1

บทท 5บรภณฑไฟฟา

2

5.1 บทนาในการออกแบบระบบไฟฟานน

• ผออกแบบจะตองทราบคณสมบตตางๆ ของบรภณฑไฟฟา เพอใหสามารถเลอกบรภณฑเหลานนไดถกตอง

บรภณฑไฟฟาแบงตามระดบแรงดนไฟฟาไดเปน1. บรภณฑไฟฟาแรงดนสง ( HV Equipment ) แรงดนสงกวา 36 kV

2. บรภณฑไฟฟาแรงดนปานกลาง ( MV Equipment ) แรงดน 1 kV ถง 36 kV

3. บรภณฑไฟฟาแรงดนตา ( LV Equipment ) แรงดนนอยกวา 1 kV

3

5.2 บรภณฑไฟฟาแรงดนปานกลางบรภณฑไฟฟาแรงดนปานกลางทสาคญไดแก

1. กบดกฟาผา ( Lightning Arresters )

2. สวตชปลดวงจร ( Disconnectors หรอ Disconnecting Switches )

3. สวตชตอลงดน ( Earthing Switches )

4.ฟวสแรงดนสง ( High Voltage High Rupturing Capacity Fuses )

5. สวตชสาหรบตดโหลด ( Switch Disconnectors หรอ Load Break Switches )

6. หมอแปลงบรภณฑ ( Instrument Transformers )

7. รเลยปองกน ( Protective Relays )

4

8. เซอรกตเบรกเกอรแรงดนปานกลาง ( Medium Voltage CircuitBreakers )

9. คอนแทกเตอรแรงดนปานกลาง ( Medium Voltage Contactors )10. สวตชเกยรแรงดนปานกลาง ( Medium Voltage Switchgears )11. รงเมนยนต ( Ring Main Units )12. หมอแปลง ( Transformers )

5

CT

CT

Isolator or Disconnecting Switch

VT

M.E.A. or P.E.A.

5150 Protective Relay

MV CBES

LA

HV MotorM

HRC Fuse

DistributionTransformer

HRC Fuse Ring Main Unit

Cast ResinTransformerUnder Ground

XLPE Cable

Switchgear

DisconnectorHRC Fuse

Switch

Metal Enclosed

Wh

51N50N

Motor ControlCircuits

Switchgear

Disconnector

Metal Enclosed

Switch Switch

Metal Enclosed

Disconnector

Switchgear

HRC Fuse

รปท 5.1 Single Line Diagram ของ ระบบ MV 6

5.3 กบดกฟาผา ( Lightning Arresters : LA )Lightning Arresters ( LA )• เปนบรภณฑสาหรบปองกนแรงดนเกน ( Overvoltage ) ซงอาจเกดจากฟาผา ( Lightning ) หรอการปดเปดวงจร (Switching Surge )

• ทแรงดนปกต LA จะมอมพแดนซสงมาก ดงนนกระแสรวไหล ( Leakage Current ) จงมคานอย

• เมอเกดแรงดนเกนอมพแดนซของ LA จะมคาตากระแสฟาผา ( Lightning Current ) ไหลลงดน บรภณฑทตออยหลง LA จะไมไดรบอนตราย∴

7 8

9

LA ทมใชอยอาจแบงเปน 2 ชนด คอ1. Spark Gap ArresterLA ประกอบดวยตวตานทานทขนกบแรงดนแบบไมเปนเชงเสน

( Varistor ) ตออนกรมกบ Spark Gap โดยปกตแลว Varistor มกทาจากสารซลคอนคารไบด ( SiC ) LA เรยกวา SiC-Arrester และ เนองจาก LA แบบนเปนแบบเกาจงนยมใชนอยลง

2. Arrester Without Spark GapLA ประกอบดวยชนของตวตานทานโลหะออกไซดทมลกษณะขนกบ

แรงดนแบบไมเปนเชงเสนอยางมาก ( Strongly Non-linear Voltage-dependent ) วสดโลหะออกไซดทใชโดยทวไปคอออกไซดของสงกะส ( Zinc Oxide ; ZnO ) LA แบบนจงนยมเรยกวา MO-Arrester หรอ ZnO Arrester โดย LA แบบนเปนแบบใหม และกาลงไดรบความนยมมากขน

10

การเลอกใชงานโดยพจารณาคา

1. ระดบแรงดนและลกษณะการตอลงดน

2. พกดกระแส Discharge

สาหรบระบบไฟฟาในประเทศไทยการตอลงดนโดยตรง ( Solidly Ground ) เลอกพกดดงขอมลดานลาง

- แรงดนระบบ 11-12 kV ใชพกดแรงดนของ LA 9 kV

- แรงดนระบบ 22-24 kV ใชพกดแรงดนของ LA 21 kV

- แรงดนระบบ 33 kV ใชพกดแรงดนของ LA 30 kV

- แรงดนระบบ 69 kV ใชพกดแรงดนของ LA 60 kV

11

พกดกระแส Discharge ของ LA ทวไปม 2 แบบ คอ

1. LA ทใชกบระบบจาหนายทวไป ( Distribution Type ) ใชพกด

5 kA

2. LA ทใชกบสถานไฟฟายอย ( Substation Type ) ใชพกด

10 kA

12

5.4 สวตชปลดวงจร ( Disconnectors or DisconnectingSwitches : DS )

