกที่สอง<br />
ไมมี มี มี<br />
ฟงกชันฮารมอนิกที่หา<br />
ไมมี มี มี<br />
จากตารางที่<br />
20 และ 21 เมื่อเปรียบเทียบโดยรวมแลวรีเลยวัดคาผลตางแบบดิจิตอลมี<br />
คุณลักษณะในการปองกันหมอแปลงดีที่สุด<br />
4. การปองกันกระแสเกิน<br />
รีเลยปองกันกระแสเกินทั้งสามชนิดคือรีเลยแบบอิเล็คโตรแมกคานิคัล<br />
รีเลยแบบสแตติค<br />
และรีเลยแบบดิจิตอล มีหลักการเซตติ้งเหมือนกันแตก็มีขอแตกตางกันบางดังแสดงในตารางที่<br />
22<br />
่ ตารางที 22 การเปรียบเทียบรีเลยกระแสเกินทั้งสามชนิด<br />
ขอเปรียบเทียบ รีเลยแบบ รีเลยแบบ รีเลยแบบ<br />
อิเล็คโตรแมกคานิคัล สแตติค ดิจิตอล<br />
เสนโคงเวลากระแส 1 เสนโคง 7-8 เสนโคง มากกวา 10 เสนโคง<br />
ยานการเซตติ้ง<br />
หยาบ ละเอียด ละเอียดมาก<br />
การเลือกเปอรเซนต คลาดเคลื่อน<br />
คลาดเคลื่อน<br />
คลาดเคลื่อนนอยมาก<br />
เซตติ้ง(Pick<br />
up)<br />
เล็กนอย<br />
วิธีการเซตติ้ง<br />
ขันสกรู เลือก Dip switch ปอนผาน Key pad<br />
ความตองการแหลง<br />
จายไฟ<br />
ไมใช ใช ใช<br />
204
5. กรณีศึกษาการปองกันหมอแปลงของการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย<br />
5.1 กรณีศึกษาที่<br />
1 การปองกันหมอแปลงจายโหลดสํารอง(RAT)โรงไฟฟาพระนครใต<br />
การเซตติ้งฟงกชันกระแสเกิน-เวลา(51)<br />
การเลือกคากระแสเริ่มตอบสนองจะเลือก<br />
ที่แท็ปกระแสในตัวรีเลยจะเลือกเปนคากระแสมีหนวยเปนแอมแปรซึ่งไมเหมือนกับรีเลยแบบสแต<br />
ติคหรือแบบดิจิตอลที่เลือกเปนเปอรเซนตของกระแสโหลด<br />
ในกรณีศึกษาที่<br />
1 นั้น<br />
ทําการเซตติ้งที่<br />
200 % เนื่องจากหมอแปลงตัวนี้ใชจายโหลดชวงสั้นๆขณะโรงไฟฟาเริ่มตนทํางาน<br />
( Plant start up)<br />
และขนาดไมใหญมาก(15 MVA) และสามารถเพิ่มพิกัดเปน<br />
133% (20 MVA) โดยเพิ่มการระบาย<br />
ความรอนชุดที่<br />
2 (FA) เมื่อคํานวณหากระแสเริ่มตอบสนองไดเทากับ<br />
7.53 A แตมีแท็ปกระแสให<br />
เลือกระหวาง 7 A กับ 8A ถาเลือกแท็ป 7 A คาเซตติ้งเทากับ<br />
186 % ขณะที่เลือกแท็ป<br />
8A คาเซตติ้ง<br />
เทากับ 212.5 % ในทางปฎิบัติเราสามารถเลือกไดทั้งสองแท็ปแตรีเลยจะทํางานเร็วหรือชาตางกัน<br />
ไมมากนักเนื่องจากในสภาวะปกติหมอแปลงจะไมทํางานเกินพิกัดถึง<br />
186 % แตในกรณีนี้เลือกที่<br />
212.5 % วัตถุประสงคหลักของฟงกชันนี้คือปองกันการลัดวงจรซึ่งมีคากระแสลัดวงจรสูงกวา<br />
กระแสโหลดหลายเทา<br />
การเซตติ้งฟงกชันกระแสเกินทันทีทันใด(50)<br />
ขอมูลกระแสพ ุ งเขาของหมอแปลงตัวนี้<br />
ประมาณ 8 เทา หรือเทากับกระแสดานแรงสูงของหมอแปลงเทากับ 301.2 A ถาสังเกตุในภาพที่<br />
110 จะเห็นวาคากระแสพุงเขาสูงสุดจะเกิดขึ้นที่เวลา<br />
0.1 วินาที กรณีนี้ทําการเซตติ้งที่แท็ป<br />
60 A<br />
ของรีเลยเมื่อแปลงมาทางดานแรงสูงของหมอแปลงเทากับ<br />
600 A เพื่อหลีกเลี่ยงกระแสพุงเขา<br />
วัตถุประสงคหลักของฟงกชันนี้คือปองกันการลัดวงจรภายในตัวถังหมอแปลงที่มีปริมาณกระแส<br />
ลัดวงจรสูงมากกวาการลัดวงจรนอกตัวถัง<br />
การเซตติ้งรีเลยกระแสเกินลงดิน(51G)<br />
เนื่องจากดานแรงต่ําตอแบบวายและที่จุดนิว<br />
ตรอลตอลงดินผานตัวตานทาน กระแสลัดวงจรจะถูกจํากัดโดยตัวตานทานดังนั้นการปองกันจะ<br />
ปองกันความเสียหายของตัวตานทานซึ่งในกรณีนี้ตัวตานทานมีพิกัดทนกระแส<br />
1000 A ภายในเวลา<br />
10 วินาที และทําการปองกันฟงกชันกระแสเกิน-เวลาโดยเมื่อกระแสลัดวงจรลงดินที่พิกัด<br />
1000 A<br />
จะตองทํางานภายในเวลานอยกวา 10 วินาที ในกรณีศึกษานี้รีเลยจะทํางานที่พิกัดพิกัด<br />
1000 A<br />
ทํางานภายในเวลา1.2 วินาที<br />
205
5.2 กรณีศึกษาที่<br />
2 การปองกันหมอแปลงโรงไฟฟาพลังความรอนรวมวังนอย อยุธยา<br />
การปองกันผลตาง (หมอแปลงและเครื่องกําเนิดไฟฟา<br />
: 87GTL) เปนการปองกัน<br />
ขดลวดของหมอแปลงและขดลวดของเครื่องกําเนิดไฟฟา<br />
ในการคํานวณจะอางอิงพิกัดกําลังของ<br />
เครื่องกําเนิดไฟฟา(262.77<br />
MVA) รีเลยที่ใชเปนแบบสแตติคมีคาเสนโคงความชันเทากับ<br />
30% และ<br />
มีคาทริปทันทีทันใดเทากับ 10 เทาของแท็ปกระแสซึ่งกําหนดตายตัวจากผูผลิตรีเลย<br />
ในการเซตติ้ง<br />
คากระแสทริปฉับพลันควรจะมีคาเซตติ้งสูงกวาคากระแสพุงเขาและกระแสฟอลตที่เกิดนอกเขต<br />
ปองกัน ในกรณีศึกษานี้หมอแปลงมีขนาดใหญมากและจะมีคากระแสพุงเขาไมเกิน<br />
7~8 เทาของ<br />
กระแสพิกัดโหลด และจากการตรวจสอลกระแสฟอลตสามเฟสที่เกิดภายนอกเขตมีคาต่ํากวาคาเซต<br />
ติ้งที่<br />
10 เทาของแท็ปกระแส<br />
การปองกันผลตาง (หมอแปลง : 87T) เปนการปองกันหมอแปลงเพียงอยางเดียว<br />
รีเลยที่ใชเปนแบบสแตติคมีคาเสนโคงความชันเทากับ<br />
30% และมีคาทริปทันทีทันใดเทากับ 10 เทา<br />
ของแท็ปกระแสซึ่งกําหนดตายตัวจากผูผลิตรีเลย<br />
การเซตติ้งจะเหมือนกับ<br />
การปองกันผลตาง(หมอ<br />
แปลงและเครื่องกําเนิดไฟฟา<br />
: 87GTL) แตแตกตางตรงที่ใชพิกัดกําลังของหมอแปลงในการ<br />
คํานวณซึ่งเทากับ<br />
312 MVA ซึ่งปกติพิกัดหมอแปลงจะสูงกวาเครื่องกําเนิดประมาณ<br />
10~20 %<br />
การปองกันกระแสเกินลงดินดานแรงสูง รีเลยที่ใชเปนรีเลยแบบอิเล็คโตรแมกคานิคัล<br />
โดยทําการเซตติ้งที่<br />
50 % ของกระแสพิกัดโหลด ในการจัดลําดับการทํางานของรีเลยกระแสเกินลง<br />
ดินดานแรงสูง(ของโรงไฟฟา)จะตองจัดลําดับการทํางานรวมกับรีเลยกระแสเกินลงดินของสถานี<br />
ไฟฟาที่โรงไฟฟาตอรวมอยู<br />
กรณีที่เกิดการลัดวงจรลงดินหนึ่งเฟสบนสายสงที่เชื่อมตอรีเลยจาก<br />
สถานีไฟฟาจะตองทํางานกอนรีเลยของโรงไฟฟา โดยปกติรีเลยที่สถานีไฟฟาจะทําการเซตติ้งที่<br />
ประมาณ 30 % ของกระแสพิกัดโหลดและทํางานที่เวลา<br />
1.5 วินาทีกรณีเกิดการลัดวงจรหนึ่งเฟส<br />
ดังนั้นรีเลยกระแสเกินลงดินของหมอแปลงจะตองมีคาเซตติ้งตั้งแต<br />
30 % ขึ้นไป(ในกรณีศึกษานี้<br />
เลือกที่<br />
50%)และทํางานที่เวลาประมาณ<br />
2 วินาทีกรณีเกิดการลัดวงจรหนึ่งเฟส<br />
206
5.3 กรณีศึกษาที่<br />
3 การปองกันหมอแปลงโรงสถานีไฟฟาแมสอด<br />
การปองกันผลตาง(87) รีเลยที่ใชเปนแบบสแตติคมีคาเสนโคงความชันเทากับ<br />
30%<br />
และมีคาทริปทันทีทันใดเทากับ 10 เทาของแท็ปกระแสซึ่งกําหนดตายตัวจากผูผลิตรีเลย<br />
ในการเซต<br />
ติ้งคากระแสทริปฉับพลันควรจะมีคาเซตติ้งสูงกวาคากระแสพุงเขาและกระแสฟอลตที่เกิดนอกเขต<br />
ปองกัน จากการคํานวณในตารางที่<br />
17 จะเห็นวากระแสพิกัดโหลดเทากับ 1312.16 A ซึ่งสูงกวา<br />
พิกัดหมอแปลงกระแส 1200/5A แตในทางปฎิบัติตัวหมอแปลงกระแสจะสามารถรับกระแส<br />
ตอเนื่องไดถึง<br />
150% ของพิกัดหมอแปลงกระแส(K factor = 1.5)<br />
การปองกันกระแสเกินที่เฟสดานแรงสูง<br />
115 kV รีเลยที่ใชเปนแบบสแตติคและเลือก<br />
คากระแสเริ่มตอบสนองที่<br />
150% ของกระแสโหลดและเวลาในการทริปเทากับ 2 วินาทีเมื่อเกิดการ<br />
ลัดวงจรสามเฟสดาน 22 kV เนื่องจากรีเลยรุนนี้เปนรีเลยที่ใชมาตรฐานANSI/IEEE<br />
ในการจัดลําดับ<br />
เวลาการทํางานจะใชสูตรคํานวณ โดยการใสคากระแสลัดวงจรและเวลาในการทริปเพื่อคํานวณหา<br />
ตัวคูณเวลา(Time dial)<br />
การปองกันกระแสเกินที่เฟสดานแรงต่ํา<br />
22 kV รีเลยที่ใชเปนแบบสแตติคและเลือก<br />
คากระแสเริ่มตนทํางานที่<br />
150% ของกระแสโหลดและเวลาในการทริปเทากับ 1.5 วินาทีเมื่อเกิดการ<br />
ลัดวงจรสามเฟสดาน 22 kV วัตถุประสงคเพื่อตองการใหทํางานเร็วกวาดานแรงสูงประมาณ<br />
0.5<br />
วินาที นอกจากนี้รีเลยดานแรงต่ําจะตองจัดลําดับการทํางานรวมกับรีเลยของการไฟฟาสวนภูมิภาค<br />
โดยที่รีเลยของการไฟฟาสวนภูมิภาคจะตองทํางานเร็วกวาที่เวลาประมาณ<br />
1.0 วินาที สําหรับ<br />
กรณีศึกษานี้จากภาพที่<br />
116 ซึ่งเปนการใชโปรแกรมพล็อตกราฟแสดงใหเห็นวาเมื่อการเซตติ้งกระ<br />
แสเริ่มตนทํางานของรีเลยทั้งสองดานเทากันที่<br />
150% กราฟทางดานแรงสูงและดานแรงต่ําทับกัน<br />
สมมติวาถาเกิดกระแสเกินที่ระดับประมาณ<br />
150% รีเลยทั้งสองดานอาจจะทํางานพรอมกันหรือดาน<br />
แรงสูงอาจจะทํางานกอนดานแรงต่ํา<br />
ซึ่งที่จริงผลลัพธเทามีคาเทากันคือหมอแปลงทริปแตเราจะไมรู<br />
วา ฟอลตเกิดขึ้นอยูตําแหนงใดเกิดกอนหรือหลังรีเลยดานแรงต่ํา<br />
การจัดลําดับที่ดีกราฟทั้งสองเสน<br />
ไมควรทับกัน แตในกรณีที่เกิดการลัดวงจรสามเฟสดานสายสง<br />
22 kV รีเลยดานแรงต่ําจะทํางาน<br />
กอนแนนอน<br />
การปองกันกระแสเกินลงดินดานแรงต ำ 22 kV การเซตติ้งกระแสเริ่มตนทํางาน<br />
ประมาณ 30%ของกระแสพิกัดโหลด และเลือกเวลาในการทริปที่<br />
1.5 วินาทีซึ่งการจัดลําดับการ<br />
207
ทํางานของรีเลยกระแสเกินลงจะตองจัดลําดับรวมกับรีเลยกระแสเกินลงดินเชนกัน นอกจากนี้จะ<br />
เห็นวาการปองกันกระแสเกินที่เฟสและกระแสเกินลงดินในระบบสงจะไมใชการปองกันกระแส<br />
เกินทันทีทันใดเนื่องจากตองการจัดลําดับการทํางานรวมกันของรีเลยหลายตัว<br />
5.4 กรณีศึกษาที่<br />
4 การปองกันหมอแปลงโรงไฟฟาพลังความรอนกระบี่<br />
การปองกันแบบวัดคาผลตางดวยรีเลยรุน<br />
KBCH (ALSTOM)การปองกันหมอแปลง<br />
หลัก(Main Transformer) หมอแปลงจายโหลดในโรงไฟฟา(Unit Transformer) รวมทั้งเครื่องกําเนิด<br />
ไฟฟา เนื่องจากหมอแปลงแตละตัวมีแท็ปแรงดัน<br />
ในการปองกันหมอแปลงหลัก(87MT)ทําการหา<br />
กระแสผลตางที่ตําแหนงแท็ป<br />
0% แท็ป +5% และแท็ป –5% สวนหมอแปลงจายโหลดในโรงไฟฟา<br />
(87UT)ทําการหากระแสผลตางที่ตําแหนงแท็ป<br />
0% แท็ป +15% และแท็ป –15% และสําหรับการ<br />
ปองกันวัดคาผลตางทั้งหมด(87GT:Overall<br />
Differential Protection)ทําการหากระแสผลตางที่แท็ป<br />
ตางๆระหวางหมอแปลงหลักกับหมอแปลงจายโหลดในโรงไฟฟาที่จะเกิดขึ้นสูงสุดสามกรณีคือ<br />
กรณีแรกที่ตําแหนงแท็ป<br />
0%กับแท็ป 0% กรณีที่สองที่ตําแหนงแท็ป<br />
+5%กับแท็ป –15% และกรณี<br />
ที่สามที่ตําแหนงแท็ป<br />
–5%กับแท็ป +5% เพื่อใหแนใจวาคากระแสเริ่มตนทํางานจะตองสูงกวา<br />
กระแสผลตางที่ตําแหนงแท็ปตางๆ<br />
ในการคํานวณหาคากระแสผลตางและกระแสไบแอสจะใช<br />
หลักการกระแสที่ไหลออกจากเครื่องกําเนิดเทากับกระแสที่ไหลเขาหมอแปลงหลัก(Step<br />
up) รวม<br />
กับกระแสที่ไหลเขาหมอแปลงจายโหลดในโรงไฟฟา<br />
นอกจากนี้รีเลยดิจิตอลตัวนี้ตองคํานวณหาคา<br />
แกไขอัตราสวนหมอแปลงกระแสเพื่อปรับกระแสที่ไหลเขารีเลย<br />
ในการปองกันวัดคาผลตางทั้ง<br />
สามที่ไดกลาวขางตน<br />
คากระแสเซตติ้งเทากับ<br />
20%ของกระแสพิกัดหมอแปลงกระแสซึ่งต่ํากวาใน<br />
กรณีศึกษาที่<br />
3 ที่มีคาเซตติ้ง<br />
30% นั้นหมายความวาเมื่อเกินกระแสผลตางในเขตเพียง20%ของ<br />
กระแสพิกัดหมอแปลงกระแส(5A) ทําใหมีการปองกันที่มีความไวสูง<br />
แตเมื่อสังเกตุที่เสนโคงความ<br />
ชันจะเห็นวารีเลยดิจิตอลตัวนี้มีเสนโคงความชันสองเสนๆแรกที่<br />
20% และเสนที่สองที่<br />
80% โดยมี<br />
จุดเปลี่ยนความชันที่<br />
1.0In(5A) และยังไมสามารถปรับเสนโคงความชันได สวนการเซตติ้งกระแส<br />
ผลตางทันทีทันใดจะทําการตรวจสอบวากระแสสนามแมเหล็กพุงเขาและกระแสฟอลตที่นอกเขต<br />
คาใดมีคาสูงที่สุดแลวเลือกคาสูงสุดคูณดวยชวงเผื่อ<br />
1.5 เทาและนําไปเลือกคากระแสทริปฉับพลัน<br />
การปองกันแรงดันตอความถี่หรือปองกันการเกิดฟลักซสูงเกิน(59/81G)<br />
เปนการ<br />
ปองกันรวมกันทั้งหมอแปลงหลักและเครื่องกําเนิดไฟฟาโดยใชหมอแปลงแรงดันเปนแปลงแรงดัน<br />
208
และนําไปเทียบกับความถี่มูลฐาน<br />
50 Hz เมื่ออัตราสวนระหวางแรงดันตอความถี่เกินคาเซตติ้งจะ<br />
แบงออกเปนสองสัญญาณคือสัญญาณเตือนกับสั่งทริป<br />
สวนใหญเวลาที่ใชในสั่งทริปจะไมเกิน<br />
1<br />
นาทีจากในกรณีศึกษานี้ทําการเซตติ้งสําหรับสัญญาณเตือนที่<br />
105% ที่เวลา<br />
0.1 วินาที่<br />
และสั่งทริปที่<br />
คา 105% ที่เวลา<br />
30 วินาที หรือสั่งทริปที่คา<br />
118% ที่เวลา<br />
2.0 วินาที่<br />
ซึ่งปกติคาความถี่ปกติของ<br />
เครื่องกําเนิดจะอยูในชวง<br />
± 2% หรือ 49 ~ 51 Hz และคาแรงดันจะอยูในชวง<br />
± 5 %<br />
5.5 กรณีศึกษาที่<br />
5 การปองกันหมอแปลงโรงไฟฟาพลังความรอนรวมราชบุรี<br />
เปนการปองกันครอบคลุมทั้งขดลวดหมอแปลงและขดลวดของเครื่องกําเนิด<br />
โดยที่<br />
หมอแปลงสามารถปรับแท็ปแรงดันดานแรงสูงได ± 5 %(5 แท็ปๆละ 2.5%) เปนแบบปรับแท็ป<br />
ขณะไมมีโหลด ดังนั้นหลักการเซตติ้งจะพิจารณาวาที่แท็ป<br />
0% แรงดันเทากับ 230 kV ที่แท็ป<br />
–5%<br />
แรงดันเทากับ218.5 kV และที่แท็ป<br />
+5% แรงดันเทากับ 241.5 kV สวนดานแรงดันต่ําคงที่เทากับ<br />
18 kV ดังนั้นกระแสผลตางสูงสุดจะเกิดขึ้นเมื่อหมอแปลงปรับไปที่แท็ป+5%<br />
แรงดันเทากับ 241.5<br />
kV จากการคํานวณจะไดวากระแสผลตางสูงสุดเมื่อแปลงไปที่ดานทุติยภูมิของหมอแปลงกระแส<br />
เทากับ 11% ของกระแสพิกัดหมอแปลงกระแส(5A) กรณีศึกษานี้ใชคานี้เปนกระแสเริ่มตนทํางาน<br />
นั้นหมายความวาหมอแปลงตัวนี้มี<br />
5 แท็ปแรงดันแตสามารถปรับได 4 แท็ปแรงดันจาก –5% ไป<br />
จนถึง + 2.5% ถาเกิดการแสผลตางที่ไหลเขารีเลยเกิน<br />
11 % ของกระแสพิกัดหมอแปลงกระแส(5A)<br />
รีเลยจะทํางาน หรือกลาวอีกนัยหนึ่งวาการปองกันวัดผลตางนี้ปองกันขดลวดหมอแปลงและขดลวด<br />
ของเครื่องกําเนิด<br />
209
สรุป<br />
จากการศึกษาและรวบรวมขอมูลสามารถสรุปการปองกันหมอแปลงแบงออกเปนสาม<br />
ประเภทใหญๆไดแก การปองกันทางไฟฟา การปองกันทางความรอน และการปองกันทางกล โดย<br />
แบงตามชนิดของหมอแปลงดังนี้<br />
1. สรุปการปองกันหมอแปลงฉนวนแหง จากที่ทราบกันดีวาหมอแปลงฉนวนแหงจะใช<br />
กับงานภายในอาคาร และจากการศึกษาพบ วาในปจจุบันหมอแปลงฉนวนแหงไดพัฒนาดานพิกัด<br />
กําลังไดสูงถึง 30 MVA ในการปองกันหมอแปลงฉนวนแหงจะมีการปองกันสองประเภทไดแก<br />
การปองกันทางไฟฟาและการปองกันทางความรอนโดยจะไมมีการปองกันทางกล ดังนั้นสรุปการ<br />
ปองกันไดดังนี้<br />
อุปกรณปองกันทางไฟฟาไดแก กับดักเสิรจ(Surge Arrester) ฟวส รีเลยปองกันกระแส<br />
เกิน และรีเลยวัดคาผลตาง<br />
อุปกรณปองกันปองกันทางความรอนไดแก อุปกรณวัดอุณหภูมิขดลวด(Winding<br />
temperature detector) และรีเลยวัดความรอน(Thermal relay)ซึ่งรับสัญญาณอุฌหภูมิจากอุปกรณวัด<br />
อุณหภูมิเพื่อมาแสดงคาอุณหภูมิ<br />
สั่งควบคุมการทํางานของพัดลม<br />
สงสัญญาณเตือน และสั่งทริป<br />
หมอแปลงฉนวนแหงขนาดตั้งแต<br />
1~ 5,000 kVA<br />
กับดักเสิรจการใชงานอุปกรณตัวนี้มีความสําคัญตอหมอแปลงและมีราคาไมแพงเมื่อ<br />
เทียบกับราคาหมอแปลงและรีเลยปองกัน ดังนั้นจะใชงานกับหมอแปลงตั้งแตขนาดเล็กไปจนถ<br />
ึง<br />
ขนาดใหญ ซึ่งสวนใหญหมอแปลงที่ติดตั้งกับดักเสิรจจะเปนหมอแปลงที่รับไฟจากการไฟฟาหรือ<br />
เรียกวาหมอแปลงหลัก(Main Transformer) คําแนะนําของมาตรฐาน ANSI/IEEE และบริษัทผูผลิต<br />
อุปกรณปองกันรวมทั้งการใชงานของการไฟฟาฝายผลิตฯแสดงในตารางที่<br />
23<br />
ฟวส ตามมาตรฐานANSI/IEEE แนะนําใหใชฟวสปองกันการลัดวงจรแทนรีเลย<br />
กระแสเกิน สวนบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันแนะนําใหใชฟวสรวมกับรีเลยกระแสเกินซึ่งสวนใหญ<br />
ดานแรงสูงจะใชฟวสปองกันขณะที่ดานแรงต่ําจะใชรีเลยปองกันกระแสที่เฟสและกระแสเกินลง<br />
210
ดิน ในสวนของการใชงานในโรงไฟฟาของการไฟฟาฝายผลิตฯจะไมใชฟวสในการปองกันหมอ<br />
แปลงและ อุปกรณอื่นๆเนื่องจากจะตองมีการสํารองฟวสไวสําหรับเปลี่ยนนอกจากนี้ยังไมสะดวก<br />
และเสียเวลาในการเปลี่ยนฟวส<br />
รีเลยกระแสเกิน จากที่มาตรฐานANSI/IEEE<br />
แนะนําใหใชฟวสปองกันการลัดวงจร<br />
แทนรีเลยกระแสเกินซึ่งประหยัดกวา<br />
สวนบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันแนะนําใหใชรีเลยกระแส<br />
เกินรวมกับฟวส หรือใชรีเลยกระแสเกินเพียงอยางเดียวทั้งดานแรงสูงและแรงต่ํา<br />
สวนของการใช<br />
งานในโรงไฟฟาของการไฟฟาฝายผลิตฯจะใชรีเลยกระแสเกินแทนฟวสซึ่งการใชฟวสไมสะดวก<br />
ตองสํารองฟวส<br />
รีเลยผลตาง หมอแปลงที่มีพิกัดกําลังอยูในชวงนี้มาตรฐาน<br />
ANSI/IEEE แนะนําวายังไม<br />
จําเปนตองใชการปองกันดวยฟวสก็เพียงพอ สวนบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันแนะนําใหใชรีเลยวัด<br />
