The Basic Principles of Protective Elements
ทางเลือกของ Protective Relays จาก LS
Overcurrent
Application
- Over Current Relay ใช้เพื่อป้องกันอุปกรณ์ต่างๆ ทั้งในส่วนปฐมภูมิ (Primary) และ Backup และเป็นรีเลย์ที่นิยมใช้มากที่สุด
- Over Current Relay มีหน้าที่ตรวจจับกระแส และรีเลย์จะทำการป้องกันเมื่อมีค่ากระแสเกินกว่าค่าที่กำหนดไว้
- ส่วนมากจะใช้ Over Current Relay เพื่อตรวจจับและป้องกันความผิดพลาดที่เกิดจากกระแสเกิน (Overloads) และการลัดวงจร
- Instantaneous Characteristic ลักษณะแบบทันทีทันใด : เป็นฟังก์ชัน High-Speed Tripping (≤50ms)
- Time Delay Characteristic ลักษณะแบบมีการหน่วงเวลา : เป็นฟังก์ชัน Time-Delay Tripping เพื่อให้รีเลย์ทำงานในเวลาที่กำหนด
ข้อดีของ Relay แบบดิจิทัล :
- สามารถตั้งค่าใหม่ (Reset) ได้รวดเร็ว ไม่มีการคลาดเคลื่อนอันเกิดจาก Over-Travel หรือ Seismic Shock
- สามารถตั้งค่าและวัดค่าต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ
Overcurrent
An Example for Motor Feeder
Overcurrent Ground
Consideration of Ground Fault Protection
- เป็นความผิดพลาด (Fault) รูปแบบที่เกิดขึ้นได้บ่อย และสามารถกระจายได้อย่างรวดเร็ว ถึงแม้ว่าสาเหตุจะเริ่มมาจากความผิดพลาดจากเฟสหนึ่งไปยังอีกเฟสก็ตาม (Phase to Phase Fault)
- การปกป้องในระดับแรงดันไฟฟ้าซึ่งแต่ละระบบแยกขาดจากกัน ดังนั้นการลัดวงจรลงดินนั้นจะไม่มีการส่งผ่านจากหม้อแปลงไปสู่ระบบอื่นๆ
- ค่า Continuous Load Current ไม่มีผลกระทบต่อการตอบสนองของอุปกรณ์ ดังนั้นจึงสามารถตั้งค่าได้ละเอียดกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ป้องกันเฟสอื่นๆ (Phase Protective Devices)
สาเหตุการเกิด Ground Faults
- ฉนวนเสื่อมสภาพ เนื่องจากความชื้น ตัวนำไฟฟ้าถูกปนเปื้อนจากบรรยากาศภายนอก ฉนวนเสื่อมสภาพตามอายุการใช้งาน หรือมีสิ่งแปลกปลอมเข้าไปภายใน
- เกิดความเสียหายในระบบฉนวน เนื่องจาก Mechanical การกดทับหรือฉนวนรั่ว
- เกิดการมีแรงดันกระชากสูงเกินเป็นครั้งคราวหรือคงอยู่เป็นเวลานาน ที่บริเวณฉนวน
Overcurrent Ground
ระบบ Grounding ประเภทต่างๆ
- Solid Grounding
- การใช้งาน : ระบบ Utility หม้อแปลงทุติยภูมิลงไปจนถึงอุปกรณ์แรงดันต่ำ
- จุดเด่น : สามารถจำกัดแรงดันเกินได้ง่าย สามารถเชื่อมต่อจากเฟสไปยัง Neutral (Single Phase Load)
- จุดด้อย : อาจทำให้เกิดกระแสลัดวงจรดิน (Ground Fault) ที่เป็นอันตรายได้
- Resistance Grounding
- การใช้งาน : ส่วนมากใช้กับระบบแรงดันปานกลาง (MV Systems)
- เชื่อมระหว่างหม้อแปลงจำหน่ายทุติยภูมิ กับ Neutral และกราวด์ด้วยตัวต้านทานกระแสไฟฟ้า (Resistor)
- ตัวต้านทานไฟฟ้าถูกเลือกใช้เพื่อจำกัดขนาดของกระแส Ground-Fault และให้มีค่าสูงพอที่รีเลย์สามารถตรวจจับได้ 500~200A (Low-Resistance), 5~10A (High-Resistance)
- สามารถจำกัดค่ากระแสผิดพลาดสูงสุดได้ (Fault Currents)
- Ungrounded System
- ส่วนมากมักใช้อุปกรณ์ตรวจจับกราวด์ (เช่น ไฟแสดงสถานะ) เพื่อแจ้งเตือนเมื่อมี Ground Fault และเพื่อระบุเฟสที่มีปัญหา
- กระแส Ground-Fault คือค่ากระแสในการประจุของระบบ (ส่านมากมักมีค่าเพียงไม่กี่แอมแปร์)
- ระบบนี้ไม่เป็นที่นิยมนัก เนื่องจากทำให้เกิดแรงดันเกินชั่วคราว ระบุตำแหน่ง Ground Fault ครั้งแรกได้ค่อนข้างยาก
Overcurrent Ground
Application
- Over Current Ground Relay เป็นรีเลย์อีกตัวที่นิยมใช้มาก ใช้เพื่อปกป้องอุปกรณ์ต่างๆ ทั้งในส่วน Primary และ Backup
- โดยปกติจะต้องใช้อุปกรณ์บางชนิด เช่น ZCT หรือ GPT เพื่อจับ Zero Phase Components ซึ่ง Ground Relay มักนิยมใช้สำหรับระบบ MV หรือสูงกว่า
Ground Faults Protective Scheme
- Residual Connection
- โดยทั่วไปมักใช้เพื่อป้องกันระบบ MV 3 เฟส และเชื่อมต่อเข้ากับ 3 เฟส CTs
- ซึ่งต้องคำนึงถึงค่า CT ซึ่งหากคำนวณผิดพลาดอาจก่อให้เกิดการทริปที่เกิดจาก Unbalanced Current หรือ Starting Current
- Core Balance
- อิงจากเฟเซอร์ (Phasor) ปฐมภูมิที่เพิ่มขึ้น หรือผลรวมฟลักซ์ (Flux) ที่ผ่านทาง Core Balance CT หรือ Window CT
- เมื่อคำนึงถึง CT Ratio เมื่อเกิด Ground Fault วิธีนี้สามารถตอบสนองได้ดีกว่าแบบ Residual Method เนื่องจากโฟกัสที่ขนาดของ Ground Fault Current เป็นหลัก