• Disconnectors หรอ Disconnecting Switches ( DS ) คอ บรภณฑทใชในการตดวงจรไฟแรงสงขณะไมมโหลด

1. เปดหรอปดวงจรไฟฟาแรงสง ขณะทกระแสไฟมคานอยมาก กระแสดงกลาวอาจเปนกระแสของหมอแปลงกระแส ( CT ) หรอ กระแสคาปาซตฟ ( Capacitive Current ) ของบสชงบสบาร ( Bushing Busbar ) เปนตน

2. เมอเปดวงจรแลวจะทาใหเกดระยะหาง ( Isolating Distance ) ระหวางแตละขว ซงใหความปลอดภยสาหรบปองกนบคคลและบรภณฑตางๆ

13

DS มกลไกการทางาน ( Operating Mechanism ) ได

หลายแบบ คอ1. ใชมอหมน ( Manually Operated )

2. ใชมอเตอร ( Motor Operated )

3. ใชลม ( Pneumatic Drive )

เพอความปลอดภยและปองกนความผดพลาดในการทางาน DS จะตองม Interlock กบบรภณฑอนๆ เชน เซอรกตเบรกเกอร สวตชตอลงดน เปนตน

14

การเลอกใชงานในการเลอก DS จะตองคานงถงพกดตางๆ ดงตอไปน

1. พกดแรงดน ( Rated Voltage )

2. คา BIL ( Basic Impulse Insulation Level )

3. พกดกระแส ( Rated Normal Current )

4. พกดกระแสลดวงจร ( Short Circuit Current )

15 16

5.5 สวตชตอลงดน ( Earthing Switches : ES )

Earthing Switches ( ES ) เปนบรภณฑไฟฟาแรงสง • สาหรบตอสวนโลหะของบรภณฑไฟฟาลงดน เพอความปลอดภยในการบารงรกษา

• ES สามารถทนกระแสขณะเกดลดวงจรได

• โดยจะทางานรวมกบ DS และม Interlock ระหวางกน

17

การเลอกใชงาน

พกดทตองคานงถงในการเลอก ES ไดแก

1. พกดแรงดน ( Rated Voltage )

2. คา BIL ( Basic Impulse Level )

3. พกดกระแสลดวงจร ( Short Circuit Current )

18

19

5.6 ฟวสแรงดนสง ( High Voltage High RupturingCapacity Fuses : HV HRC Fuses )

• สาหรบปองกนบรภณฑและระบบไฟฟา

• ใชปองกนบรภณฑตางๆ เชน – หมอแปลงไฟฟา

– คาปาซเตอร

– มอเตอร

– หมอแปลงแรงดน

– สายเคเบล

20

• HV HRC Fuses ประกอบดวย

– ฟวสลงคหลายเสนตอขนานกนภายในสารทใชดบอารก

– ภายนอกทาดวย Porcelain

– ฟวสบางรนจะม Striker Pin

– Striker Pin เปนกลไกนสามารถใชขบเคลอนทาใหฟวสทางานหรอไปทาใหสวตชสาหรบตดโหลด ( Switch Disconnector ) เปดวงจรโดยอตโนมตได

21รปท 5.2 รปลกษณะของ HV HRC Fuses

22

การเลอกใชงานพกดทสาคญสาหรบเลอก HV HRC Fuses กคอ

1.พกดแรงดนใชงานสงสด ( Maximum Operating Voltage Rating )

2. พกดกระแสตอเนอง ( Continuous Current Rating )

3. พกดกระแสลดวงจร ( Short Circuit Current Rating )

4. การทางานประสานกน ( Selectivity )

5. กระแสเรมเดนเครอง ( Starting Current , Starting Time ) ในกรณใชกบมอเตอร

23

ขนาดของฟวสตามพกดกระแสมดงนแรงดนพกด 22 - 24 kV

กระแสพกด 6 , 10 , 16 , 20 , 25 , 32 , 40 , 50 , 63 ,

80 , 100 , 125 , 160A ฟวสขนาด 442 mm

กระแสพกด 100 , 125 , 160 , 200 A ฟวสขนาด

537 mm

พกดกระแสลดวงจร 31.5 kA

24

5.7 สวตชสาหรบตดโหลด ( Switch Disconnectorsor Load Break Switches : SD )

• Switch Disconnectors ( SD ) เปน On Load Switches คอ เปนบรภณฑซงสามารถตดกระแสโหลดไดและสามารถทาใหเกดระยะหาง ( Isolating Distance ) ในขณะเปด วงจรได

25

SD สามารถนาไปใชงานในการตดตอวงจรตอไปน

ขณะปกต1. ตดตอกระแสโหลดจนถงกระแสพกดได ( ตวประกอบ

กาลง 0.7 )