คาผลตางตั้งแตหมอแปลงขนาด<br />
2000 kVA ขึ้นไป<br />
ขณะที่การใชงานในโรงไฟฟาของการไฟฟา<br />
ฝายผลิตฯจะไมใชซึ่งการปองกันดวยรีเลยกระแสเกินเพียงอยางเดียวก็เพียงพอ<br />
รีเลยความรอน ในที่นี้ไดรวมถึงอุปกรณตรวจวัดอุณหภูมิที่ติดตั้งฝงในขดลวดหมอ<br />
แปลงในขั้นตอนการผลิต<br />
ซึ่งเปนอุปกรณที่สําคัญจําเปนตองใชตามคําแนะนําจากมาตรฐาน<br />
ANSI/IEEE และบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันรวมทั้งการใชงานของการไฟฟาฝายผลิตฯ<br />
ดังแสดง<br />
ในตารางที่<br />
23<br />
ตารางที่<br />
23 ตารางสรุปการปองกันหมอแปลงฉนวนแหงขนาดตั้งแต<br />
1 ~ 5,000 kVA<br />
อุปกรณปองกัน กับดัก<br />
เสิรจ<br />
ฟวส<br />
มาตรฐานANSI/IEEE ใช ใชแทน<br />
(แนะนํา)<br />
รีเลยกระแสเกิน<br />
บริษัทผูอุปกรณปองกัน<br />
ใช ใชรวมกับ<br />
(แนะนํา)<br />
รีเลยกระแสเกิน<br />
การใชงานของ<br />
ใช ไมใช<br />
การไฟฟาฝายผลิตฯ(EGAT)<br />
(ในโรงไฟฟา)<br />
รีเลย รีเลย รีเลย<br />
กระแสเกิน ผลตาง ความรอน<br />
ไมใช ไมใช ใช<br />
ใช<br />
หรือรวมกับฟวส<br />
ใช<br />
(ในโรงไฟฟา)<br />
ใช<br />
(ตั้งแต<br />
2000 kVA)<br />
ไมใช<br />
ใช<br />
ใช<br />
211
หมอแปลงฉนวนแหงขนาดตั้งแตมากกวา5,000<br />
kVA ~ ต่ํากวา10<br />
MVA<br />
เนื่องจากหมอแปลงฉนวนแหงที่มีขนาดตั้งแต<br />
5,000 kVA ขึ้นไปยังไมมีใชในการไฟฟา<br />
ฝายผลิตฯ ดังนั้นในการสรุปจึงไมมีการแสดงการใชงาน<br />
กับดักเสิรจ คําแนะนําของมาตรฐาน ANSI/IEEE และบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันดัง<br />
แสดงในตารางที่<br />
24 แนะนําใหใชทั้งหมด<br />
ฟวส หมอแปลงที่มีพิกัดกําลังอยูในชวงนี้มาตรฐานANSI/IEEE<br />
แนะนําใหเลือกใชได<br />
ระหวางฟวสกับรีเลยกระแสเกินหรือใชรวมกัน สวนบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันแนะนําใหใชฟวส<br />
รวมกับรีเลยกระแสเกิน<br />
รีเลยกระแสเกิน จากที่มาตรฐานANSI/IEEE<br />
แนะนําใหเลือกใชไดระหวางฟวสกับรีเลย<br />
กระแสเกินหรือใชรวมกัน สวนบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันแนะนําใหใชรีเลยกระแสเกินรวมกับ<br />
ฟวส หรือใชรีเลยกระแสเกินเพียงอยางเดียวทั้งดานแรงสูงและแรงต่ํา<br />
รีเลยผลตาง หมอแปลงที่มีพิกัดกําลังอยูในชวงนี้มาตรฐาน<br />
ANSI/IEEE แนะนําวา<br />
สามารถเลือกใชไดขึ้นอยูกับความสําคัญของหมอแปลง<br />
สวนบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันแนะนํา<br />
ใหใชรีเลยวัดคาผลตางตั้งแตหมอแปลงขนาด<br />
2000 kVA ขึ้นไป<br />
รีเลยความรอน เปนอุปกรณที่สําคัญจําเปนตองใชตามคําแนะนําจากมาตรฐาน<br />
ANSI/IEEE และบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันการปองกันทั้งหมดแสดงในตารางที่<br />
24<br />
ตารางที่<br />
24 ตารางสรุปการปองกันหมอแปลงฉนวนแหงตั้งแตขนาดมากกวา5,000<br />
kVA ~ ต่ํากวา<br />
10 MVA<br />
อุปกรณปองกัน กับดัก<br />
เสิรจ<br />
ฟวส<br />
มาตรฐานANSI/IEEE ใช เลือกใชได<br />
(แนะนํา)<br />
หรือใชรวมกัน<br />
บริษัทผูอุปกรณปองกัน<br />
ใช ใชรวมกับ<br />
(แนะนํา)<br />
รีเลยกระแสเกิน<br />
รีเลย<br />
กระแสเกิน<br />
เลือกใชได<br />
หรือใชรวมกัน<br />
ใชอยางเดียวหรือ<br />
ใชรวมกับฟวส<br />
รีเลย<br />
ผลตาง<br />
เลือกใชได<br />
หรือใชรวมกัน<br />
ใช<br />
รีเลย<br />
ความรอน<br />
ใช<br />
ใช<br />
212
หมอแปลงแบบแหงขนาดตั้งแต<br />
10 MVA ขึ้นไป<br />
กับดักเสิรจ ใชตามคําแนะนําของมาตรฐาน ANSI/IEEE และบริษัทผูผลิตอุปกรณ<br />
ปองกันดังแสดงในตารางที่<br />
25<br />
ฟวส หมอแปลงที่มีพิกัดกําลังอยูในชวงนี้มาตรฐานANSI/IEEE<br />
และบริษัทผูผลิต<br />
อุปกรณปองกันแนะนําวาไมควรใชเนื่องจากหมอแปลงในชวงนี้มีพิกัดกระแสสูงและตองการ<br />
ปองกันที่มีความไวสูงซึ่งฟวสไมสามารถปองกันได<br />
รีเลยกระแสเกิน จากที่มาตรฐานANSI/IEEE<br />
และบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันแนะนํา<br />
ใหใชรีเลยกระแสเกินแทนการใชฟวส<br />
รีเลยวัดคาผลตาง หมอแปลงที่มีพิกัดกําลังอยูในชวงนี้มาตรฐาน<br />
ANSI/IEEE และ<br />
บริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันแนะนําใหใชรีเลยวัดคาผลตางซึ่งมีความไว(Sensitivity)ในการปองกัน<br />
สูง<br />
รีเลยความรอน เปนอุปกรณที่สําคัญจําเปนตองใชตามคําแนะนําจากมาตรฐาน<br />
ANSI/IEEE และบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันการปองกันทั้งหมดแสดงในตารางที่<br />
25<br />
ตารางที่<br />
25 ตารางสรุปการปองกันหมอแปลงฉนวนแหงขนาดตั้งแต<br />
10 MVA ขึ้นไป<br />
อุปกรณปองกัน กับดัก ฟวส รีเลย รีเลย รีเลย<br />
เสิรจ<br />
กระแสเกิน ผลตาง ความรอน<br />
มาตรฐานANSI/IEEE<br />
(แนะนํา)<br />
ใช ไมใช ใช ใช ใช<br />
บริษัทผูอุปกรณปองกัน<br />
(แนะนํา)<br />
ใช ไมใช ใช<br />
ใช ใช<br />
213
2. การปองกันหมอแปลงแบบฉนวนเหลว ในการใชงานหมอแปลงแบบฉนวนเหลวจะใช<br />
กับงานภายนอกอาคารหรือบางครั้งใชภายในอาคารกรณีที่ตองการใชหมอแปลงขนาดใหญที่หมอ<br />
แปลงแบบแหงไมมีขนาดและจากการศึกษาพบ วาในปจจุบันหมอแปลงแบบฉนวนเหลวไดพัฒนา<br />
ดานพิกัดกําลังไดสูงกวา 1000 MVA ในการปองกันหมอแปลงแบบฉนวนเหลวจะมีการปองกัน<br />
สามประเภทไดแก การปองกันทางไฟฟาและการปองกันทางความรอนและการปองกันทางกล<br />
หมอแปลงแบบฉนวนเหลวขนาดตั้งแต<br />
1- 5,000 kVA<br />
ซึ่งหมอแปลงพิกัดกําลังในชวงนี้เราจะเห็นไดตามเสาไฟฟาที่ใชในระบบจําหนายแรง<br />
ต่ํา(11-33<br />
kV/400-480 V)หรือติดตั้งภายนอกอาคารใชเปนหมอแปลงหลัก(Main<br />
transformer)<br />
กับดักเสิรจ การใชงานจะใชงานกับหมอแปลงตั้งแตขนาดเล็กไปจนถ<br />
ึงขนาดใหญ ซึ่ง<br />
สวนใหญหมอแปลงที่ติดตั้งตัวดักจับเสิรจจะเปนหมอแปลงที่รับไฟจากการไฟฟาหรือเรียกวาหมอ<br />
แปลงหลัก(Main Transformer) คําแนะนําของมาตรฐาน ANSI/IEEE และบริษัทผูผลิตอุปกรณ<br />
ปองกันรวมทั้งการใชงานของการไฟฟาฝายผลิตฯแสดงในตารางที่<br />
26<br />
ฟวส ตามมาตรฐานANSI/IEEE แนะนําใหใชฟวสปองกันการลัดวงจรแทนรีเลย<br />
กระแสเกิน สวนบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันแนะนําใหใชฟวสรวมกับรีเลยกระแสเกินซึ่งสวนใหญ<br />
ดานแรงสูงจะใชฟวสปองกันขณะที่ดานแรงต่ําจะใชรีเลยปองกันกระแสที่เฟสและกระแสเกินลง<br />
ดิน ในสวนของการใชงานในโรงไฟฟาของการไฟฟาฝายผลิตฯจะไมใชฟวสในการปองกันหมอ<br />
แปลงและ อุปกรณอื่นๆเนื่องจากจะตองมีการสํารองฟวสไวสําหรับเปลี่ยนนอกจากนี้ยังไมสะดวก<br />
และเสียเวลาในการเปลี่ยนฟวส<br />
ขณะที่ในสถานีไฟฟาจะใชฟวสปองกันดานแรงสูงและดานแรงต่ํา<br />
ใชรีเลยกระแสเกินปองกันที่ทางเขาสวิทชเกียร(In<br />
comming)<br />
รีเลยกระแสเกิน จากที่มาตรฐานANSI/IEEE<br />
แนะนําใหใชฟวสปองกันการลัดวงจร<br />
แทนรีเลยกระแสเกินซึ่งประหยัดกวา<br />
สวนบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันแนะนําใหใชรีเลยกระแส<br />
เกินรวมกับฟวส หรือใชรีเลยกระแสเกินเพียงอยางเดียวทั้งดานแรงสูงและแรงต่ํา<br />
สวนของการใช<br />
งานในโรงไฟฟาของการไฟฟาฝายผลิตฯจะใชรีเลยกระแสเกินแทนฟวสซึ่งการใชฟวสไมสะดวก<br />
ตองสํารองฟวส<br />
214
รีเลยวัดคาผลตาง หมอแปลงที่มีพิกัดกําลังอยูในชวงนี้มาตรฐาน<br />
ANSI/IEEE แนะนําวา<br />
ยังไมจําเปนตองใชการปองกันดวยฟวสก็เพียงพอ สวนบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันแนะนําใหใช<br />
รีเลยวัดคาผลตางตั้งแตหมอแปลงขนาด<br />
2000 kVA ขึ้นไป<br />
ขณะที่การใชงานในโรงไฟฟาของการ<br />
ไฟฟาฝายผลิตฯจะไมใชซึ่งการปองกันดวยรีเลยกระแสเกินเพียงอยางเดียวก็เพียงพอ<br />
อุปกรณปองกันปองกันทางความรอนไดแก อุปกรณวัดอุณหภูมิน้ํามัน(ขนาดตั้งแต<br />
50<br />
kVA ขึ้นไป)<br />
อุปกรณวัดอุณหภูมิขดลวด(ขนาดตั้งแต<br />
500 kVA ขึ้นไป)<br />
ซึ่งเปนอุปกรณที่สําคัญ<br />
จําเปนตองใชตามคําแนะนําจากมาตรฐานANSI/IEEE และบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันรวมทั้งการ<br />
ใชงานของการไฟฟาฝายผลิตฯ<br />
ตารางที่<br />
26 ตารางสรุปการปองกันหมอแปลงฉนวนเหลวขนาดตั้งแต<br />
1 ~ 5,000 kVA<br />
อุปกรณปองกัน กับดัก<br />
เสิรจ<br />
ฟวส<br />
มาตรฐานANSI/IEEE ใช ใชแทน<br />
(แนะนํา)<br />
รีเลยกระแสเกิน<br />
บริษัทผูอุปกรณปองกัน<br />
ใช ใชรวมกับ<br />
(แนะนํา)<br />
รีเลยกระแสเกิน<br />
การใชงานของ<br />
ใช ใชรวมกับ<br />
การไฟฟาฝายผลิตฯ(EGAT)<br />
รีเลยกระแสเกิน<br />
ในสถานีไฟฟา<br />
รีเลย รีเลย อุปกรณปองกัน<br />
กระแสเกิน ผลตาง ทางความรอน<br />
ไมใช ไมใช ใช<br />
ใช<br />
หรือรวมกับฟวส<br />
ใช<br />
(ในโรงไฟฟา)<br />
ใช<br />
(ตั้งแต2000<br />
kVA)<br />
ไมใช<br />
หมอแปลงแบบฉนวนเหลวตั้งแตขนาดมากกวา<br />
5,000 ~ แตไมเกิน 10 MVA<br />
ซึ่งหมอแปลงพิกัดกําลังในชวงนี้เราจะเห็นไดในอาคารพาณิชขนาดใหญ<br />
โรงงาน<br />
อุตสาหกรรมรวมถึงสถานีไฟฟายอยของระบบจําหนายแรงดันปานกลาง(11-33 kV/(69-230 kV )<br />
กับดักเสิรจ ควรใชตามคําแนะนําของมาตรฐาน ANSI/IEEE และบริษัทผูผลิตอุปกรณ<br />
ปองกันรวมทั้งการใชงานของการไฟฟาฝายผลิตฯแสดงในตารางที่<br />
27<br />
ใช<br />
ใช<br />
215
ฟวส หมอแปลงที่มีพิกัดกําลังอยูในชวงนี้มาตรฐานANSI/IEEE<br />
แนะนําใหเลือกใชได<br />
ระหวางฟวสกับรีเลยกระแสเกินหรือใชรวมกัน สวนบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันแนะนําใหใชฟวส<br />
รวมกับรีเลยกระแสเกิน สวนการไฟฟาฝายผลิตฯไมใช<br />
รีเลยกระแสเกิน จากที่มาตรฐานANSI/IEEE<br />
แนะนําใหเลือกใชไดระหวางฟวสกับรีเลย<br />
กระแสเกินหรือใชรวมกัน สวนบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันแนะนําใหใชรีเลยกระแสเกินรวมกับ<br />
ฟวส หรือใชรีเลยกระแสเกินเพียงอยางเดียวทั้งดานแรงสูงและแรงต่ํา<br />
สวนสวนของการใชงานใน<br />
โรงไฟฟาของการไฟฟาฝายผลิตฯจะใชรีเลยกระแสเกินแทนฟวสซึ่งการใชฟวสไมสะดวกตอง<br />
สํารองฟวส<br />
รีเลยวัดคาผลตาง หมอแปลงที่มีพิกัดกําลังอยูในชวงนี้มาตรฐาน<br />
ANSI/IEEE แนะนําวา<br />
สามารถเลือกใชไดขึ้นอยูกับความสําคัญของหมอแปลง<br />
สวนบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันแนะนํา<br />
ใหใชรีเลยวัดคาผลตางตั้งแตหมอแปลงขนาด<br />
2000 kVA ขึ้นไป<br />
สวนการใชงานในโรงไฟฟาของ<br />
การไฟฟาฝายผลิตฯจะไมใชซึ่งการปองกันดวยรีเลยกระแสเกินเพียงอยางเดียวก็เพียงพอ<br />
อุปกรณปองกันปองกันทางความรอน ซึ่งเปนอุปกรณที่สําคัญจําเปนตองใชตาม<br />
คําแนะนําจากมาตรฐานANSI/IEEE และบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันรวมทั้งการใชงานของการ<br />
ไฟฟาฝายผลิตฯ<br />
ตารางที่<br />
27 ตารางสรุปการปองกันหมอแปลงฉนวนเหลวตั้งแตขนาดมากกวา<br />
5,000 ~ แตไมเกิน<br />
10 MVA<br />
อุปกรณปองกัน กับดัก ฟวส รีเลย<br />
เสิรจ<br />
กระแสเกิน<br />
มาตรฐานANSI/IEEE ใช เลือกใชได เลือกใชได<br />
(แนะนํา)<br />
หรือใชรวมกัน หรือใชรวมกัน<br />
บริษัทผูอุปกรณปองกัน<br />
ใช ใชรวมกับ ใชอยางเดียวหรือ<br />
(แนะนํา)<br />
รีเลยกระแสเกิน ใชรวมกับฟวส<br />
การใชงานของ<br />
การไฟฟาฝายผลิตฯ(EGAT)<br />
ใช ไมใช ใช<br />
รีเลย<br />
ผลตาง<br />
เลือกใชได<br />
หรือใชรวมกัน<br />
ใช<br />
(ตั้งแต2000<br />
kVA)<br />
ไมใช<br />
อุปกรณปองกัน<br />
ทางความรอน<br />
ใช<br />
ใช<br />
ใช<br />
216
หมอแปลงแบบฉนวนเหลวขนาดตั้งแต<br />
10 MVA ขึ้นไป<br />
ซึ่งหมอแปลงพิกัดกําลังในชวงนี้เราจะเห็นไดในสถานีไฟฟายอยของระบบจําหนายแรงดันปาน<br />
กลาง(11-33 kV/ 69-230 kV )หรือสถานีไฟฟาของ กฟผ. ในระบบสง(69-500 kV) และในระบบ<br />
ผลิตหรือในโรงไฟฟา<br />
กับดักเสิรจ ใชตามคําแนะนําของมาตรฐาน ANSI/IEEE และบริษัทผูผลิตอุปกรณ<br />
ปองกันดังแสดงในตารางที่<br />
28<br />
ฟวส หมอแปลงที่มีพิกัดกําลังอยูในชวงนี้มาตรฐานANSI/IEEE<br />
บริษัทผูผลิตอุปกรณ<br />
ปองกันและการใชงานของการไฟฟาฝายผลิตฯแนะนําวาไมควรใชเนื่องจากหมอแปลงในชวงนี้มี<br />
พิกัดกระแสสูงและตองการปองกันที่มีความไวสูงซึ่งฟวสไมสามารถปองกันได<br />
รีเลยกระแสเกิน จากที่มาตรฐานANSI/IEEE<br />
บริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันและการใช<br />
งานของการไฟฟาฝายผลิตฯแนะนําใหใชรีเลยกระแสเกินแทนการใชฟวส<br />
รีเลยวัดคาผลตาง หมอแปลงที่มีพิกัดกําลังอยูในชวงนี้มาตรฐาน<br />
ANSI/IEEE<br />
บริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันและการใชงานของการไฟฟาฝายผลิตฯแนะนําใหใชรีเลยวัดคาผลตาง<br />
ซึ่งมีความไว(Sensitivity)ในการปองกันสูง<br />
อุปกรณปองกันปองกันทางความรอน ซึ่งเปนอุปกรณที่สําคัญจําเปนตองใชตาม<br />
คําแนะนําจากมาตรฐานANSI/IEEE และบริษัทผูผลิตอุปกรณปองกันรวมทั้งการใชงานของการ<br />
ไฟฟาฝายผลิตฯ<br />
ตารางที่<br />
28 ตารางสรุปการปองกันหมอแปลงฉนวนเหลวขนาดตั้งแต10<br />
MVA ขึ้นไป<br />
อุปกรณปองกัน กับดัก ฟวส รีเลย รีเลย อุปกรณปองกัน<br />
เสิรจ<br />
กระแสเกิน ผลตาง ทางความรอน<br />
มาตรฐานANSI/IEEE<br />
(แนะนํา)<br />
ใช ไมใช ใช ใช ใช<br />
บริษัทผูอุปกรณปองกัน<br />
(แนะนํา)<br />
ใช ไมใช ใช ใช ใช<br />
การใชงานของ<br />
การไฟฟาฝายผลิตฯ(EGAT)<br />
ใช ไมใช ใช ใช ใช<br />
217
การปองกันทางกลของหมอแปลงฉนวนเหลว<br />
อุปกรณปลอยความดัน (Pressure Relief ) เริ่มใชกับหมอแปลงขนาดต่ํากวา<br />
500 kVA<br />
อุปกรณระบายความดันและตัวแสดงความดัน (Press-Vacuum Bleeder&Indicator)<br />
มาตรฐาน ANSI/IEEE แนะนําใหควรใชตั้งแตขนาด<br />
2500 kVA สวนบริษัทผูผลิตก็จะกําหนดตาม<br />
มาตรฐาน ANSI/IEEE อีกที ขณะที่การใชงานของการไฟฟาฝายผลิตก็ใชตามบริษัทผูผลิต<br />
รีเลยความดันทันทีทันใด (Sudden Gas/Oil Pressure Relay) มาตรฐาน ANSI/IEEE<br />
แนะนําใหควรใชตั้งแตขนาด<br />
2500 kVA สวนบริษัทผูผลิตก็จะกําหนดตามมาตรฐาน<br />
ANSI/IEEE<br />
อีกที ขณะที่การใชงานของการไฟฟาฝายผลิตก็ใชตามบริษัทผูผลิต<br />
บุคโฮลซรีเลย (Buchholz Relay) มาตรฐาน ANSI/IEEE ไมไดกําหนดวาควรเริ่มใชงาน<br />
ที่ขนาดเทาใด<br />
สวนบริษัทผูผลิตแนะนําใหควรใชตั้งแตขนาด<br />
1000 kVA ขณะที่การใชงานของการ<br />
ไฟฟาฝายผลิตก็ใชตามบริษัทผูผลิต<br />
ตัวตรวจจับกาช (Gas Detector) มาตรฐาน ANSI/IEEE ไมไดกําหนดวาควรเริ่มใชงานที่<br />
ขนาดเทาใด สวนบริษัทผูผลิตแนะนําใหควรใชตั้งแตขนาด<br />
10 MVA ขณะที่การใชงานของการ<br />
ไฟฟาฝายผลิตก็ใชตามบริษัทผูผลิต<br />
อุปกรณปองกันทางกลไดสรุปในตารางที่<br />
29<br />
ตารางที่<br />
29 ตารางสรุปการปองกันหมอแปลงฉนวนเหลวขนาดตั้งแต10<br />
MVA ขึ้นไป<br />
อุปกรณปองกัน Pressure<br />
Relief<br />
มาตรฐานANSI/IEEE<br />
(แนะนํา)<br />
บริษัทผูอุปกรณปองกัน<br />
(แนะนํา)<br />
การใชงานของ<br />
การไฟฟาฝายผลิตฯ(EGAT)<br />
Press-Vacuum<br />
Bleeder&Indicator<br />
(Sealed Tank)<br />
Sudden Gas/Oil<br />
Pressure Relay<br />
(Sealed Tank)<br />
ใช<br />
ตั้งแต<br />
2500 kVA<br />
Buchholz<br />
Relay<br />
(Conservator)<br />
Gas Detector<br />
(Conservator)<br />
ใช ใช<br />
ตั้งแต<br />
2500 kVA<br />
ใช ใช<br />
ใช ใช ใช ใช ใช<br />
ตั้งแต<br />
1000 kVA ตั้งแต<br />
10 MVA<br />
ใช ใช ใช ใช ใช<br />
ตั้งแต<br />
10 MVA<br />
218
3. สรุปสถิติความเสียหายของหมอแปลงในการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย สถิติที่<br />
นําเสนอนี้เปนขอมูลของหมอแปลงในระบบสงพิกัดกําลังตั้งแต<br />
10 MVA ขึ้นไปและระดับแรงดัน<br />
ตั้งแต<br />
11 kV ไปจนถึง 500 kV โดยสรุปหัวขอตามมาตรฐาน IEEE C37.91 ดังแสดงในตารางที่<br />
30<br />
ตารางที่<br />
30 สรุปสถิติความเสียหายของหมอแปลงในการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย<br />
ประเภทของความเสียหาย เปอรเซ็นตความเสียหาย<br />