2. ตดตอหมอแปลงขณะมโหลดเตมท หรอ ไมมโหลด

3. ตดตอคาปาซเตอร

4. ตดตอสายสงขณะมโหลดและไมมโหลด

5. ตดตอวงจรมอเตอร

26

ขณะเกดลดวงจร1.สามารถปดวงจรขณะลดวงจร

2. สามารถตดวงจรเมอเกดการผดพรองลงดน ( Earthing Fault ) ได

3. สามารถตดวงจรออกไดหลงจากท HV HRC Fuses ทางาน

โครงสรางSD จะตองมวธการดบอารก เพราะตองตดกระแสสง การดบอารก

อาจทางานไดโดยมตวกลางหลายแบบ เชน

1. อากาศ ( Air )

2. สญญากาศ ( Vacuum )3. กาซ ( SF6 )

27

การเลอกใชงานการเลอก SD ตองคานงถงพกดตางๆ ดงตอไปน

1. การฉนวน โดยดจากคา BIL และการทนแรงดนท

ความถกาหนด

2. พกดแรงดน

3. พกดกระแสใชงานตอเนอง ( Rated Operating Current )

4. พกดกระแสตดวงจร ( Rated Breaking Current )

5. พกดกระแสลดวงจรตอนปดวงจร ( Rated Short Circuit

Making Current )

28

รปท 5.3 Switch Disconnectors or Load Break Switches

29 30

5.8 หมอแปลงเครองวด ( Instrument Transformers ) เครองวดทใชสาหรบแปลงแรงดนสง หรอกระแสสง ใหเปนคามาตรฐานของแรงดนตาและกระแสตาเพอใชใน การวดและการปองกน

หมอแปลงเครองวด ( Instrument Transformers ) ม 2

แบบ1. หมอแปลงแรงดน ( Voltage Transformers )

2. หมอแปลงกระแส ( Current Transformers

31

Voltage Transformers ( VT )เปนหมอแปลงซงแปลงแรงดนสงเปนแรงดนตา เพอใชใน

การวดและการปองกน

การเลอกใชงานพกดทตองพจารณามดงน1. พกดกาลงไฟฟา หรอ Burden คดเปน VA ( 10 , 15 , 25 , 50 , 75 , 100 , 150 ,

200 VA )

2. พกดแรงดนทางดานปฐมภม ( Primary ) ( ใชตามพกดแรงดนของระบบ )

3. พกดแรงดนทางดานทตยภม ( Secondary ) ( 100 , 110 , 120 หรอ , ,

V )

4. Permissible Voltage Stress VT จะสามารถใชงานไดอยางตอเนองทแรงดน 1.2 Vn

Vn คอแรงดนดานปฐมภม ( Primary )

5. Limit of Error คานจะขนกบ Accuracy Class โดย Accuracy Class ของ VT แบงเปน Class สาหรบการวดและการปองกนดงน

3100

3110

3120

32

VT สาหรบการวด1. Class 0.1 หมายถงเปอรเซนตความคลาดเคลอนไมเกน 0.1 %

2. Class 0.2 หมายถงเปอรเซนตความคลาดเคลอนไมเกน 0.2 %

3. Class 0.5 หมายถงเปอรเซนตความคลาดเคลอนไมเกน 0.5 %

4. Class 1 หมายถงเปอรเซนตความคลาดเคลอนไมเกน 1 %

VT สาหรบการปองกน1. Class 3P หมายถงเปอรเซนตความคลาดเคลอนไมเกน 3 %

2. Class 6P หมายถงเปอรเซนตความคลาดเคลอนไมเกน 6 %

33 34

Current Transformers ( CT ) ม 2 แบบ1. Bar Type ดานปฐมภม ( Primary ) จะมขดลวดผานเพยง

1 รอบ2. Wound Type ดานปฐมภม ( Primary ) จะมขดลวดจานวนหลายรอบ

Measuring Core• คาแฟคเตอรการอมตว ( Saturation Factor ) นอยๆ ( n<5 หรอ

n<10 ) เพอปองกนบรภณฑ• Class ตางๆ ซงบอกถงคาเปอรเซนตความคลาดเคลอน โดยจะแบงเปน Class 0.1 , 0.2 , 0.5 , 1 , 3

35

Protection Core• ม Saturation Factor ( n ) มากกวา 5 หรอมากกวา 10 กระแสทางดาน

ทตยภม

• จะเพมขนอยางเปนสดสวนกบกระแสทางดานปฐมภม และจะถกจากดเมอเกดกระแสเกนมคามากเทานน

• Protection Core นยมระบเปน Class ตางๆ ซงบอกถงคาเปอรเซนตความคลาดเคลอน โดยจะแบงเปน Class 5P , 10P

Class 5P10 จะหมายถงวาทคากระแส 10 เทาของคากระแสพกดคาเปอรเซนตความคลาดเคลอนจะไมเกน 5 %

±

36

การเลอกใชงานพกดทตองพจารณามดงน

1. พกดกาลงไฟฟา หรอ Burden คดเปน VA ( 2.5 , 5 , 7.5 ,10 , 15 , 30 , 40 , 60 VA )

2. พกดกระแสทางดานปฐมภม ( 100 , 150 , 200 , 250 ,300 , 400 , 500 , 600 , 800 , 1,000 , 1,500, 2,000 ,2,500 , 4,000 , 5,000 , 6,000 A )

3. พกดกระแสทางดานทตยภม ( 1 A หรอ 5 A )

4. พกดกระแสลดวงจร

Thermal Short Time Current Ith = ( 40 - 60 ) InDynamic Current Idyn = 2.5 Ith

5. พกดแรงดน

37 38

39

5.9 รเลยปองกน ( Protective Relays )• Protective Relays เปนบรภณฑปองกนของระบบแรงดนปานกลางและ ระบบแรงดนสง

• Protective Relays จะทาหนาทตรวจสอบสภาวะตางๆ ของระบบไฟฟา เมอพบวาเกดการผดพรองขน มนจะให สญญาณแกเซอรกตเบรกเกอรเพอตดวงจรสวนนนออก

• รเลยจะทางานทระดบกระแสและแรงดนตา

• อาศย CT และ VT ในการแปลงระดบกระแสและแรงดน

40

รปท 5.4 ระบบปองกนทใช Protective Relays

7. VT3

a. Auxiliary Contactsa

5

8. CT4

8

6. Relay Contacts5. Batteries4. Trip Circuit6 2

7

3. Trip Coil2. Relay1. CB

1

41

Relay ทมใชอยในปจจบนสามารถแบงเปน1.Electromechanical Relays รเลยทอาศยกระแสไฟฟาสรางแรงดงดดหรอแรงบดทาง แมเหลก ทาใหเกดการเคลอนททางกลของหนาสมผส รเลยแบบนเปนแบบเกาแตยงคงมใชอย

2. Solid State Relays

รเลยแบบใหมทนาบรภณฑทางอเลกทรอนกสมาใชสรางวงจร จาลองการทางานของ Electromechanical Relays ทาใหไมมสวนเคลอนท จงไดชอวา Static Relays รเลยชนดนมความเชอถอไดสง

42

3.Digital Relaysในปจจบนไดมการพฒนา Microprocessor มาใชในการ

ทางานของรเลย เรยกวา Digital Relays รเลยแบบใหมนทางานไดหลายแบบ เชน ปองกน ตรวจวด ควบคม ตดตอสอสาร และบนทก

43

Relays ทนยมใชกนมาก1. รเลยกระแสเกน ( Overcurrent Relay , Device No. 50 , 51 )2. รเลยปองกนกระแสผดพรองลงดน ( Ground Fault Relay , Device No.

50N , 51N )3. รเลยกระแสเกนแบบมทศทาง ( Directional Overcurrent Relay ,

Device No. 67 )4. รเลยปองกนกระแสผดพรองลงดนแบบมทศทาง ( Directional Ground

Fault Relay , Device No. 67N )5. รเลยกาลงแบบมทศทาง ( Directional Power Relay , Device No. 32 )6. รเลยระยะทาง ( Distance Relay , Device No. 21 )7. รเลยผลตาง ( Differential Relay , Device No. 87 )8. รเลยแรงดนตา ( Under Voltage Relay , Device No. 27

44

45

5.10 เซอรกตเบรกเกอรแรงดนปานกลาง ( MediumVoltage Circuit Breakers : MVCB )

• ใชสาหรบการตอ นา และ ตดกระแสไฟฟาในการทางานตามปกต และสามารถตดกระแสไฟฟาในสภาพไมปกต เชน เมอเกดลดวงจร

• MVCB ทางานเมอไดรบสญญาณจากผปฏบตงาน หรอจากรเลยปองกนผานหมอแปลงเครองวด เชน CT หรอ VT

MVCB ทใชในปจจบน• ไมใชนามน ( Oil Free Type )

• Vacuum

• กาซ SF6

46

Vacuum CB• หนาสมผสอยใน Vacuum Interrupter ซงมความดนตามาก

• ระยะเคลอนทของหนาสมผสเคลอนท ( Moving Contact ) นอยมาก

Vacuum CB มขอดหลายประการคอ

1. หนาสมผสสกกรอนชา ทาใหอายใชงานยาว

2. มขนาดเลก

3. สามารถตดตงไดทกตาแหนง

47

ขอเสยคอ• Vacuum CB ตดกระแสดวยเวลาสนมาก

• ทาใหเกด Switching Overvoltage ทสง

• ดงนนในการใชงาน Vacuum CB บรษทผผลตจะแนะนาใหตด Surge Absorber ซงเปนวงจร R-C เขาชวยดวย

48

SF6 CB• กาซ SF6 ไดถกนามาใชเปนฉนวนและตวดบอารกใน

• ใชใน HV CB อยางไดผลมานานแลว และขณะนไดมการนามาใชในระดบแรงดน MV ใน MVCB

• CB แบบน การตดกระแสทาใน Chamber ซงบรรจกาซ SF6 การตดกระแสจะเปนแบบ Soft Switching ทาใหได Overvoltage ตามาก จงเหมาะสาหรบการตดตอวงจรมอเตอร หมอแปลง เปนตน