3.1 ความเสียหายของขดลวด<br />
90 %<br />
3.2 ความเสียหายของตัวเปลี่ยนแท็ป<br />
5 %<br />
3.3 ความเสียหายของบุชชิ่ง<br />
4 %<br />
3.4 ความเสียหายของแกนเหล็ก<br />
0 %<br />
3.5 ความเสียหายอื่นๆ<br />
1 %<br />
3.1 ความเสียหายของขดลวด สาเหตุสวนใหญเกิดจากความเสียหายทางกลหรือทาง<br />
โครงสรางของขดลวดและความเสียหายของฉนวนระหวางขดลวด<br />
3.2 ความเสียหายของตัวเปลี่ยนแท็ป<br />
สาเหตุสวนใหญจะเกิดจากความเสียหายทางกล<br />
และหนาสัมผัสตัวเปลี่ยนแท็ป<br />
เหล็ก<br />
3.3 ความเสียหายของบุชชิ่ง<br />
สาเหตุเกิดจากการflash over เนื่องจากสัตวและจากเสิรจ<br />
3.4 ความเสียหายของแกนเหล็ก หมอแปลงของ กฟผ. ยังไมเกิดความเสียหายของแกน<br />
3.5 ความเสียหายอื่นๆ<br />
ไดแก ความเสียหายของระบบชวยสํารอง(Auxiliary system)ซึ่ง<br />
ไดแก ปมน้ํามัน<br />
พัดลมระบายความรอน และสวนนอยที่เกิดจากจุดเชื่อมของตัวถังที่ไมดี<br />
219
เอกสารและสิ่งอางอิง<br />
มงคล ทองสงคราม. ม.ป.ป. หมอแปลงไฟฟา. พิมพครั้งที่<br />
2. บริษัทรามาการพิมพ จํากัด, 691 ถ.<br />
พระราม 4 สะพานเหลือง ปทุมวัน กรุงเทพฯ.<br />
ศุภชัย สุรินทรวงศ. 2543. หมอแปลงระบบไฟฟา 1 เฟส และ 3 เฟส. พิมพครั้งที่<br />
1. สํานักพิมพ<br />
สมาคมสงเสริมเทคโนโลยี(ไทย-ญี่ปุน),<br />
5-7 ซอยสุขุมวิท 29 ถ. สุขุมวิท แขวงคลองเตย<br />
เหนือ เขตวัฒนา กรุงเทพฯ.<br />
ABB, Ltd. 2003. Power Transformer. ABB Power transformer. Available Source:<br />
http://www.abb.com/global/abbzh/abbzh251.nsf, May 10, 2003.<br />
Austen Stigant, S. and Franklin, A.C. 1973. The J&P Transformer Book. 10th ed. Fletcher<br />
and Son, Ltd., London.<br />
GEC ALSTOM Measurements Limited. 1990. Protective Relays Application Guide. 2nd ed.<br />
Balding and Mansell Publ., London.<br />
GIBBS, J.B. 1950. Transformer principles and practice. 2nd ed. McGraw-Hill Book Co.<br />
Inc., New York.<br />
Hitachi, Ltd. 1995. Large Capacity Transformers. 20.<br />
Hochart Bernard. 1987. Power Transformer Handbook. Butterworths Publ. Co. Inc., London.<br />
Huth Mark. 1995. Motor, Generator and Transformers. Delmar Publ., Albany, New York.<br />
IEC Standard. 1993. Power Transformer Part 1:General. 76-1.<br />
220
เอกสารอางอิง(ตอ)<br />
IEEE Standard. 1998. IEEE Standard General Requirements for Dry-Type Distribution<br />
and Power Transformers Including Those with Solid- Cast and/or Resin-<br />
Encapsulated Windings. C57.12.01.<br />
IEEE Standard. 1999. IEEE Standard Test Code for Liquid-Immersed Distribution, Power,<br />
and Regulating Transformers. C57.12.90.<br />
IEEE Standard. 2000. IEEE Guide for Protective Relay Applications to Power<br />
Transformers. C37.91.<br />
IEEE Standard. 2000. IEEE Standard General Requirements for Liquid-Immersed<br />
Distribution, Power, and Regulating Transformers. C57.12.00.<br />
Leonard, R. 1988. Electrical Machines and Transformers. 2nd ed. Prentice-Hall, Inc.,<br />
Englewood Cliffs, NJ, USA<br />
Lewis Blackburn, J. 1987. Protective Relaying. Marcell Dekker, Inc., New York.<br />
Mitsubishi Electric Corporation. 1990. Mitsubishi Large Power Transformers. 22.<br />
Phadke Arun, G. 1992. Power System Relaying. John Wiley and Sons, Inc., New York.<br />
SAWHNEY, A.K. 1977. A course in electrical machine design. 4th ed. Dhanpat Rai and<br />
Sons, Inc., Delhi, India.<br />
SIEMENS, Ltd. 2002. Power Transformer above 100 MVA. 14.<br />
221
เอกสารอางอิง(ตอ)<br />
Stephen, L. 1999. Electrical Transformers and Rotating Machines. Delmar Publ.,<br />
Albany, New York.<br />
Toshiba International Corporation. 1996. Power Transformer. Toshiba Power System and<br />
Services. Available Source: http://www.tic.toshiba.com.au/ website/newtic/<br />
pt_home.htm, March 20, 2003.<br />
222
ภาคผนวก<br />
223
ภาคผนวก ก<br />
ไดอะแกรมการตอรีเลยปองกันหมอแปลง<br />
224
1.1 การปองกันแบบวัดคาผลตางดวยรีเลย 87<br />
1. การปองกันหมอแปลงแบบสองขดลวด<br />
ในการปองกันแบบวัดคาผลตางนี้สิ่งที่ตองนํามาพิจารณาอีกประการหนึ่งคือเวคเตอรกรุป<br />
ของหมอแปลงซึ่งมีผลตอคากระแสที่ไหลในขดลวดหมอแปลง<br />
ดังนั้นการตอหมอแปลงกระแสให<br />
เหมาะสมกับเวคเตอรกรุปของหมอแปลงจึงเปนสิ่งที่ความสําคัญ<br />
ซึ่งรูปแบบตางๆมีดังตอไปนี้<br />
1.1.1 รูปแบบการตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dy1<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบสตาร<br />
หมอแปลงแบบ Dy1<br />
A<br />
B<br />
C<br />
ขดลวดตาน<br />
yn<br />
a<br />
b<br />
c<br />
87 87 87<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบเดลตา<br />
ขดลวดทํางาน<br />
รีเลย 87<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก1 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dy1<br />
225
1.1.2 รูปแบบการตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dy11<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบสตาร<br />
หมอแปลงแบบ Dy11<br />
A<br />
B<br />
C<br />
ขดลวดตาน<br />
a<br />
b<br />
c<br />
87 87 87<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบเดลตา<br />
ขดลวดทํางาน<br />
รีเลย 87<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก2 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dy11<br />
226
1.1.3 รูปแบบการตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yd1<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบเดลตา<br />
ขดลวดทํางาน<br />
รีเลย 87<br />
หมอแปลงแบบ Yd1<br />
YN<br />
A<br />
B<br />
C<br />
ขดลวดตาน<br />
a<br />
b<br />
c<br />
87 87 87<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบสตาร<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก3 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yd1<br />
227
1.1.4 รูปแบบการตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yd11<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบเดลตา<br />
ขดลวดทํางาน<br />
รีเลย 87<br />
หมอแปลงแบบ Yd11<br />
YN<br />
A<br />
B<br />
C<br />
ขดลวดตาน<br />
a<br />
b<br />
c<br />
87 87 87<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบสตาร<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก4 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yd11<br />
228
1.1.5 รูปแบบการตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yz1<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบเดลตา<br />
ขดลวดทํางาน<br />
รีเลย 87<br />
หมอแปลงแบบ Yz1<br />
YN<br />
A<br />
B<br />
C<br />
ขดลวดตาน<br />
Zn<br />
a<br />
b<br />
c<br />
87 87 87<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบสตาร<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก5 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yz1<br />
229
1.1.6 รูปแบบการตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yz11<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบเดลตา<br />
ขดลวดทํางาน<br />
รีเลย 87<br />
หมอแปลงแบบ Yz11<br />
YN<br />
A<br />
B<br />
C<br />
ขดลวดตาน<br />
Zn<br />
a<br />
b<br />
c<br />
87 87 87<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบสตาร<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก6 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yz11<br />
230
1.1.7 รูปแบบการตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yy0<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบเดลตา<br />
ขดลวดทํางาน<br />
รีเลย 87<br />
หมอแปลงแบบ Yy0<br />
YN<br />
A<br />
B<br />
C<br />
ขดลวดตาน<br />
yn<br />
a<br />
b<br />
c<br />
87 87 87<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบเดลตา<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก7 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yy0<br />
231
1.1.8 รูปแบบการตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yy6<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบเดลตา<br />
ขดลวดทํางาน<br />
รีเลย 87<br />
หมอแปลงแบบ Yy6<br />
YN<br />
A<br />
B<br />
C<br />
ขดลวดตาน<br />
yn<br />
a<br />
b<br />
c<br />
87 87 87<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบเดลตา<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก8 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Yy6<br />
232
1.1.9 รูปแบบการตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dd0<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบสตาร<br />
หมอแปลงแบบ Dd0<br />
A<br />
B<br />
C<br />
ขดลวดตาน<br />
a<br />
b<br />
c<br />
87 87 87<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบสตาร<br />
ขดลวดทํางาน<br />
รีเลย 87<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก9 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dd0<br />
233
1.1.10 รูปแบบการตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dd6<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบสตาร<br />
หมอแปลงแบบ Dd6<br />
A<br />
B<br />
C<br />
ขดลวดตาน<br />
a<br />
b<br />
c<br />
87 87 87<br />
ขดลวดทํางาน<br />
รีเลย 87<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบสตาร<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก10 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dd6<br />
234
1.1.11 รูปแบบการตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dz0<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบเดลตา<br />
ขดลวดทํางาน<br />
รีเลย 87<br />
หมอแปลงแบบ Dz0<br />
A<br />
B<br />
C<br />
ขดลวดตาน<br />
zn<br />
a<br />
b<br />
c<br />
87 87 87<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบเดลตา<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก11 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dz0<br />
235
1.1.12 รูปแบบการตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dz6<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบเดลตา<br />
ขดลวดทํางาน<br />
รีเลย 87<br />
หมอแปลงแบบ Dz6<br />
A<br />
B<br />
C<br />
ขดลวดตาน<br />
Zn<br />
a<br />
b<br />
c<br />
87 87 87<br />
หมอแปลงกระแส<br />
ตอแบบเดลตา<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก12 การตอหมอแปลงกระแสของหมอแปลงที่มีการตอเวคเตอรกรุปแบบ<br />
Dz6<br />
236
1.2 การปองกันแบบวัดคาผลตางดวยรีเลย 87 โดยใชหมอแปลงกระแสชวย(Auxiliarl CT)<br />
โดยทั่วไปรีเลยที่เปนแบบอิเล็คโทรแมคานิคหรือแบบโซลิตสเตทจะมีแท็ปเซตติ้งภายใน<br />
ตัวรีเลยเพื่อใหผูใชงานสามารถเลือกแท็ปได<br />
ซึ่งบอยครั้งที่อาจจะเกิดปญหาในการคํานวณเรื่องคา<br />
เปอรเซนตมิสแมสเกินกวาคาที่กําหนด<br />
ดังนั้นเมื่อเกิดปญหาในกรณีนี้เราจะนิยมใชหมอแปลง<br />
กระแสชวย เขามาแกไขโดยมีลักษณะการตอดังแสดงในภาพผนวกที่<br />
ก13 ซึ่งจะสังเกตุเห็นวาหมอ<br />
แปลงกระแสหลักที่ตอกับขดลวดสตารของหมอแปลงไฟฟาจะตอแบบสตาร<br />
และที่หมอแปลง<br />
กระแสชวยจะตอแบบสตาร-เดลตาและจายกระแสใหกับรีเลย 87 อีกที<br />
ขดลวดไบแอส<br />
ขดลวดหมอแปลง<br />
87 87 87<br />
รีเลยแบบวัดคาผลตาง<br />
หมอแปลงกระแส<br />
หมอแปลงชวย<br />
ขดลวดทํางาน<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก13 การปองกันแบบวัดคาผลตางดวยรีเลย 87 โดยใชหมอแปลงกระแสชวย<br />
237
1.3 การปองกันแบบวัดคาผลตางแบบสมดุลยอยางหยาบ(Rough Balance)<br />
การปองกันแบบนี้เปนการปองกันแบบวัดคาผลตางและใชเปนการปองกันสํารองของ<br />
ระบบทั่วไปนอกจากนี้ยังใชปองกันโหลดเกินไดอีกดวย<br />
โดยจะใชรีเลยกระแสเกิน(รีเลย 51)ตั้ง<br />
คากระแสใหทํางานสูงกวากระแสโหลด เชนตั้งคาประมาณ125<br />
เปอรเซนตของกระแสโหลด<br />
ลักษณะการปองกันแสดงในภาพผนวกที่<br />
ก14<br />
ขดลวดหมอแปลง หมอแปลงกระแส<br />
51 51 51<br />
รีเลยกระแสเกิน<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก14 การปองกันแบบวัดคาผลตางแบบสมดุลยอยางหยาบ<br />
238
2. การปองกันหมอแปลงแบบสามขดลวด<br />
การปองกันหมอแปลงแบบสามขดลวดนั้นจะไมแตกตางจากการปองกันหมอแปลงแบบ<br />
สองขดลวดมากนักไมวาจะเปนลักษณะการตอหมอแปลงกระแส การตอรีเลยปองกันหรือการ<br />
คํานวณกระแสที่ไหลในรีเลย<br />
ซึ่งเราจะใชหลักการเหมือนกับแบบสองขดลวด<br />
โดยทําการเทียบ<br />
ระหวางขดลวดที่<br />
1 กับ 2 ตอดวยขดลวดที่<br />
1 กับ 3 และสุดทายเทียบกันระหวางขดลวดที่<br />
2 และ 3<br />
แตละขดลวดจะมีระดับแรงดันไมเทากัน และจากการศึกษาขอมูลเราพอที่จะสรุปไดวาไมวาขดลวด<br />
ของหมอแปลงจะตอแบบใดก็ตามลักษณะการใชงานหมอแปลงแบบสามขดลวดและรูปแบบการ<br />
ปองกันแบบวัดคาผลตาง(รีเลย 87)สามารถแบงไดดังนี้<br />
1. การปองกันแบบวัดคาผลตางกรณีที่มีหนึ่งแหลงจาย<br />
ในกรณีนี้จะมีแหลงจายเพียงดานเดียวดังแสดงในภาพผนวกที่<br />
ก15 และอีกสองขดลวดที่<br />
เหลือทําการจายโหลดเพียงอยางเดียวโดยไมตอกับแหลงจายอื่น<br />
ซึ่งในลักษณะนี้เราสามารถใช<br />
รูปแบบการปองกันของหมอแปลงสองขดลวดไดโดยที่หมอแปลงกระแสดานจายโหลดตอขนาน<br />
กันถึงแมวาแรงดันของทั้งสองขดลวดตางกันแตผลรวมกระแสทุติยภูมิของหมอแปลงกระแสที่<br />
ขนานกันจะสมดุลยกับกระแสทุติยภูมิของหมอแปลงกระแสดานแหลงจาย<br />
ดานแหลงจายไฟ จายโหลด<br />
A<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก15 การปองกันแบบวัดคาผลตางกรณีที่มีหนึ่งแหลงจาย<br />
87<br />
B<br />
C<br />
จายโหลด<br />
239
2. การปองกันแบบวัดคาผลตางกรณีที่แหลงจายทั้งสองดาน<br />
ในกรณีนี้ถาทําการปองกันโดยมีลักษณะในภาพผนวกที่<br />
ก15 จะเปนอันตรายอยางยิ่ง<br />
ตัวอยางเชน ในภาพผนวกที่<br />
ก15 ดาน A เปนแหลงจายไฟดานหนึ่งและดานC<br />
ปกติจายโหลดแตถา<br />
ตอกับแหลงจายอีกดานหนึ่ง<br />
สวนดาน B จายโหลดเพียงอยางเดียว ถาเบรคเกอรดาน A เปดวงจร<br />
ออก ดานC จายไฟใหกับดาน B และเกิดการลัดวงจรภายนอกเขตปองกันทางดาน B ดวยอัตราสวน<br />
หมอแปลงกระแสที่แตกตางกันทําใหเกิดการคลาดเคลื่อนไมเทากัน<br />
ซึ่งอาจจะทําใหเกิดกระแส<br />
ตกคางและไหลเขาสูขดลวดทํางาน<br />
และกระแสนี้อาจจะสูงเกินคากระแสที่ตั้งไวทําใหรีเลยทํางาน<br />
ผิดพลาดได ดังนั้นควรใชรูปแบบการปองกันดังแสดงในภาพผนวกที่<br />
ก16 จะเหมาะสมและ<br />
ปลอดภัยกวา<br />
A<br />
ดานแหลงจายไฟ<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก16 การปองกันแบบวัดคาผลตางกรณีที่แหลงจายทั้งสองดาน<br />
87<br />
ดานโหลด<br />
B<br />
C<br />
ตอกับแหลง<br />
จายไฟอื่น<br />
240
3. การปองกันหมอแปลงแบบออโต<br />
1. การปองกันการลัดวงจรลงดิน<br />
เปนการปองกันโดยใชรีเลยวัดคาผลตางแบบอิมพีแดนซสูง การตอแบบนี้หมอแปลง<br />
กระแสทางดานปฐมภูมิและทุติยภูมิจะตอขนานกันทั้งสามเฟสและมีหมอแปลงกระแสอีกหนึ่งตัว<br />
ตอที่จุดนิวตรอลดังแสดงในภาพผนวกที่<br />
ก17<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก17 การปองกันการลัดวงจรลงดิน<br />
87<br />
ขดลวดหมอแปลงแบบออโต<br />
รีเลยแบบวัดคาผลตาง<br />
แบบอิมพีแดนซสูง<br />
241
2. การปองกันการลัดวงจรในสายเฟสและการลัดวงจรลงดิน<br />
เปนการปองกันโดยใชรีเลยวัดคาผลตาง(รีเลย 87)และหมอแปลงกระแสทางดานปฐมภูมิ<br />