49

การเลอกใชงาน• MVCB ตองใชรวมกบรเลยปองกน

• ใหการปองกนไดหลากหลาย ขนอยกบ Relay ทใช ไมเหมอน HV HRC Fuses ซงปองกนไดอยางเดยวคอ กระแสเกน ( Overcurrent ) และลดวงจร ( Short Circuit ) เทานน

• ราคาแพง

• ใชกบระบบไฟฟาขนาดใหญ เชน อาคารขนาดใหญ โรงงานอตสาหกรรม และสถานไฟฟายอย ( Substation ) เปนตน

50

พกดทตองพจารณามดงตอไปน

1. พกดแรงดน

2. คา BIL

3. พกดกระแสปกต

4. พกดกระแสลดวงจร

51รปท 5.5 Medium Voltage Circuit Breaker 52

53 54

5.11คอนแทกเตอรแรงดนปานกลาง

( Medium Voltage Contactors )• บรภณฑตดตอไฟฟาแรงดนปานกลางซงเหมาะสาหรบงาน ทมการตดตอบอยๆ เชน เปนสวตชตดตอนสาหรบ มอเตอรแรงดนปานกลาง ตดตอเตาไฟฟา ตดตอมอเตอร และ ตดตอคาปาซเตอร เปนตน

คอนแทกเตอรแรงดนปานกลาง ในปจจบนม 2 แบบ - แบบ SF6

- Vacuum

55 56

5.12 สวตชเกยรแรงดนปานกลาง ( Medium Voltage Switchgears )

• เปนบรภณฑซงทาหนาทรบและจายพลงงานไฟฟาทแรงดนสง โดยจะรบไฟจากแหลงจายไฟ เพอนาไปจายโหลดตางๆ ตามตองการ

• ประกอบไปดวย– บรภณฑซงเกยวของกบการรบและจายไฟฟา – บรภณฑวด – บรภณฑปองกน จดไวภายในกลองโลหะอยางมดชด

57

โครงสรางสวตชเกยรแรงดนปานกลางโดยทวๆ ไป จะประกอบดวย1. กลองหอหม ( Enclosure ) เปนกลองโลหะใชปองกนแรงกระแทกจาก

ภายนอกและปองกนอนตรายทอาจเกดจากประกายไฟหากเกดการลดวงจรภายในกลองหอหม กลองหอหมสวนทเปนโลหะจะตองมการตอลงดน

2. บสบาร ( Busbar ) เปนแทงโลหะ โดยทวไปเปนทองแดง ทาหนาทนากระแสภายในกลองหอหมเพอจายกระแสใหกบวงจรตางๆ บสบารตองมการตดตงอยางมนคง เนองจากในสภาวะทเกดลด วงจรจะเกดแรงกระชากขนาดมหาศาลขนทตวบสบารน

3. บรภณฑอนๆ ทใชในการปองกน ซงขนกบระดบการปองกนทผออกแบบระบบไฟฟาตองการ

4. บรภณฑอนๆ ทใชในการวด เชน CT , VT , Ammeter , Voltmeter ฯลฯ

58

ชนดของ Medium Voltage Switchgearตามมาตรฐาน IEC 60298 “ Switchgear in Metal Enclosure ” ไดแบงตสวตชเกยรแรงดนปานกลางออกเปน 3 แบบ คอ

1. Cubicle Switchgear

2. Compartmented Switchgear

3. Metal - Clad Switchgear

โดยการแบงเชนน แบงตามระดบความปลอดภยเมอเกดการผดพรองภายใน Switchgear ดงแสดงในรปท 5.6

59

รปท 5.6 MV Switchgears

Cubicle Switchgear Compartmented Switchgear Metal-Clad Switchgear

60

Cubicle SwitchgearCubicle Switchgear มรปแบบโดยทวไปดงขอกาหนดตอไปนคอ

1. มนอยกวา 3 Compartments

2. ถาม Partition อาจเปนโลหะ ( Metallic ) หรอฉนวน ( Insulated )

3. Switching Device อาจเปนแบบตดถาวร ( Fixed ) หรอถอดออกได ( Withdrawable )

61

Compartmented Switchgearสวตชเกยรแรงสงแบบนมขอกาหนดคอ

1. ม 3 Compartment สาหรบ Switching Device , Busbar ,Connectors และ CTS

2. Partition และ Shutters ระหวาง Compartment โดยทวไปจะ Insulated

3. ไมม Insulated Bushing สาหรบผานจาก Compartment หนง ไปยงอก Compartment หนง

62

Metal - Clad Switchgearสวตชเกยรแบบนมขอกาหนดคอ

1. มอยางนอย 3 Compartments สาหรบ Switching Device ,Busbar , Connectors และ CTS

2. Partition ระหวาง Compartment จะตองเปนโลหะ

3. ชองผานจาก Compartment หนง ไปยงอก Compartment หนง จะตองม Insulated Bushing

63รปท 5.7 Metal-Clad Switchgear

64

65

5.13 รงเมนยนต ( Ring Main Units : RMU )• เปนบรภณฑไฟฟาระดบแรงดนปานกลางสาหรบใชจายไฟฟา ใหกบระบบ Open Ring

RM6

RM6

RM6

รปท 5.8 RMU 66

RMU โดยทวไปประกอบดวย1. Switch Disconnector 400 A หรอ 630 A แรงดน 24 kV

2. Fuse สาหรบปองกนหมอแปลง

3. CB พกดถง 200 A พรอม Protective Relay

4. Earthing Switch

สวตชเกยรและ Busbar บรรจอยภายใน Housing ซงบรรจ SF6 และปดผนกเพอใชตลอดอายการใชงาน ( Sealed For Life )

67รปท 5.9 3-Function RMU

68

69

การเลอกใชงาน

การเลอก RMU นน จะตองพจารณาดงน

1. จานวนชองบรภณฑ ( Bays ) ซง RMU ตามปกตจะม 3 ชอง

2.พกดแรงดน 24 kV , BIL 125 kV

3.พกดกระแส

Switch 200 A , 400 A , 630 A

CB 200 A

4.พกดกระแสลดวงจร 16 kA หรอ 24 kA ท 24 kV

70

5.14หมอแปลง ( Transformers )หมอแปลงทใชในระบบจาหนายไฟฟา เรยกวา หมอ

แปลงจาหนาย ( Distribution Transformers )

- ซงจะแปลงแรงดนไฟฟา จากระบบแรงดนปานกลาง

( MV ) ไปเปนระบบแรงดนตา ( LV )

- หมอแปลงชนดนจะมพกดถง 2000 kVA แตในบางกรณ

อาจมพกดสงถง 3150 kVA

71

ชนดของหมอแปลงหมอแปลงจาหนายทใชอยในปจจบน ม 2 แบบ คอ

1. หมอแปลงแบบใชของเหลว ( Liquid-immersed Transformers )

2. หมอแปลงแหง ( Dry-Type Transformers )

หมอแปลงแบบใชของเหลว

( Liquid-immersed Transformers )1) นามนหมอแปลง ( Mineral Oil )

2) ของเหลวทตดไฟยาก ( Less Flammable Liquid )

72

หมอแปลงแหง ( Dry-type Transformers )• ฉนวนเปนของแขง • ทวไปนยมใชสารเรซน ( Resin )• เรยกวา Cast Resin Transformers สารเรซนมจดตดไฟท 350

oC มความแขงแรงทนทาน • นยมใชตดตงภายในอาคารในปจจบน หมอแปลงทนยมใชกนมาก คอ หมอแปลงนามน และ หมอแปลง Cast Resin จงจะกลาวถงโดยละเอยดตอไป

73 74

หมอแปลงนามน ( Oil-type Transformers )• มการใชกนมากทสด

• ใชงานไดด และ มราคาถก

• เหมาะสาหรบการตดตงนอกอาคาร

การทาหมอแปลงทมตวถงปดผนก ( Hermetically Sealed Tank )

- ตวถงปดผนก

- ไมมถงพก

- ไมตองม Silica Gel

- ไมตองการการบารงรกษา

- กาลงไดรบการนยมใชมากขน

75 76

77 78

79 80

หมอแปลงปดผนกม 2 แบบคอ1.หมอแปลงปดผนกแบบใชกาซไนโตรเจน หมอแปลงแบบนจะอดกาซไนโตรเจนเขาเหนอนามนเพอใหมทวางสาหรบการขยายตวของนามน

2.หมอแปลงปดผนกแบบผนงเปนลอนคลน ( Corrugated ) หมอแปลงแบบนออกแบบใหผนงสามารถระบายความรอน ดวยลอนคลน ขณะเดยวกนตวถงสามารถยดหยนได เพอรองรบการขยายตวของนามน

81

หมอแปลง Cast Resin ( Cast Resin Transformers )• นยมใชหมอแปลงแหง ตดตงภายในอาคาร ถาใชหมอแปลงนามน มปญหาไฟไหมได

รปท 5.10 สวนประกอบหมอแปลง Cast Resin82

83

การปองกนความรอนระบบปองกนความรอนประกอบดวย

• ตวรบสญญาณ ( Sensors )

• รเลยความรอน ( Temperature Relay )

ตวรบสญญาณ ( Sensors )• ทาดวย PTC ( Positive Temperature Coefficient )

• อาจม 2 หรอ 3 ตวตอเฟส โดยแตละตวมหนาทดงน

ตวรบสญญาณตวทหนง สาหรบ พดลม ( Fan )

ตวรบสญญาณตวทสอง สาหรบ เตอน ( Alarm )

ตวรบสญญาณตวทสาม สาหรบ ตดวงจร ( Trip )84

รเลยความรอน ( Temperature Relay )ทาให

• การเตอน ( Alarm )