และทุติยภูมิจะตอแบบสตารแยกกันแตละเฟสและหมอแปลงกระแสที่จุดนิวตรอลก็จะแยกวัด<br />
คากระแสแตละเฟสดังแสดงในภาพผนวกที่<br />
ก18<br />
ขดลวดหมอแปลงแบบออโต<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก18 การปองกันการลัดวงจรในสายเฟสและการลัดวงจรลงดิน<br />
87<br />
87<br />
87<br />
242
4. การปองกันหมอแปลงที่ตอลงดิน<br />
หมอแปลงที่ตอลงดิน(Grounding<br />
Transformer) คือหมอแปลงที่ใชสําหรับเปนจุดตอลงดิน<br />
ใหแกระบบที่มีการตอแบบเดลตาและหมอแปลงประเภทนี้จะเปนหมอแปลงที่มีขดลวดแบบซิก<br />
แซก(Zigzag) ซึ่งในวิทยานิพนธฉบับนี้จะกลาวถึงการใชหมอแปลงที่ตอลงดินนํามาตอกับขดลวด<br />
เดลตาของหมอแปลงไฟฟากําลังและมีรูปแบบการปองกันดังนี้คือ<br />
1. การปองกันแบบวัดคาผลตางดวยรีเลย 87<br />
หมอแปลงไฟฟากําลัง<br />
ดานขดลวดเดลตา<br />
หมอแปลงที่ตอลงดิน<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก19 การปองกันแบบวัดคาผลตางของหมอแปลงที่ตอลงดิน<br />
87<br />
รีเลยวัดคาผลตาง<br />
243
2. การปองกันกระแสเกิน<br />
หมอแปลงไฟฟากําลัง<br />
ดานขดลวดเดลตา<br />
หมอแปลงที่ตอลงดิน<br />
51 51 51<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก20 การปองกันกระแสเกินของหมอแปลงที่ตอลงดิน<br />
51n<br />
รีเลยปองกัน<br />
กระแสเกิน<br />
รีเลยปองกัน<br />
การลัดวงจรลงดิน<br />
244
3. การปองกันการลัดวงจรลงดินแบบจํากัดบริเวณดวยรีเลย 64<br />
หมอแปลงไฟฟากําลัง<br />
ดานขดลวดเดลตา<br />
หมอแปลงที่ตอลงดิน<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก21 การปองกันการลัดวงจรลงดินแบบจํากัดบริเวณของหมอแปลงที่ตอลงดิน<br />
64<br />
245
5. การปองกันหมอแปลงไฟฟาดวยรีเลยแบบดิจิตอล<br />
จากหัวขอที่หนึ่งถึงหัวขอที่สี่ที่ผานมาในภาคผนวก<br />
ก เปนการแสดงรูปแบบการตอและ<br />
การปองกันหมอแปลงไฟฟาโดยใชรีเลยแบบแมกคานิคัล(Mechanical Relay) และรีเลยแบบโซลิตส<br />
เตท(Solid-State relay) ซึ่งในการนําไปใชงานจะตองตอหมอแปลงกระแสใหสอดคลองกับลักษณะ<br />
การตอของขดลวดหมอแปลงไฟฟาที่ทําการปองกัน<br />
เพื่อใหไดคากระแสทางดานทุติยภูมิของหมอ<br />
แปลงกระแสมีความถูกตอง และรีเลยที่ใชปองกันจะทํางานไดอยางถูกตองซึ่งทําใหหมอแปลง<br />
ไฟฟาไดรับการปองกันที่ดี<br />
ในปจจุบันรีเลยที่ใชงานสวนใหญจะเปนรีเลยแบบดิจิตอลซึ่งมีความ<br />
สะดวกในการใชงานสูงและในบางรุนรีเลยหนึ่งตัวมีฟงกชันการปองกันหลายอยางซึ่งมากกวารีเลย<br />
แบบแมกคานิคัล(Mechanical Relay) และรีเลยแบบโซลิตสเตท(Solid-State Relay) นอกจากนี้ใน<br />
ปจจุบันราคาถูกลง และไมตองยุงยากในการตอหมอแปลงกระแสโดยทั้งไปรีเลยแบบดิจิตอลจะมี<br />
การตอหมอแปลงกระแสแบบสตาร ซึ่งจุดตอรวมของหมอแปลงกระแสจะอยูติดทางดานตัวหมอ<br />
แปลงไฟฟาโดยที่ขั้วหมอแปลงกระแสดานที่กระแสไหลเขา(<br />
จุด dot )จะหันออกจากหมอแปลง<br />
ไฟฟา และเมื่อนําไปตอกับรีเลยตัวรีเลยจะทําการแกไขมุมเฟสของกระแสในสมดุลโดยการปอน<br />
ขอมูลเขาที่ตัวรีเลยซึ่งเปนขั้นตอนในการเซตติ้งการทํางาน<br />
ในหัวขอนี้จะแสดงตัวอยางการปองกัน<br />
หมอแปลงไฟฟาของรีเลยแบบดิจิตอลและฟงกชันการทํางานภายในของรีเลยแบบดิจิตอล<br />
1. การปองกันดวยฟงกชันวัดคาผลตาง(87T)<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก22 การปองกันแบบวัดคาผลตาง(87T)<br />
246
2. การปองกันดวยฟงกชันวัดคาผลตาง(87T) และการปองกันการลัดวงจรลงดินดวยฟงกชันกระแส<br />
เกิน(51G)<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก23 การปองกันแบบวัดคาผลตาง(87T) และฟงกชันกระแสเกิน(51G)<br />
3. การปองกันดวยฟงกชันวัดคาผลตาง(87T) และการลัดวงจรลงดินแบบจํากัดบริเวณดวยฟงกชัน<br />
กระแสเกิน(51N)<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก24 การปองกันแบบวัดคาผลตาง(87T) และฟงกชันกระแสเกิน (51N)<br />
247
4. การปองกันดวยฟงกชันวัดคาผลตาง(87T) และการลัดวงจรลงดินแบบจํากัดบริเวณดวยฟงกชัน<br />
วัดคาผลตาง (87N)<br />
ภาพผนวกที่<br />
ก25 การปองกันแบบวัดคาผลตาง(87T) และฟงกชัน (87N)<br />
248
ภาคผนวก ข<br />
โครงสราง องคประกอบอื่นๆและการตั้งคาอุปกรณปองกันหมอแปลง<br />
249
1. โครงสรางหมอแปลงสามเฟสแบบคอรและแบบเชล<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข1 โครงสรางหมอแปลงสามเฟสแบบคอร<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข2 โครงสรางหมอแปลงสามเฟสแบบเชล<br />
250
2. หมอแปลงสามเฟสแบบเปลี่ยนแท็ปขณะมีโหลดและแบบเปลี่ยนแท็ปขณะไมมีโหลด<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข3 โครงสรางหมอแปลงสามเฟสแบบเปลี่ยนแท็ปขณะมีโหลด<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข4 โครงสรางหมอแปลงสามเฟสแบบเปลี่ยนแท็ปขณะไมมีโหลด<br />
251
3. ตัวเปลี่ยนแท็ป(Tap<br />
changers)<br />
มีสองชนิดคือตัวเปลี่ยนแท็ปขณะไมมีโหลด(Off-load<br />
tap changer)และตัวเปลี่ยนแท็ป<br />
ขณะมีโหลด(On-load tap changer)<br />
3.1 ตัวเปลี่ยนแท็ปขณะไมมีโหลด(Off-load<br />
tap changer) ประกอบดวยหนาสัมผัส<br />
เคลื่อนที่และหนาสัมผัสที่อยูกับที่<br />
ในการเปลี่ยนแท็ปจะใชอุปกรณหมุนดวยมือ(Handle)หรืออาจจะ<br />
ใชมอเตอรเปนตัวขับก็ได ลักษณะโครงสรางแสดงดังภาพผนวกที่<br />
ข5<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข5 โครงสรางตัวเปลี่ยนแท็ปขณะไมมีโหลด<br />
252
3.2 ตัวเปลี่ยนแท็ปขณะมีโหลด(On-load<br />
tap changer) องคประกอบหลักของตัวเปลี่ยน<br />
แท็ปแบบนี้ประกอบดวย<br />
3.2.1 สวิตชเปลี่ยนแท็ป(Diverter<br />
switch) ซึ่งทําหนาที่เปนตัวเปลี่ยนกระแสโหลดจาก<br />
แท็ปที่ใชงานไปยังแท็ปที่ตองการจะเปลี่ยนไป<br />
โดยที่ทั้งสองแท็ปจะถูกเลือกโดยตัวเปลี่ยนแท็ป<br />
(Tap selector) ภายในสวิตชเปลี่ยนแท็ปจะประกอบไปดวย<br />
ตัวถังดานบน(Tap changer head case)<br />
ถังสวิตชเปลี่ยนแท็ป(Diverter<br />
switch vessel) และชุดเปลี่ยนแท็ป(Diverter<br />
insert) ซึ่งภายในชุดนี้จะ<br />
มีตัวขับเคลื่อนทางกล(Quick<br />
motion mechanism) หนาสัมผัสสวิตชเปลี่ยนแท็ป(Diverter<br />
switch<br />
contact) และตัวตานทานจํากัดกระแส(Current limiting resistor) ดังแสดงในภาพผนวกที่<br />
ข6 ถึง<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข8<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข6 โครงสรางตัวเปลี่ยนแท็ปขณะมีโหลด<br />
253
ตัวถังดานบน (Tap changer head case) ถังสวิตชเปลี่ยนแท็ป(Diverter<br />
switch vessel)<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข7 โครงสรางตัวเปลี่ยนแท็ปขณะมีโหลด<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข8 โครงสรางตัวเปลี่ยนแท็ปขณะมีโหลด<br />
254
3.2.2 ตัวเปลี่ยนแท็ป(Tap<br />
selector) ทําหนาที่เลือกแท็ปของขดลวดหมอแปลงที่<br />
ตองการจะเปลี่ยนและทํางานรวมกับสวิตชเปลี่ยนแท็ป<br />
ลักษณะโครงสรางแสดงดังภาพผนวกที่<br />
ข9<br />
ตัวเปลี่ยนแท็ป(Tap<br />
selector)<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข9 โครงสรางตัวเปลี่ยนแท็ปขณะมีโหลด<br />
255
4. อุปกรณความดันทันทีทันใด(Sudden pressure device)<br />
อุปกรณชนิดนี้ใชกับหมอแปลงที่เปนแบบฉนวนน้ํามันซึ่งจะมีสวิตชความดันสงสัญญาณ<br />
ใหกับวงจรทริปหมอแปลง โดยที่อุปกรณจะทํางานเมื่อเกิดความแตกตางของความดันภายในตัวถัง<br />
หมอแปลงและสามารถแบงออกไดเปนสองชนิดคือ ชนิดแรกวัดความดันของกาชซึ่งจะติดตั้ง<br />
ภายในบริเวณพื้นที่ๆเปนกาช<br />
และชนิดที่สองเปนแบบวัดความดันของน้ํามันโดยจะติดตั้งบริเวณ<br />
ดานขางของตัวถังและอยูต่ํากวาจุดต่ําสุดของระดับน้ํามัน<br />
และคาความดันที่อุปกรณทํางาน<br />
(Working pressure rise) อยูที่ประมาณ<br />
0.6kg/cm/sec. และการทํางานของหนาสัมผัส(Contact<br />
actuated) ประมาณ 0.31- 0.54 วินาที ลักษณะของอุปกรณความดันทันทีทันใดแสดงในภาพผนวกที่<br />
ข10<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข10<br />
อุปกรณความดันทันทีทันใด<br />
256
5. อุปกรณปลอยความดัน(Pressure relief)<br />
เปนอุปกรณที่ใชกับหมอแปลงแบบฉนวนน้ํามันและจะติดตั้งบริเวณดานบนของตัวถัง<br />
หมอแปลง และมีสองชนิดคือชนิดแผนไดอะแฟรมที่สามารถแตกได(Bursting<br />
plate) และชนิดตั้ง<br />
คาใหมไดดวยตัวเอง(Self reset) ชนิดนี้ในการตั้งคาทํางานของอุปกรณจะขึ้นอยูกับแรงของสปริง<br />
ภายในตัวอุปกรณโดยจะตั้งคามาจากบริษัทผูผลิตซึ่งผูใชงานสามารถเลือกคาทํางานไดตั้งแตความ<br />
ดัน 0.28-0.85 bar หรือ 4-12 psi (4 ,5 ,8 ,10 ,12 psi) และสามารถเปดวาลวระบายความดันไดภายใน<br />
0.002 วินาที ลักษณะโครงสรางแสดงดังภาพผนวกที่<br />
ข11<br />
ภ าพผนวกที่<br />
ข11 อุปกรณปลอยความดันชนิดตั้งคาใหมไดดวยตัวเอง(Self<br />
reset)<br />
257
6. บุคโฮลซรีเลย(Buchholz relay)<br />
เปนอุปกรณปองกันหมอแปลงแบบฉนวนน้ํามันที่มีถังคอนเซอเวเตอร<br />
โดยที่ตัวบุคโฮลซ<br />
รีเลยจะติดตั้งระหวางตัวถังหมอแปลงหลักและถังคอนเซอเวเตอร ตัวบุคโฮลซรีเลยนี้แบงการ<br />
ทํางานปองกันหมอแปลงออกเปนสองสถานะไดแก<br />
6.1 สั่งสัญญาณเตือนเมื่อเกิดการสะสมของกาชภายในตัวบุคโฮลซรีเลยเกินคาที่ตั้งไว<br />
ซึ่ง<br />
โดยทั่วไปมีคาประมาณ<br />
200-300 ลูกบาศเมตรตามแตขนาดพิกัดหมอแปลง กรณีนี้สาเหตุเกิดจาก<br />
การแตกตัวของฉนวนน้ํามันเนื่องจากเกิดความรอนสูงเกินทําใหเกิดกาชวิ่งผานทอจากตัวถังหมอ<br />
แปลงขึ้นสูดานบนและจะถูกสะสมไวที่ตัวบุคโฮลซรีเลยแทนที่น้ํามัน<br />
เมื่อมีปริมาณมากพอตามคา<br />
ที่ตั้งไวลูกลอยดานบนจะลดระดับต่ําลงมาจนหนาสัมผัสสวิตชทํางานและสงสัญญาณใหแก<br />
วงจรไฟฟาเพื่อเตือนดังแสดงในภาพผนวกที่<br />
ข12<br />
ภ าพผนวกที่<br />
ข12 การทํางานของบุคโฮลซรีเลยในสถานะแรกเมื่อเกิดการสะสมกาช<br />
6.2 สั่งทริปหมอแปลงเมื่อเกิดความดันภายในถังหมอแปลงสูงขึ้นอยางรวดเร็ว<br />
โดยคาที่<br />
ตั้งอยูระหวาง<br />
0.65-3.0 เมตรตอวินาทีตามแตขนาดพิกัดหมอแปลง ซึ่งขนาดของทอที่ใชมีตั้งแต<br />
50-<br />
80 มิลลิเมตร กรณีนี้สาเหตุเกิดจากการแตกตัวของฉนวนน้ํามันเนื่องจากการลัดวงจรอยางรุนแรง<br />
จนทําใหเกิดเปนคลื่นของน้ํามันที่มีความดันสูงวิ่งผานตัวตัวบุคโฮลซรีเลยไปชนตัวดักการไหลของ<br />
น้ํามัน(Damper)<br />
และทําใหลูกลอยตัวลางลดระดับลงมาจนหนาสัมผัสสวิตชทํางานและสงสัญญาณ<br />
ใหแกวงจรไฟฟาเพื่อทําการทริปและปลดหมอแปลงออกจากระบบไฟฟาดังแสดงในภาพผนวกที่<br />
ข<br />
258
13 นอกจากนี้อาจจะเกิดกรณีที่ลูกลอยทั้งสองลดระดับลงและหนาสัมผัสของสวิตชทํางานทั้งคู<br />
เนื่องจากการรั่วของฉนวนน้ํามันทําใหระดับน้ํามันในตัวบุคโฮลซรีเลยลดลงอยางมากดังแสดงใน<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข14 และลักษณะโครงสรางของบุคโฮลซรีเลยแสดงดังภาพผนวกที่<br />
ข15 และวงจร<br />
หนาสัมผัสแสดงในภาพผนวกที่<br />
ข16<br />
ภ าพผนวกที่<br />
ข13 การทํางานของบุคโฮลซรีเลยในสถานะสองเมื่อเกิดการพุงชนของน้ํามัน<br />
ภ าพผนวกที่<br />
ข14 การทํางานของบุคโฮลซรีเลยทั้งสองสถานะเมื่อเกิดการรั่วของน้ํามัน<br />
259
ภาพผนวกที่<br />
ข15 ลักษณะโครงสรางของบุคโฮลซรีเลย<br />
260
ภาพผนวกที่<br />
ข16 วงจรหนาสัมผัสของบุคโฮลซรีเลย<br />
7. อุปกรณระบายความดันและสูญญากาศ (Pressure and Vacuum Bleeder)<br />
อุปกรณชนิดนี้ใชปองกันหมอแปลงจากการเพิ่มอยางชาๆของความดัน<br />
ทั้งความดันบวก<br />
(Pressure) และความดันลบ (Vacuum) โดยจะมีใบมีดไวเจาะแผนระบายความเพื่อใหอากาศจาก<br />
ภายนอกเขามาในตัวถังซึ่งเมื่อความดันเปนลบเกิน<br />
-6.5 psi หรือเกิดความดันเปนบวกเกิน +6.5 psi<br />
ใบมีดจะเจาะระบายความดันภายในออกสูอากาศภายนอก<br />
อุปกรณนี้ชวยรักษาระดับความดันของ<br />
หมอแปลงและใชกับหมอแปลงแบบระบบปดที่ไมใชแบบคอนเซอรเวเตอร<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข17 อุปกรณระบายความดันและสูญญากาศ<br />
261
8. อุปกรณวัดระดับน้ํามัน(Oil<br />
level indicator)<br />
อุปกรณที่แสดงระดับน้ํามันภายในตัวถังหมอแปลง<br />
ถาหมอแปลงเปนแบบที่มีถังคอน<br />
เซอเวเตอรอยูดวยตัวอุปกรณนี้จะติดตั้งบนถังคอนเซอเวเตอรนอกจากนี้อุปกรณวัดระดับน้ํามันที่ใช<br />
กันมีอยูสองชนิดคือแบบเเมกเนติค(Magnetic<br />
type)และแบบหนาปด(Dial type) ดังแสดงในภาพ<br />
ผนวกที่<br />
ข18 และ ข19<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข18 อุปกรณวัดระดับน้ํามันแบบเเมกเนติค(Magnetic<br />
type)<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข19 อุปกรณวัดระดับน้ํามันแบบหนาปด(Dial<br />
type)<br />
262
9. อุปกรณวัดอุณหภูมิขดลวดและน้ํามัน<br />
(Winding and Oil temperature devices)<br />
การวัดอุณหภูมิขดลวดและน้ํามันนั้นเราจะนําคาอุณหภูมิของทั้งสองไปสั่งใหหนาสัมผัส<br />
ของสวิตชในตัวแสดงคาอุณหภูมิ(Temperature indicator)ทํางาน ตัวอยางเชนในตารางผนวกที่<br />
ค1<br />
เปนคาเซตติ้งของหมอแปลงแปลงแรงดันขี้นขนาด<br />
990 เมกกะโวลต-เเอมปของโรงไฟฟาพลังความ<br />
รอนราชบุรี<br />
่<br />
่<br />
ตารางผนวกที ค1 คาเซตติ้งของอุปกรณวัดอุณหภูมิขดลวดและน้ํามัน<br />
หนาสัมผัสที คาเซตติ้งอุณหภูมิขดลวด<br />
คาเซตติ้งอุณหภูมิน้ํามัน<br />
การใชงาน<br />
1 65 องศา 55 องศา ชุดระบายความรอน<br />
2 115 องศา 95 องศา สัญญาณเตือน<br />
3 120 องศา 100 องศา ทริปหมอแปลง<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข20 อุปกรณวัดอุณหภูมิขดลวดและน้ํามันที่ติดตั้งที่ดานขางตัวถังหมอแปลง<br />
263
ภาพผนวกที่<br />
ข21 แสดงตัวอยางวงจรการวัดอุณหภูมิขดลวดและน้ํามันโดยใชตัวเทอรโมมิเตอร<br />
264
10. ตัวกรองอากาศ(Dehydrating breater)<br />
ในขณะที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ํามันทําใหระดับน้ํามันมีการเพิ่มขึ้นและลดลง<br />
ตัวกรองอากาศซึ่งภายในมีซิลิกาเจลจะทําหนาที่ดูดความชื้นและฝุนที่เปนตัวทําใหฉนวนน้ํามัน<br />
เสื่อมสภาพไมใหเขาไปสัมผัสกับน้ํามันหมอแปลง<br />
ลักษณะโครงสรางของตัวกรองอากาศแสดงดัง<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข22<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข22 โครงสรางภายในตัวกรองอากาศ<br />
265
11. อุปกรณตรวจจับกาซภายในถังคอนเซอเวเตอร<br />
หรือเรียกอีกอยางวาเปนอุปกรณตรวจจับความผิดปกติของถุงยางในถังคอนเซอเวเตอร<br />
โดยที่จะทําหนาที่สะสมกาซที่เกิดจากการรั่วของถุงยาง(rubber<br />
cell) และทําใหอากาศภายนอกรั่ว<br />
เขามาในถังคอนเซอเวเตอรดังแสดงในภาพผนวกที่<br />
ข23<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข23 ลักษณะโครงสรางของตัวตรวจจับกาซภายในถังคอนเซอเวเตอร<br />
การทํางานของอุปกรณนั้นโดยปกติภายในตัวอุปกรณจะเต็มไปดวยฉนวนน้ํามันดังแสดง<br />
ในภาพผนวกที่<br />
ข24 และเมื่อเกิดความผิดปกติขึ้นกับถุงยาง(rubber<br />
cell) ทําใหเกิดการแทนที่ของ<br />
กาซภายในตัวตรวจจับทําใหระดับของน้ํามันลดลงดังแสดงในภาพผนวกที่<br />
ข25 และ ข26 ซึ่ง<br />
โดยทั่วไปจะทําการเซตติ้งคาทํางานใหแกอุปกรณที่ระดับน้ํามันที่<br />
450 ซีซี สั่งใหหนาสัมผัสสวิตช<br />
ทํางานสงสัญญาณเตือน<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข24 แสดงสภาวะปกติของตัวตรวจจับกาซภายในถังคอนเซอเวเตอร<br />
266
ภาพผนวกที่<br />
ข25 แสดงสภาวะผิดปกติของตัวตรวจจับกาซภายในถังคอนเซอเวเตอรเมื่อมีกาซบาง<br />
สวนเกิดขึ้นภายในตัวตรวจจับ<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข26 แสดงสภาวะผิดปกติของตัวตรวจจับกาซภายในถังคอนเซอเวเตอรเมื่อมีกาซเกิด<br />
ขึ้นเต็มภายในตัวตรวจจับ<br />
12. ถุงยางในถังคอนเซอรเวเตอร(Rubber bag or rubber cell)<br />
ภาพผนวกที่<br />
ข27 ถุงยางในถังคอนเซอรเวเตอร<br />
267
ภาคผนวก ค<br />
วิธีระบายความรอนของหมอแปลงไฟฟา<br />
268
1. หมอแปลงแบบแหง(Dry type transformer)<br />
วิธีการระบายความรอน<br />
AA (Ventilated self-cooled)<br />