• ตดวงจร ( Trip )

อณหภมทปรบตงของตวรบสญญาณ มดงน

พดลมทางาน อณหภม 90-110oC

เตอน อณหภม 130-140oC

ตดวงจร อณหภม 150oC

85

เครองหอหม ( Protective Enclosure )• สวนทเปน Resin ของหมอแปลง Cast Resin จะแตะตองไมได ทาใหเกดไฟชอตจากแรงดนเหนยวนา

• ดงนนหมอแปลงชนดนจงสมควรตดตงไวในเครองหอหม

• เครองหอหมทใชมระดบการปองกนอยางนอย IP 21

• สาหรบเครองหอหมทใชภายนอกอาคารนน ตองมคาระดบการปองกนอยางนอย IP 33

86

การเพมพกดของหมอแปลง Cast Resin ดวยการใชพดลม• การตดตงพดลมชวยในการระบายความรอน ทาใหจายโหลดเพมขน 30 - 40%

พดลมระบายความรอนทใชน อาจตดตงเปน 2 แบบคอ1. ตดตงไวดานบน ( Cover Mounted Fan , CMF )

2. ตดตงไวดานลาง ( Cross Flow Fan , CFF )

87 88

5.15บรภณฑไฟฟาแรงดนตาบรภณฑไฟฟาแรงดนตาทสาคญไดแก

1. เซอรกตเบรกเกอร ( Circuit Breakers )2. ฟวสแรงดนตา ( LV Fuses )3. แผงจายไฟ ( Panelboards )4. บรภณฑเครองวด ( Measuring Instruments )5. คอนแทกเตอรแมเหลกไฟฟา และ สตารทเตอร ( Magnetic

Contactors And Starters )6. คาปาซเตอร ( Capacitors )7. แผงสวตช ( Switchboards )8. บสเวย ( Busway )9. ชดเครองกาเนดไฟฟาสารอง ( Standby Generator Set )

89

บรภณฑไฟฟาดงกลาว อาจแสดงดวย Single Line Diagram ไดดงรปท 5.11

รปท 5.11 Single Line Diagram ของบรภณฑแรงดนตา

Capacitor BankAutomatic4x25 kVAR

MDB

3xCT

0-500V

Transformer

VS V3P 5A

R S T

AASPFC

DBDBDBDBDBDB

Busduct

DB DB LP LP Spare

GeneratorG

GeneratorControl

EDB

ATS

DB DB LPLP Spare

MCC

DOLDOLDOLDOL

M M M M

CT

CB

CB

CB

CB

MV

CB CB CB CB

CB CB CB

CBCBCBCBCBCBCBCBCB

1

2

3

4

5

6

7

8

9

90

5.16 เซอรกตเบรกเกอรแรงดนตา

( Low Voltage Circuit Breakers )• เปนบรภณฑไฟฟาททาหนาทเปนสวตชสาหรบเปดปดวงจรไฟฟาแรงดน

ตาในภาวะปกตและจะเปดวงจรโดยอตโนมต เมอเกดภาวะผดปกตขนอนเนองมาจากการใชกาลงเกน ( Overload ) หรอการลดวงจร ( Short Circuit ) หลงจากทาการแกไขสงผดปกตบกพรองเรยบรอยแลว กสามารถสบไฟเขาใหใชงานตออกได

• มาตรฐานของ CB ทสาคญคอ

- IEC 60947-2 “ Part 2 Circuit Breaker ”

- IEC 60898 “ Circuit Breakers for Overcurrent Protection for

Household and Similar Installations ”

91

พกดทสาคญพกดทสาคญตามมาตรฐาน IEC 60947-2 มดงตอไปน

พกดกระแสตอเนอง

• คากระแส RMS ท CB สามารถทนไดทอณหภมไมเพมเกนคาทกาหนดใหของอณหภมโดยรอบ ( Ambient Temperature ) คาหนง

• บรษทผผลตสวนมากจะทา CB ทมขนาดโครงเปนชวงกวางๆ แลวปรบตงกระแสพกดในระหวางชวงใหละเอยดขน ดงนนจงเกดมคาวา Ampere Frame ( AF ) และ Ampere Trip ( AT ) ขน

1. Ampere Frame ( AF ) คอ ขนาดพกดกระแสสงสดทสามารถใชไดกบขนาดโครงของ CB

2. Ampere Trip ( AT ) คอ ขนาดพกดกระแสทปรบตงให CB ใชงาน

92

พกดการตดกระแสลดวงจร• ( Interrupting Capacity = IC , Breaking Capacity ) คอ กระแสลดวงจรสงสดท CB สามารถตดไดโดยทตว CB ไมไดรบ ความเสยหาย

• คา IC ของ CB ไดจากการทดสอบ และขนกบตวแปรหลายตว เชน แรงดน ตวประกอบกาลง เปนตน ดงนน CB ทสามารถใช ไดกบหลายแรงดน จะตองมคา IC ทแตละแรงดนดวย