ระบายความรอนโดยการไหลเวียนของอากาศตามธรรมชาติ<br />
AA/FA (Ventilated self-cooled / Forced air-cooled)<br />
ที่พิกัดโวลต-แอมปคาต่ําระบายความรอนโดยการไหลเวียนของ<br />
อากาศตามธรรมชาติ และที่พิกัดโวลต-แอมปคาสูงระบายความ<br />
รอนโดยใชพัดลมชวยในการไหลเวียนของอากาศ<br />
AFA (Ventilated Forced air-cooled)<br />
ระบายความรอนโดยใชพัดลมชวยในการไหลเวียนของอากาศ<br />
ANV (Nonventilated self-cooled)<br />
ระบายความรอนดวยตัวเองโดยไมมีการระบายความรอนโดยการ<br />
ไหลเวียนของอากาศภายนอกแตจะทํางานที่ความดันเกจที่ศูนย<br />
GA (Sealed self-cooled)<br />
ระบายความรอนดวยตัวเองโดยปดตัวถังหมอแปลงแบบสนิท<br />
2. หมอแปลงฉนวนน้ํามันที่ระบายความรอนดวยอากาศ(Oil-immersed<br />
transformer : air cooled)<br />
OA<br />
(ONAN)<br />
ระบายความรอนโดยอาศัยผลของการไหลเวียนของอากาศ<br />
ที่ปกคลุมรอบพื้นที่ผิวระบายความรอน<br />
269
OA/FA or<br />
(ONAN/ONAF)<br />
OA/FA/FA or<br />
(ONAN/ONAF/<br />
ONAF)<br />
OA/FA/FOA or<br />
(ONAN/ONAF/<br />
OFAF)<br />
OA/FOA/FOA or<br />
(ONAN/OFAF/<br />
OFAF)<br />
FOA or<br />
(OFAF or ODAF)<br />
ที่พิกัดโวลต-แอมปคาต่ําระบายความรอนโดยอาศัยผลของ<br />
การไหลเวียนของอากาศที่ปกคลุมรอบพื้นที่ผิวระบายความ<br />
รอน และที่พิกัดโวลต-แอมปคาสูงระบายความรอนโดยใช<br />
พัดลมชวยในการไหลเวียนของอากาศที่ปกคลุมรอบพื้นที่ผิว<br />
ระบายความรอนอันเดียวกับที่พิกัดแรก<br />
ที่พิกัดโวลต-แอมปคาต่ําระบายความรอนโดยอาศัยผลของ<br />
การไหลเวียนของอากาศที่ปกคลุมรอบพื้นที่ผิวระบายความ<br />
รอน และที่พิกัดโวลต-แอมปคากลางระบายความรอนโดย<br />
ใชพัดลมชวยในการไหลเวียนของอากาศที่ปกคลุมรอบพื้นที่<br />
ผิวระบายความรอนสวนที่หนึ่ง<br />
และที่ที่พิกัดโวลต-แอมปคา<br />
สูงระบายความรอนโดยใชพัดลมชวยในการไหลเวียนของ<br />
อากาศที่ปกคลุมรอบพื้นที่<br />
ผิวระบายความรอนสวนที่สอง<br />
ที่พิกัดโวลต-แอมปคาต่ําระบายความรอนโดยอาศัยผลของ<br />
การไหลเวียนของอากาศที่ปกคลุมรอบพื้นที่ผิวระบายความ<br />
รอน และที่พิกัดโวลต-แอมปคากลางระบายความรอนโดยใช<br />
พัดลมชวยในการไหลเวียนของอากาศที่ปกคลุมรอบพื้นที่ผิว<br />
ระบายความรอนอันเดียวกับที่พิกัดแรก<br />
และที่พิกัดโวลต-แอมปคา<br />
สูงจะใชปมน้ํามันทํางานเพิ่มเพื่อชวยการไหลเวียนของน้ํามัน<br />
ที่พิกัดโวลต-แอมปคาต่ําระบายความรอนโดยอาศัยผลของ<br />
การไหลเวียนของอากาศที่ปกคลุมรอบพื้นที่ผิวระบายความ<br />
รอน และที่พิกัดโวลต-แอมปคากลางและพิกัดโวลต-แอมปคาสูงจะ<br />
ใชทั้งพัดลมและปมน้ํามันทํางานรวมกันโดยจะแบงพื้นที่ระบายรอน<br />
ออกเปนสองสวน<br />
ใชทั้งพัดลมและปมน้ํามันทํางานรวมกัน<br />
270
3. หมอแปลงฉนวนน้ํามันที่ระบายความรอนดวยน้ํา(Oil-immersed<br />
transformer : water cooled)<br />
OW or<br />
(ONWF)<br />
OW/A or<br />
(ONWF/ONAN)<br />
FOW or<br />
(OFWF or ODWF)<br />
ระบายความรอนโดยอาศัยผลของการไหลเวียนของน้ํามันตาม<br />
ธรรมชาติที่ไหลผานพื้นที่ผิวของทอน้ําระบายความรอน<br />
มีสองพิกัดโวลต-แอมป ที่พิกัดแรกใชการระบายความรอนโดย<br />
อาศัยผลของการไหลเวียนของน้ํามันตามธรรมชาติที่ไหลผานพื้นที่<br />
ผิวของทอน้ําระบายความรอน<br />
และที่พิกัดที่สองใชการไหลเวียน<br />
ของอากาศที่ปกคลุมพื้นผิวระบายความรอน<br />
ระบายความรอนโดยใชปมน้ํามันชวยในการไหลเวียนของน้ํามัน<br />
และใชปมน้ําชวยในการไหลเวียนของน้ําในทอน้ําระบายความ<br />
รอน<br />
4. ตัวอยางการระบายความรอนของหมอแปลงแบบเเหง<br />
ภาพผนวกที่<br />
ค1 หมอแปลงแบบเเหงที่ระบายความรอนดวยอากาศรอบขางและระบายความรอน<br />
แบบ AA<br />
271
ภาพผนวกที่<br />
ค2 หมอแปลงแบบเเหงที่มีพัดลมระบายความรอนและระบายความรอนแบบ<br />
AA/FA<br />
5. ตัวอยางการระบายความรอนของหมอแปลงฉนวนน้ํามัน<br />
ภาพผนวกที่<br />
ค3 หมอแปลงฉนวนน้ํามันที่มีการระบายความรอนแบบ<br />
ONAN<br />
272
ภาพผนวกที่<br />
ค4 หมอแปลงฉนวนน้ํามันที่มีการระบายความรอนแบบ<br />
ONAN/ONAF/ONAF<br />
ภาพผนวกที่<br />
ค5 หมอแปลงฉนวนน้ํามันที่มีการระบายความรอนแบบ<br />
ONAN/OFAF/OFAF<br />
273
ภาพผนวกที่<br />
ค6 หมอแปลงฉนวนน้ํามันที่มีการระบายความรอนแบบ<br />
OFAF<br />
ภาพผนวกที่<br />
ค7 หมอแปลงฉนวนน้ํามันที่มีการระบายความรอนแบบ<br />
OFWF<br />
274
ภาพผนวกที่<br />
ค8 ไดอะแกรมการระบายความรอนของหมอแปลงฉนวนน้ํามันที่มีการระบายความ<br />
รอนแบบ OFWF<br />
275
ภาคผนวก ง<br />
รีเลยปองกันหมอแปลงรุนตางๆของบริษัทผูผลิต<br />
276
รีเลยปองกันหมอแปลงรุนตางๆของบริษัทผูผลิต<br />
ในการปองกันหมอแปลงโดยสวนใหญจะใชรีเลยวัดคาผลตาง รีเลยปองกันกระแสเกินที่<br />
เฟส และรีเลยปองกันกระแสเกินลงดิน ซึ่งบริษัทผูผลิตรีเลยที่ไดรับความนิยมแพรหลายไดแก<br />
บริษัท ALSTOM ABB Westing House General Electric(GE) SIEMENS เปนตน ซึ่งใน<br />
ภาคผนวกนี้จะนําเสนอรีเลยรุนตางๆของแตละบริษัทดังนี้<br />
1. บริษัท General Electric(GE)<br />
Differential and Timing Relays<br />
BDD Percentage Differential with Harmonic<br />
Restraint<br />
Single Function<br />
CFD High Speed Differential Relay Single Function<br />
IJD Percentage Differential Relay Single Function<br />
PVD Differential Voltage Relay Single Function<br />
STD Percentage Differential with Harmonic<br />
Restraint<br />
Transformer Protection<br />
Single Function<br />
745 Transformer Management Relay Multifunction<br />
DTP-B Digital Transformer Protection Multifunction<br />
DTR Transformer Tap Changer Controller Multifunction<br />
T35 Transformer Management Relay Multifunction<br />
Overcurrent Relays<br />
CHC Instantaneous Overcurrent Relay Single Function<br />
DIAC/DIFC/DSFC Single Phase Digital<br />
Overcurrent Protection<br />
Single Function<br />
HFC Instantaneous Overcurrent Relay Single Function<br />
IAC Time-overcurrent Relay Single Function<br />
IBCG Ground Directional Overcurrent Relay Single Function<br />
IFC Time-overcurrent Relay Single Function<br />
IFCV TOC Relay with Voltage Restraint Single Function<br />
IJC Current Balance Relay Single Function<br />
PJC Instantaneous Overcurrent Relay Single Function<br />
277
BDD Percentage Differential with Harmonic Restraint<br />
Description<br />
The Type BDD relays are for the protection of transformers rated 2000 kVA and above<br />
and for transformers with windings rated 15 kV or above. However, the importance of the<br />
transformer to the system, not its size alone, should be the basis for the decision on this<br />
quality of protection.<br />
Applications<br />
• Power and autotransformer protection<br />
Protection and Control<br />
• High speed percentage differential<br />
• Phase and ground fault detection<br />
CFD High Speed Differential Relay<br />
Description<br />
Type CFD22B high-speed, product-restraint relays are designed to provide<br />
percentage-differential relaying protection for the larger and more important<br />
machines. They are recommended for generators rated 2000 kVA and above<br />
and for motors and synchronous condensers rated 3000 hp (or kVA) and<br />
above.<br />
Applications<br />
Generators, 2000 kVA and above<br />
IJD Percentage Differential Relay<br />
Description<br />
The IJD Percentage Differential Relay is used for the protection of AC<br />
rotating machinery and power transformers.<br />
Features and Benefits<br />
• Single- and three-phase units available<br />
• Various percentage slopes available<br />
• Electrically operated target seal-in unit<br />
• Restraint current matching taps (IJD53)<br />
• Drawout case<br />
Applications Protection and Control<br />
• AC rotating machines (IJD52) Fixed slope percentage-differential<br />
• Power Transformers (IJD53)<br />
278
PVD Differential Voltage Relay<br />
Description<br />
The Type PVD21 relay is a single-phase, high-speed, high-impedance, voltage-operated<br />
relay designed to provide protection in bus differential schemes. The Type PVD21 utilizes<br />
the same operating principle (high impedance voltage) as the earlier PVD models, but<br />
provides faster operating speeds and higher seismic capabilities. Typical operating speed is<br />
20 ms at 4X pickup. The Type PVD21 is mechanically interchangeable with the earlier<br />
PVD21 models, and provides additional output contacts.<br />
Applications<br />
• Bus differential high z voltage<br />
• Shunt reactor differental protection<br />
Protection and Control<br />
• High-speed, high z voltage sensing<br />
• High seismic instantaneous O/C unit<br />
STD Percentage Differential with Harmonic Restraint<br />
Description<br />
The STD is a harmonic restrained percentage differential relay specifically designed for<br />
transformer fault protection. The STD15 through 21 relays differ from each other only in<br />
the number of restraint circuits that they include (see Selection Guide). The STD25<br />
through 29 relays differ from STD15 through 21 relays in that they utilize only second<br />
harmonics for the harmonic restraint circuit while the others use all the harmonics.<br />
Harmonic restraint is employed to prevent undesired tripping as a result of exciting current<br />
inrush to the transformer being protected. Inrush to a transformer usually occurs when the<br />
transformer is energized or when a nearby fault is cleared thus suddenly restoring normal<br />
voltage to the bank. The second harmonic component is the predominant harmonic<br />
transformer inrush current.<br />
Applications<br />
• Power and autotransformer protection<br />
Protection and Control<br />
• High-speed percentage differential<br />
• Harmonic restraint<br />
279
745 Transformer Management Relay<br />
Description<br />
The 745 is a high speed, multiprocessor based, 3-phase, two or three winding, transformer management relay<br />
intended for the primary protection and management of small, medium and large power transformers.<br />
Protection and Control<br />
• Percent differential<br />
• Adaptive harmonic restraint<br />
• Multiple overcurrent elements<br />
• Adaptive time O/C elements<br />
• Underfrequency<br />
• Frequency rate-of-change<br />
• Overexcitation<br />
• Multiple setpoint groups<br />
• Restricted ground fault (optional)<br />
• 1 analog transducer input (optional)<br />
• 16 digital (logic) inputs<br />
• 7 analog transducer outputs (optional)<br />
• 9 control outputs<br />
Monitoring and Metering<br />
• All currents<br />
• THD and harmonics<br />
• Demand<br />
• Harmonic analysis<br />
• Voltage<br />
• Calculated 3 Phase Power<br />
• Tap position<br />
• Ambient temperature<br />
• Analog transducer input<br />
• Waveform capture and playback<br />
DTP-B Digital Transformer Protection<br />
Description<br />
The DTP-B is a digital relay that provides high-speed differential and backup instantaneous differential three<br />
phase protection functions for power transformers. Different models of the DTP are available for protecting and<br />
monitoring transformers with two, three or four windings.<br />
280
Protection and Control<br />
• Current differential protection<br />
• 2, 3 or 4 windings<br />
• Dual-slope percentage restraint<br />
• 2nd & 5th harmonic cross-restrained<br />
• Internal phase shift compensation<br />
• 7 configurable digital inputs<br />
• 4 trip contacts<br />
Monitoring and Metering<br />
• All currents<br />
• Event recorder<br />
• Oscillography recorder<br />
• Self-Checking functions<br />
User Interface<br />
• 20 key keypad<br />
• Alphanumeric 2-line LCD<br />
• 16 LED indicators<br />
• RS232, plastic or glass fiber optic<br />
DTR Transformer Tap Changer Controller<br />
Description<br />
The transformer tap changer controller DTR controls automatically the transformer on load tap changer, so that<br />
the power supply voltage is practically constant, independently from the load. In order to achieve this, the DTR is<br />
able to increase and decrease the OLTC in the power transformer.<br />
Applications<br />
• Control power transformer OLTCs to regulate voltage<br />
Protection and Control<br />
• Automatic voltage regulator<br />
• Automatic/manual operation<br />
• Three setting tables<br />
• Configurable inputs and outputs<br />
• BCD format inputs to detect tap changer position<br />
Monitoring and Metering<br />
• I, V, P, Q, cos j, frequency measurement<br />
• Transformer OLTC position<br />
• Event recording<br />
281
T35 Transformer Management Relay<br />
Description<br />
The T35, a member of the UR family of protection relays, is a 3-phase transformer relay, intended for primary<br />
protection of power transformers, with up to six windings/restraints.<br />
The T35 Transformer Management Relay is a perfect protection for multi-winding power transformers, where the<br />
windings are connected to more than one breaker such as in a breaker-and-a-half schemes, or to more than two<br />
breakers. Percent and instantaneous differential protections combined with phase time overcurrent elements and<br />
sixteen fully configurable universal comparators (FlexElements), make a perfect protection package for primary<br />
and backup transformer protections. The relay is capable of protecting transformers with up to six<br />
windings/restraints.<br />
Features and Benefits<br />
• FlexLogic and distributed FlexLogic<br />
• Virtual I/Os (reduce hardware cost)<br />
• Expandable I/Os<br />
• User programmable LEDs<br />
• User-definable display messages<br />
• Flash memory for field upgrades<br />
• Draw-out modules for serviceability<br />
• Common modules (reduce spares cost)<br />
• Test mode for I/Os<br />
• IRIG-B time synchronization<br />
Applications<br />
• Reliable high speed protection for small, medium and large power transformers with up to six<br />
windings/restraints.<br />
• Easy configuration for transformers with windings connected to one, two or more breakers<br />
Protection and Control<br />
• Dual slope percent differential characteristic<br />
• Instantaneous differential protection<br />
• Inrush inhibit<br />
• Overexcitation inhibit<br />
• Multiple phase TOCs<br />
• Universal IOC (FlexElement)<br />
Monitoring and Metering<br />
• Current, voltage, power, power factor and frequency<br />
• Percent 2nd and 5th harmonics<br />
• 64 samples/cycle programmable oscillography<br />
• 1024 programmable event recorder<br />
• 16 channel programmable data logger<br />
• Self diagnostic<br />
282
User Interface<br />
• enerVista UR Setup software for setting, monitoring<br />
• RS232 port, faceplate accessible<br />
• RS485 port<br />
• Second RS485 or Ethernet port<br />
• 2 x 20 character display and keypad<br />
• Target LED indicators<br />
T60 Transformer Management Relay<br />
Description<br />
The T60, a member of the UR family of protection relays, is a 3-phase, multiple winding, transformer relay<br />
intended for the primary protection and management of small, medium and large power transformers.<br />
The T60 combines percent and instantaneous differential with overcurrent protection along with a whole suite of<br />
current, voltage and frequency protection elements, and multiple settings groups in one easily configured,<br />
economical package. An innovative improvement to the traditional harmonic inrush inhibit of the percent<br />
differential element increases security while maintaining fault response performance.<br />
The logic that determines the interaction of inputs, features, and outputs is reconfigurable through the use of logic<br />
equations (FlexLogic). The use of virtual inputs and outputs in addition to hardware is available internally and<br />
on the communications ports (minimizing the requirement for auxiliary components and wiring). Hardware<br />
input/output capability is expandable.<br />
The T60 has three communications ports that operate independently and simultaneously. The RS232 port is<br />
accessible from the faceplate of the relay. The RS485 port supports ModBus ? RTU and DNP 3.0 protocols and is<br />
capable of baud rates up to 115 kbps. The third communications port may be ordered as either a similar RS485<br />
port or a 10 Mbps Ethernet port supporting MMS/UCA2, DNP 3.0 and ModBus /TCP protocols. The physical<br />
Ethernet port may be ordered as 10BaseF or redundant 10BaseF. The high baud rates of these ports enable<br />
system wide communications without sacrificing speed.<br />
The free Windows&#reg; based URPC software allows complete access to all relay information, taking advantage<br />
of the PC display to provide more data at a glance in a graphical representation.<br />
Diagnostic features of the T60 include a 1024 event record that tags events with time and date. This precise time<br />
stamping allows for a determination of the sequence of events throughout a system. Events can also trigger<br />
digital oscillography records that consist of a 64 samples/cycle record of waveforms, analog values and digital<br />
flags. The URPC software is used to view these records.<br />
The T60 utilizes flash memory technology that, coupled with the modular hardware, allows future upgrading of the<br />
relay to follow the technology curve without replacing the entire relay. Selftest functions determine the relative<br />
health of the relay and raise an alarm if the relay is malfunctioning prior to a failure to operate.<br />
Features and Benefits<br />
• FlexLogic<br />
• Distributed FlexLogic<br />
• Virtual I/O (reduce hardware cost)<br />
• Expandable I/O<br />
• Flash memory for field upgrades<br />
283
• Drawout modules for serviceability<br />
• Common modules (reduce spares cost)<br />
• Test mode for forcing contact I/O states<br />
• IRIG-B<br />
• time synchronization<br />
Applications<br />
• Small, medium, and large power transformers<br />
• Up to 4 restraint windings<br />
Protection and Control<br />
• Percent differential<br />
• Instantaneous Differential<br />
• Dynamic Inrush Inhibit<br />
• Overexcitation Inhibit<br />
• Low impedance biased restricted ground fault<br />
• Phase, ground and neutral O/C<br />
• Phase overvoltage<br />
• Underfrequency<br />
• Multiple setting groups<br />
Monitoring and Metering<br />
• Current, voltage, power metering<br />
• Current, voltage phasors<br />
• 64 samples/cycle oscillography<br />
• 1024 Event record<br />
• Self diagnostics<br />
User Interface<br />
• enerVista UR Setup software for setting, monitoring<br />
• RS232 port, faceplate accessible<br />
• RS485 port (115 kbps, ModBus RTU and DNP 3.0 protocols) Second RS485 or Ethernet port:<br />
10BaseF or redundant 10BaseF supporting MMS/UCA2, DNP 3.0, and ModBus /TCP protocols<br />
• 2 x 20 character display and keypad<br />
• Target LED indicators<br />
284
CHC Instantaneous Overcurrent Relay<br />
Description<br />
The CHC relays are cup-type, high speed, sensitive, overcurrent fault detector relays.<br />
These relays may be set to pick up below full load current and operate continuously in the<br />
picked-up position. The cup unit circuits are designed to prevent contact welding.<br />
Protection and Control<br />
3 phase and ground instantaneous O/C<br />
DIAC/DIFC/DSFC Single Phase Digital Overcurrent Protection<br />
Description<br />
The DIAC, DIFC, and DSFC units are single phase, digital microprocessor based, self-powered, non-directional<br />
overcurrent relays. They provide time and instantaneous overcurrent protection for phase or ground faults. They<br />
are designed to be used by industrial and utility power systems for applications including feeders, transmission<br />
lines, AC machines, transformers, or any facility with medium voltage switchgear.<br />
Applications<br />
• Industrial and utility power systems<br />
• Feeders, transmission lines, AC machines, transformers<br />
• Facilities with medium voltage switchgear<br />
Protection and Control<br />
• Phase or ground overcurrent<br />
• Separate TOC and IOC protection<br />
• Wide pickup setting ranges<br />
• 16 TOC curve characteristics<br />
• RMS sensing (TOC)<br />
• Reset characteristic selection<br />
User Interface<br />
• Pickup status LED<br />
• TOC and IOC latched indicators<br />
285
HFC Instantaneous Overcurrent Relay<br />
Description<br />
The Type HFC relays consist of one or more hinged armature<br />
instantaneous overcurrent units. Each unit has two electrically separate<br />
contacts and is assembled in a single end drawout type C1 case. The<br />
units have a high-seismic rating, and include a target which is latched<br />
and raised into view when the unit operates. The targets are manually<br />
reset by a button on the front of the relay cover.<br />
Protection and Control<br />
• Instantaneous overcurrent<br />
• Detection of severe close-in faults on transmission lines<br />
• Differential motor protection<br />
IAC Time-overcurrent Relay<br />
Description<br />
Type IAC relays are used in the protection of industrial and utility power systems against either phase or ground<br />
overcurrent. They are single phase (although some models contain more than one unit), non-directional, current<br />
sensitive, AC devices. The basic operating mechanism (the time unit) produces one of several available operating<br />
characteristics. The operating time is inversely related to operating current which permits close coordination with<br />
other protective devices. It consists of a magnetic core operating coil, an induction disc, damping magnet, and a<br />
mechanical target. The IAC relay may also include one or more hinged armature instantaneous overcurrent units,<br />
with integral target.<br />
Applications<br />
• Feeder, AC machines and transformers<br />
Protection and Control<br />
• Ground and phase time O/C and U/C<br />
• Overload motor protection<br />
286
IBCG Ground Directional Overcurrent Relay<br />
Description<br />
The Type IBC directional overcurrent relays are employed primarily for the protection of feeders and transmission<br />
lines in applications where single-phase relays are desired or required.<br />
The Types IBC and IBCG relays consist of two units, an instanta-neous power-directional unit (bottom) of the<br />
induction-cup type, and a time overcurrent unit (top) of the induction-disk type. The direc-tional- unit contacts<br />
control the operation of the overcurrent unit (directional control).<br />
Features and Benefits<br />
• Mechanical targets<br />
• 3 inverse time/current operating characteristics<br />
• Drawout case<br />
Applications<br />
• Directional phase fault protection (IBC)<br />
• Directional ground fault protection (IBCG)<br />
Protection and Control<br />
• Time overcurrent<br />
IFC Time-overcurrent Relay<br />
Description<br />
Type IFC relays are used for the protection of industrial and utility power systems against either phase or ground<br />
overcurrent. They are single-phase, non-directional, current sensitive AC devices. The basic operating<br />
mechanism (the time unit) produces one of several available operating characteristics with operating time<br />
inversely related to operating current to permit coordination with other protective devices. It consists of a<br />
magnetic-core operating coil, an induction disk, damping magnet, and a mechanical target. The IFC relay may<br />
also include a hinged-armature instantaneous overcurrent unit with its own target.<br />
Applications<br />
• Feeder, AC machines and transformers<br />
Protection and Control<br />
• Ground and phase time O/C and U/C<br />
• Overload motor protection<br />
287
IFCV TOC Relay with Voltage Restraint<br />
Description<br />
The Type IFCV relays are draw out, induction disc time-overcurrent relays having voltage restraint and inverse<br />
time characteristics.<br />
Applications<br />
• System fault backup protection<br />
Protection and Control<br />
• Time O/C unit with voltage restraint<br />
IJC Current Balance Relay<br />
Description<br />
The Type IJC51E relays are used for the protection of lines and of three- phase machines, especially motors and<br />
synchronous converters against damage that is caused by phase- unbalancing and single-phase operation.<br />
This protection cannot usually be obtained satisfactorily by voltage relays because in three-phase machine,<br />
grounded-neutral, or four- wire circuits the opening of one phase conductor may not appreciably disturb the<br />
voltage phase relations or magnitude, especially under light load conditions. The machine, or other connected<br />
apparatus, will itself tend to maintain the three-phase voltage intact.<br />
The relay compares the current in each phase with that in each of the other phases. An increase of current in the<br />
circuit, irrespective of the magnitude of the current, will not cause the relay to operate, so long as the currents in<br />
the phases are not unbalanced by 25 percent or more.<br />
Features and Benefits<br />
• Drawout case<br />
Applications<br />
• Lines and AC rotating machines<br />
• Regulating transformer exciting windings<br />
• Phase balance protection<br />
Protection and Control<br />
• Phase current unbalance<br />
• Timed operation<br />
288
PJC Instantaneous Overcurrent Relay<br />
Description<br />
The Type PJC is a plunger relay that operates on the principle of<br />
electromagnetic attraction. The contacts are opened or closed by an<br />
armature which is attracted vertically into a small solenoid.<br />
Applications<br />
• Feeder circuit overcurrent protection<br />
289
2. บริษัท ABB<br />
Transformer Protection<br />
RET 316 Multifunction<br />
RET 521 Multifunction<br />
SPAD 346 C Multifunction<br />
TPU2000 Multifunction<br />
TPU2000R Multifunction<br />
COMBIFLEX TYPE<br />
RADSB Transformer differential<br />
protection<br />
RAEDK/RXEDK 2H<br />
Time over/undervoltage relay and<br />
protection assemblies<br />
RAIDK/RXIDK 2H<br />
Time-overcurrent and earth-fault relay<br />
and protection assemblies.<br />
RAIDG/RXIDG 21H<br />
Earth-fault relay and protection<br />
assemblies for EHV and HV systems<br />
RAZK/RXZK 21H, 22H & 23H<br />
Directional and non directional<br />
impedance relay and protection<br />
assemblies<br />
RAVK/RXVK 2H<br />
Thermal overcurrent relay and protection<br />
assemblies<br />
RALK/RXLK 2H<br />
Transformer or generator timeoverexcitation<br />
relay and protection<br />
assemblies.<br />
290
RET 316<br />
Transformer protection<br />
The numerical transformer protection unit RET 316 is designed for the fast, selective protection of two- or three-winding transformers. In addition the<br />
applications for the protection of autotransformers and block generator-transformer units are possible.<br />
The RET 316 unit will detect all-phase faults, interturn faults and earth faults where the power transformer starpoint is solidly or low-impedance earthed.<br />
RET 316 can be supplied with different protection functions and has low requirements with respect to the main CT´s. No interposing CT´s are required.<br />
Main Features:<br />
• Selectable protection functions<br />
• Current compensation of ratio and phase<br />
• Programmable inputs and outputs<br />
• Compact design and modular software<br />
• Continuous self-monitoring and diagnosis<br />
• Event recording and measuring values<br />
Protect IT Transformer Protection Terminal RET 521<br />
291
Multi-functional transformer protection<br />
RET 521 provides fast and selective protection, monitoring and control for two- and three-winding transformers, autotransformers, generatortransformer<br />
units, special railway transformers and shunt reactors. The transformer terminal is designed to operate correctly over a wide frequency<br />
range in order to accommodate power system frequency variations and generator start-up and shut-down.<br />
Fast differential protection, with automatic CT ratio matching and vector group compensation, makes this device the ideal solution even for the most<br />
demanding applications. RET 521 has low requirements on the main CTs and no interposing CTs are required. It is suitable for differential applications<br />
with multi-breaker arrangements with up to five restraint CT inputs. The differential protection function is provided with adaptive 2nd harmonic and<br />
waveblock restraint features to avoid tripping for magnetizing inrush, and 5th harmonic restraint to avoid tripping for overexcitation. The differential<br />
function is fully stable during external faults followed by heavy CT saturation and recovery inrush. RET 521’s unique capability to automatically<br />
compensate for on-load tap-changer position enables its differential function to have high sensitivity for internal winding turn-to-turn faults. On-load tapchanger<br />
position can be monitored via mA-signal or BCD coded input signal.<br />
A low impedance restricted earth-fault protection function is available as complimentary protection against winding to ground faults. This function<br />
includes a directional criterion for additional security. Underimpedance protection functionality for phase to phase and/or phase to ground faults is also<br />
available as backup protection for transformer faults and faults in the connected power system. Versatile phase, ground, positive, negative and zero<br />
sequence overcurrent functions, which can optionally be made directional and/or voltage controlled, provide further backup protection. Thermal<br />
overload, volts per hertz, over/under voltage and over/under frequency protection functions are also available. Built-in disturbance and event recorder<br />
provides valuable data to the user about status and operation of surrounding primary and secondary equipment.<br />
RET 521 terminal can be equipped with advanced voltage control functionality for single or parallel transformers. Up to eight parallel transformers can<br />
be controlled by using minimizing circulating current principle. Line drop compensation and silent load shedding based on voltage magnitude reduction<br />
are included. The RET 521 terminal has the unique capability to measure voltage on both sides of the power transformer. When combined with userspecific<br />
internal logic, this feature helps prevent power system voltage collapse and, at the same time, minimizes the OLTC maintenance cost by<br />
minimizing the number of on-load tap-changer operations.<br />
ABB has designed pre-configured, application-specific RET 521 solutions that can be adapted to the most common transformer applications. These<br />
proven C-series terminals enable smooth connection without additional configuration. This speeds up both engineering and commissioning, which<br />
results in significant cost savings.<br />
Overview of functions included in RET 521-C1, RET 521-C2, RET 521-C3 and RET 521:<br />
Transformer differential protection functions<br />
RET 521-C1 RET 521-C2 RET 521-C3 RET 521<br />
Transformer differential protection, up to 5 restraint groups Included Included Included Optional<br />
Three phase time overcurrent, non directional Incl. 2 pcs Incl. 2 pcs.<br />
Earth fault time overcurrent, non-directional 2:nd harmonic<br />
restraint<br />
Restricted earth fault<br />
Incl. 2 pcs Incl. 2 pcs.<br />
Optional<br />
Optional<br />
Incl. 3 pcs. Incl. 3 pcs. Optional<br />
Single/three-phase overvoltage and neutral voltage Incl. 2 pcs. Included Incl. 2 pcs. Optional<br />
Overexcitation<br />
Control<br />
Included Included Optional<br />
Voltage control, single transformer Included Included Included Optional<br />
Monitoring<br />
Disturbance recorder Included Included Included Optional<br />
Basic<br />
Self-supervision with internal event recorder Included Included Included Included<br />
Real-time clock with external time syncronization Included Included Included Included<br />
Four groups of setting parameters Included Included Included Included<br />
Local Human machine Interface (HMI) Included Included Included Included<br />
Configurable logic Included Included Included Included<br />
Service value reading Included Included Included Included<br />
Event recording and trip value recording Included Included Included Included<br />
RET 521-C1, C2 and C3 are preconfigured terminals ready to plug in at delivery. The terminals have pre-selected functionality, they are pre-configured<br />
and delivered with terminal diagrams.<br />
292
Protect IT Stabilized Differential Relay SPAD 346<br />
Protect your power transformer or your generator-transformer units with the stabilized differential relay SPAD<br />
The stabilized differential relay SPAD 346 C is designed for protecting two-winding power transformers and generator-transformer units against winding<br />
short-circuit, interturn fault, earth fault and short circuit, and generators and motors against interwinding short-circuit and pole short circuit. In addition,<br />
the relay can be used for the protection of three-winding power transformers, provided 75% of the short circuit power to the power transformer is<br />
supplied from the same direction, and for the protection of compensating chokes and short cable lines.<br />
Features<br />
• Integrated three-phase differential relay, three-phase overcurrent relay and multi-configurable earth-fault relay<br />
• Stabilized differential relay module providing winding short-circuit and interturn fault protection for two-winding power-transformers and<br />
generator-transformer units, and interwinding short-circuit protection for generators<br />
• Earth-fault relay module providing protection for the transformer HV and LV side according to the selected principle: stabilized differential<br />
current principle, high-impedance principle, residual current principle or neutral current principle<br />
• Three-stage overcurrent module providing protection for power transformers and generators and two-stage backup earth-fault protection<br />
• Short operate time even at partial saturation of the current transformers<br />
• Operation characteristic of differential relay module easily adapted for different applications<br />
• Stabilized against unwanted operations at faults occurring outside the protected area and at transformer inrush<br />
• Second harmonic restraint for prevention of unwanted relay operations at transformer inrush<br />
• Fifth harmonic restraint for prevention of unwanted relay operations at transformer overexcitation - The fifth harmonic restraint can be<br />
aborted if the ratio of the fifth harmonic and the basic frequency component rises too high at dangerous overvoltages<br />
Wide CT ratio correction range - accurate correction through digital setting<br />
•<br />
No interposing current transformers needed for the protection of two-winding power transformers - numerical vector group matching on HV<br />
and LV side<br />
•<br />
Four heavy-duty output relays for circuit breaker tripping and five output relays for signalling<br />
Five programmable external control inputs intended for alarm and trip signals from gas relays, oil temperature sensors and other sensors<br />
of transformer auxiliary devices<br />
•<br />
Integrated circuit breaker failure protection with adjustable operate time<br />
Differential relay and earth-fault relay modules provided with integrated disturbance recorder functions for analog and digital signals -<br />
signals to be used for triggering selectable<br />
•<br />
•<br />
Sensitive phase current and phase angle displays facilitate checking of energizing circuit connections and vector group matchings<br />
High immunity to electrical and electromagnetic interference allows the relay to be used in severe environments<br />
High availability and system reliability due to continuous supervision of hardware and software<br />
Powerful software supports relay parametrization and reading of measured, recorded and event data<br />
• CE marking according to the EC directive for EMC<br />
293
TPU2000 - Transformer Protection Unit<br />
The TPU2000 is an advanced transformer protection package designed for protection of two-winding 3-phase<br />
power transformers. Sensitive high-speed restrained and unrestrained differential elements protect against<br />
internal phase and ground faults. Multiple restraint curves match electronic and electromechanical relays easing<br />
retrofits. Flexible harmonic restraint modes prevent false trips during transformer inrush and overexcitation. Phase<br />
and ground overcurrent elements for each winding plus disturbance and current level detectors, power metering,<br />
digital fault recording and load profile completes a full transformer management system. For the Descriptive<br />
Bulletin 41-372M, please click on the right menu.<br />
TPU2000R - Transformer Protection Unit 2000R<br />
The TPU2000R is an advanced transformer protection package designed for protection of 3-phase power<br />
transformers with up to three restraints available covering the majority of power transformer applications.<br />
Sensitive high-speed restrained and unrestrained differential elements protect against internal phase and ground<br />
faults. Multiple restraint curves match electronic and electromechanical relays easing retrofits. Flexible harmonic<br />
restraint modes prevent false trips during transformer inrush and overexcitation. Phase and ground overcurrent<br />
elements for each winding plus disturbance and current level detectors, power metering, digital fault recording<br />
and load profile completes a full transformer management system. For complete details, click Descriptive Bulletin<br />
41-372M on the right menu.<br />
For the latest Two-winding and Three-winding Flash Firmware, please click on Configuration Software in the righthand<br />
column.<br />
Features:<br />
• Six overcurrent protective functions for each winding.<br />
• Programmable logic inputs and outputs.<br />
• Phase compensation for most main winding and current transformer secondary arrangement.<br />
• Electrically Isolated Communications Ports provides superior remote communications.<br />
• Simultaneous communications through front and rear ports via dedicated microprocessors.<br />
• Models available for use with optical CT's.<br />
• Complete electronic draw-out.<br />
• Complete load current metering functions<br />
294
RADSB<br />
Transformer differential protection<br />
RADSB is a protective relay intended for all types of three-phase power transformers. By including additional<br />
input restraint modules, up to 6 transformer windings or restraining inputs can be connected. The relay is well<br />
suited for generator and step-up transformer overall protection, often including the auxiliary transformer in the<br />
protected zone.<br />
The non-linear percentage restraint characteristic provides the required restraint for external faults, making it<br />
suitable for use with multi-winding transformers, auto-transformers or in a system where one transformer winding<br />
is directly connected to two or more breakers. The characteristics are designed to provide excellent internal fault<br />
sensitivity.<br />
Main Features:<br />
Complete phase and earth fault protection<br />
Built-in trip relay, indicator and test switch<br />
Variable percentage restraint for external fault security<br />
Stable against CT saturation effects<br />
Redundant instantaneous operating element for severe internal faults<br />
Inrush security by 2nd harmonic restraint<br />
Overexcitation security by 5th harmonic restraint<br />
High speed operation<br />
RAEDK/RXEDK 2H<br />
Time over/undervoltage relay and protection assemblies<br />
295
RXEDK 2H is a microprocessor based time-over/ undervoltage relay with two measuring stages, which are<br />
switchable for over- or undervoltage functions independently of each other.<br />
Stage 1 is programmable for two different time functions; definite-time characteristic and inverse time<br />
characteristic.<br />
Stage 2 has a definite-time characteristic, settable from 0 to 10 s.<br />
RXEDK 2H can be used in a number of different applications, such as; neutral point voltage-, overvoltage-, flashover-,<br />
undervoltage- or stator earth fault protection. The optional built in filters provide extended application<br />
possibilities. For example; A model measuring the third harmonic is available. Other frequencies of interest may<br />
also be quoted.<br />
Main Features:<br />
Wide setting ranges in two measuring stages<br />
Built in operating time delays for both stages<br />
Over and undervoltage setting selectable for both stages<br />
Allows setting close to maximum service values due to high resetting ratio<br />
Available with optional filters for different frequency response<br />
Low burden<br />
RAIDK/RXIDK 2H<br />
Time-overcurrent and earth-fault relay and protection assemblies.<br />
RXIDK 2H is a single phase microprocessor based time-overcurrent relay that is available in multi-phase and<br />
earth-fault assemblies RAIDK. The RXIDK 2H has simple setting knobs and selector-switches for different inverse<br />
and fixed time delay over-current characteristics and operate values and time delays. It is used as short-circuit<br />
and earth fault protection for all types of objects in the network.<br />
The available time-lag characteristics and the short recovery times, together with independent measuring<br />
elements in each phase and for earth-faults, ensures suitability on networks of major importance, where<br />
selectivity and short back-up tripping times are essential. It has four LEDs on the front for start, trip and selfsupervision<br />
indication.<br />
RXIDK 2H is pin compatible with the obsolete RXIDF 2H relays and is therefore offered as a replacement part.<br />
296
Main Features:<br />
Independent measuring elements<br />
Three versions with different current ranges and wide setting ranges<br />
Versions with built-in test switch, DC/DC converter and heavy duty trip relays are available<br />
Available with optional built-in filters for different frequency characteristics<br />
RAIDG/RXIDG 21H<br />
Earth-fault relay and protection assemblies for EHV and HV systems<br />
The RXIDG 21H/RAIDG relay is used as a selective and sensitive earth-fault protection in solidly earthed<br />
transmission networks. It is a single-phase time-overcurrent relay with a combined definite and logarithmic inverse<br />
time relay function.<br />
The logarithmic inverse time characteristic has been choosen to produce selective tripping when used as earth<br />
fault protection in solidly earthed transmission networks. The selectivity is ensured when the largest infeed is less<br />
than 80% of current to the fault. All relay locations are set with the same primary sensitivity in order to provide<br />
selectivity, which is then achieved without having to use a directional measurement criteria.<br />
RXIDG 21H has replacd the obsolete RXIDG 2H relay.<br />
Main Features:<br />
Earth fault relay with logarithmic current-dependent and a minimum delayed operating time<br />
Wide setting range of 15 mA to 2,60 A<br />
Binary input for enabling or blocking, often in combination with a 2nd harmonic restraint additional relay or a<br />
directional earth fault relay<br />
Minimum definite time setting to achieve selectivity with instantaneous functions in distance protection at very<br />
high zero sequence fault currents<br />
297
RAZK/RXZK 21H, 22H & 23H<br />
Directional and non directional impedance relay and protection<br />
assemblies<br />
The RXZK 2*H family of relays are intended for general purpose use in power systems as primary or back-up<br />
functions often in combination with other protective relays.<br />
The quadrilateral impedance reach characteristic is independently adjustable in the reactive and resistive<br />
direction. Forward, reverse and non directional functions are available.<br />
Applications of RXZK 21H and RXZK 22H include single and dual zone impedance protection of transformers,<br />
generators, lines and cables. The relays include a directional element which is provided with a memory function<br />
upon loss of voltage during the fault.<br />
RXZK 23H is an out-of-step tripping relay intended for generators and tie-lines between power systems. Tripping<br />
is affected when there has been a current reversal and only upon leaving the relay impedance characteristic<br />
ensuring that breaker stress is minimized.<br />
Main Features, RXZK 21H:<br />
One-zone + time function<br />
Directional element<br />
Definite time delay settable 0,1-5 s on second measuring stage<br />
Quadrilateral characteristic with individual RX setting<br />
Characteristic angle settable 0° to 120°<br />
Main Features, RXZK 22H:<br />
Two zones + time functions<br />
Directional unit<br />
Quadrilateral characteristic with individual RX settings<br />
Load encroachment prevention for zone 2 0, 15, 30 and 45°<br />
0-120 characteristic<br />
Zone 2 delay settable 0-5 sec<br />
Main Features, RXZK 23H:<br />
Out of step + one zone<br />
Quadrilateral characteristic with individual RX setting<br />
0-5 sec delay settable per impedance zone<br />
0 - 90° characteristic angle selectable<br />
298
RAVK/RXVK 2H<br />
Thermal overcurrent relay and protection assemblies<br />
Thermal overcurrent relays RXVK 2H/RAVK effectively prevents damage to conductors and insulation due to<br />
overloading and, at the same time, allow full utilization of the protected object. The relay may be used for motors,<br />
generators, transformers, filters, reactors, cables and over-head lines.<br />
RXVK 2H/RAVK uses the thermal time constant of the protected object as a setting parameter. Time constants of<br />
2 to 62 minutes can be set in steps of 2 minutes. The same time-constant setting is used for heating and cooling.<br />
Relay contact outputs are available for trip temperature, thermal trip and overcurrent trip functions. The<br />
overcurrent function can be delayed up to 5 seconds. Indications are available for In service, thermal content<br />
above 95% and trip conditions.<br />
Main Features:<br />
Continuous settings for time and instantaneous functions<br />
Wide setting ranges of scale constant, thermal basic current and overcurrent operate current<br />
Thermal time constant programmable 2-62 min in steps of 2 min with the same time constants for heating and<br />
cooling<br />
Available with optional filter for suppressing frequency dependence 40-2000 Hz<br />
RALK/RXLK 2H<br />
Transformer or generator time-overexcitation relay and protection assemblies.<br />
RXLK 2H over-excitation relay monitors the magnitude of excitation by measuring the relationship between the<br />
voltage and the frequency. When the set operate value is exceeded, an alarm and delayed tripping is obtained.<br />
299
The inverse time tripping is settable with different characteristics in order to suit different types of power<br />
transformers. 10 different inverse and fixed time delay characteristics are selectable on the relay making it<br />
suitable for most transformer and generator over-excitation applications.<br />
The relay includes one setting having the same inverse shape as the earlier RATUB relay and may therefor be<br />
used as a RATUB replacement. The different inverse V/Hz characteristics available are advantageous by<br />
providing better protection and utilization of the V/Hz capability of the protected object than fixed time delay V/Hz<br />
relay solutions.<br />
Main Features:<br />
Wide setting range<br />
10 selectable inverse and fixed time delay characteristics<br />
Two measuring stages settable<br />
Linear reset of "time counter"<br />
LED indicators for start and tripping<br />
300
3. บริษัท ALSTOM<br />
Transformer Protection<br />
MiCOM P631 Multifunction<br />
MiCOM P632 Multifunction<br />
MiCOM P633 Multifunction<br />
MiCOM P634 Multifunction<br />
MiCOM P631, P632, P633 and P634<br />
Transformer Differential Protection Devices<br />
Application and scope<br />
The MiCOM P63x series differential protection devices are<br />
intended for fast and selective short-circuit protection of<br />
transformers, motors, generators and other installations with two,<br />
three or four windings respectively.<br />
Functions<br />
The differential protection devices have the following main functions (with differences between the models as shown<br />
in the table on page 3):<br />
• Three-phase differential protection<br />
•Amplitude and vector group matching<br />
•Zero-sequence current filtering for each winding, may be deactivated individually for each end<br />
•Triple-slope tripping characteristics<br />
•Harmonic restraint with second harmonic component, optionally with or without cross blocking; may be<br />
deactivated<br />
•Overfluxing restraint with fifth harmonic component, may be deactivated<br />
•Through-stabilization with saturation discriminator<br />
• Ground differential protection (UK: Restricted earth fault protection, REF)<br />
• Definite-time overcurrent protection, three stages, phaseselective,separate measuring<br />
systems for phase currents,negative-sequence current and residual current<br />
• Inverse-time overcurrent protection, single-stage, phaseselective, separate measuring systems for phase<br />
currents, negative-sequence current and residual current<br />
• Thermal overload protection, choice of relative or absolute thermal replica<br />
• Over/undervoltage protection<br />
• Over/underfrequency protection<br />
• Overexcitation protection<br />
• Measuring circuit monitoring<br />
• Limit value monitoring<br />
• Programmable logic<br />
301
302
4. บริษัท SIEMENS<br />
Transformer Protection<br />
7UT61 Multifunction<br />
7UT51 Multifunction<br />
7SJ511 Multifunction<br />
SIPROTEC 7UT61 Differential Protection Relay<br />
for Transformers, Generators, Motors and Busbars<br />
Function overview<br />
· Differential protection for two-winding<br />
transformers<br />
· Differential protection for motors and<br />
generators<br />
· Differential protection for short<br />
two terminal lines<br />
· Differential protection for busbars up<br />
to 7 feeders (phase-segregated or with<br />
summation CT)<br />
Protection functions<br />
· Differential protection with phasesegregated<br />
measurement<br />
· Sensitive measuring stage for low-fault<br />
currents<br />
· Restraint against inrush of the<br />
transformer<br />
· Phase overcurrent protection<br />
· Overload protection with or without<br />
temperature measurement<br />
· Negative-sequence protection<br />
· Breaker failure protection<br />
· Low or high-impedance restricted earth<br />
fault (REF)<br />
303
7UT51 V3 Protective Relay<br />
Differential Protection for Transformers, Generators, Motors, and Busses<br />
Overview<br />
The Siemens 7UT51 multifunction protective relay<br />
provides three-phase protection for two (7UT512) or<br />
three (7UT513) winding transformers, shunt reactors,<br />
motors, generators, short lines, or buses. The 7UT513<br />
model has two ground current inputs that can be used<br />
to increase the sensitivity of the differential protection.<br />
The relay matches currents mathematically, so<br />
complicated CT wiring schemes are not necessary.<br />
The 7UT51 features selectable variable percentage<br />
differential and selectable harmonic restraints. An<br />
active algorithm recognizes CT saturation and<br />
unequal CT performance and restrains pickup. These<br />
abilities provide typical trip times of one cycle or less<br />
with high security.<br />
In addition to the differential protection (87T/87HS,<br />
87M/G, or 87B), the 7UT51 relay provides<br />
current-model based thermal overload protection<br />
(49-1 and 49-2) for two selected windings. High-set<br />
(50HS) and definite/inverse time overcurrent<br />
protection (50/51) are available for one selected<br />
winding. The 7UT513 model can provide either ground<br />
differential protection (87N) of one winding or tank<br />
leakage protection (64T). See Figure 2.1 and<br />
Table 2.1 for the possible combinations of protection<br />
functions.<br />
The model 7UT513 relay’s third set of three-phase<br />
inputs can apply the additional protection functions to<br />
an<br />
additional zone, which may be independent or overlap<br />
the main zone containing the main protected device.<br />
This additional-zone protection provides added<br />
flexibility and security in a range of applications.<br />
Protection Overview<br />
• Microprocessor-based full numerical<br />
implementation with self-diagnostics of internal<br />
operation and CT circuits.<br />
• Mathematically matched currents enable use of<br />
simple wye-connections of CTs.<br />
• Three-phase, variable-slope percentage<br />
differential protection (87T, 87M/87G, or 87B).<br />
• Unrestrained high-set differential protection<br />
(87HS) when protecting a transformer.<br />
• Restraint of differential protection when a<br />
through-fault causes CT saturation.<br />
• Zero sequence current elimination (7UT512 or<br />
7UT513) or correction (7UT513 only).<br />
• 2nd harmonic restraint (inrush) and<br />
higher-harmonic restraint (3rd, 4th or 5th) when<br />
protecting a transformer.<br />
• Thermal overload protection (49-1 and 49-2,<br />
current-based thermal model) for any two<br />
windings.<br />
• High-set (50HS) and definite/inverse (50/51) time<br />
overcurrent protection for any one winding.<br />
• Ground differential protection (87N) of any one<br />
winding, or tank leakage protection (64T) (7UT513<br />
only).<br />
• Any protection function (except for differential<br />
protection) can be used to protect a separate,<br />
additional device or zone (7UT513 only).<br />
304
7SJ511 NUMERICAL OVERCURRNT TIME<br />
PROTECTION AND<br />
OVERLOAD PROTECTION<br />
FUNCTION<br />
• Thermal overload<br />
• Instantaneous overcurrent relay<br />
• Instantaneous ground fault overcurrent relay<br />
• Overcurrent relay with time relay<br />
• ground fault overcurrent with time relay<br />
305
ประวัติการศึกษา และการทํางาน<br />
ชื่อ<br />
นายอิสรา ศิริตันหยง<br />
เกิดวันที่<br />
3 เดือนธันวาคม พ.ศ. 2516<br />
สถานที่เกิด<br />
อําเภอศรีราชา จังหวัดชลบุรี<br />
ประวัติการศึกษา ว.ศ.บ. (วิศวกรรมไฟฟา) สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกลาเจาคุณทหารลาดกระบัง<br />
ตําแหนงปจจุบัน วิศวกร ระดับ 6<br />
สถานที่ทํางานปจจุบัน<br />
ฝายวิศวกรรมไฟฟาและระบบควบคุม การไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย
Change language