• คา IC ของ CB เปนพกดทสาคญมากอยางหนง ในการเลอก CB เพอใชสาหรบงานหนงงานใดนนจะตองใหม IC เทากบหรอ มากกวากระแสลดวงจรสงสดทจดตดตง

93

IEC 60947-2 ไดใหนยามพกดการตดกระแสลดวงจรไวดงนIcu = Rated Ultimate Short-Circuit Breaking

Capacity ( Switching Sequence O-t-CO )Ics = Rated Service Short-Circuit Breaking

Capacity(Switching Sequence O-t-CO-t-CO )Icw = Rated Short-time Current Withstand

IEC 60947-2 ยงแบง CB ตามลกษณะการใชงาน ( Utilization Category ) คอUtilization Category A

- ไมเหมาะทจะทา Coordination ( Selectivity ) เนองจากไมม IcwUtilization Category B

- CB เหมาะทจะทา Coordination และ ม Icw94

คา AF ขนาดมาตรฐานและ AT

มาตรฐาน IEC ไดกาหนด AF ไวดงนคอ

63, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500, 630,800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3200 , 4000,5000, 6300 บรษทบางแหงอาจจะไมผลตคา AF บางคาได

คา AT ทบรษทตางๆ จะผลตออกมานนมหลายคา แลวแตความตองการของบรษทนนๆ เชน บรษทผลต CB

ท AF = 250 A อาจตง AT ไว ดงนคอ 100 , 125, 150 , 175 ,

200 , 225 A และ 250 A

ท AF = 1600 A ม AT คาตางๆ คอ 800 , 1000 , 1250 ,

1600 A

95

ประเภทของ CBCB แบงตามลกษณะภายนอก และ การใชงานไดเปน 2 ชนด คอ

1. Molded Case Circuit Breaker ( MCCB )

2. Air Circuit Breaker ( ACB )

96

MCCB• บรภณฑตรวจจบและ บรภณฑตดตออยภายใน วสดฉนวนซงทาดวยสาร ประเภทพลาสตกแขง

• มตงแตขนาดเลกจนถงขนาดใหญใชสาหรบปองกนระบบไฟฟา ตงแตวงจรยอย สายปอนถงสายประธาน และบรภณฑไฟฟาดวย

• โครงกรอบของ MCCB สวนมากทาดวยโพลเอสเตอรพลาสตก ( Polyester Plastic ) วสดชนดนจะทาหนาทในการปองกนอารก ความรอนและแกสไดเปนฉนวนและเปนทกนภายในระหวางขวไฟฟามความแขงแรงทางกล

97

MCCB ขนาดเลก ( Miniature Circuit Breaker : MCB )• ใชสาหรบตดตงในแผงจายไฟ ( Panelboard )• แผงจายไฟของทอยอาศย ( Consumer Unit )เพอปองกนระบบไฟฟาของบาน สานกงาน หรออตสาหกรรม

• สาหรบมาตรฐานทใชสวนมากสาหรบ MCB จะเปนมาตรฐาน IEC 60898

คณสมบตของ MCB มดงน

1. มทง 1 , 2 หรอ 3 ขว2. ม AF คอ 40 AF, 63 AF และ 100 AF3. ม Ic ตงแต 3 kA ถง 10 kA

98

MCB ทมการปองกนการลดวงจรลงดน ( Ground Fault ) เรยกวา

• Residual Current Circuit Breaker ( RCCB )• หรอ Earth Leakage Circuit Breaker ( ELCB )

มความไว 10 mA , 30 mA สาหรบปองกน ไฟดดคน

MCCB MCCB ขนาดมาตรฐานขนาดมาตรฐาน (( Standard CB Standard CB ))• ขนาดตงแต 125 AF ถง 1600 AF • ม IC ใหเลอกใชอยหลายระดบเปน MCCB ทม IC ไมสงนก เชน 16 kA ,

25 kA และ 35 kA เหมาะสาหรบงานระบบไฟฟาขนาดเลก

99

MCCB แบบ IC สง ( High Interrupting Capacity Circuit Breaker )

• ม IC สงกวา Standard CB มขนาดของ IC หลายระดบ

• ไดแก 25 kA , 35 kA , 50 kA , 65 kA และ 100 kA MCCB แบบนใชในทซงมกระแสลดวงจรสงเกนกวาทจะใช CB แบบมาตรฐานได

100

MCCB แบบจากดกระแสลดวงจร ( Current Limiting Circuit Breaker

: CLCB )

• ม IC สงมาก คอ 100 kA ถง 200 kA ท 400/415 V

• สามารถตดกระแสลดวงจรไดเรวมาก คอ ภายในเวลา 5 ms

• สามารถใช CB ขนาดเลกทม IC ตาในวงจรไฟฟาซงมกระแสลดวงจรสงกวา IC ของ CB ได โดยม CLCB คมอยตนทาง ( Upstream )

• เรยกวา Cascade Protection หรอ Back Up Protection

101รปท 5.12 Circuit Breaker ชนด MCCB

102

ACB• เรยกวา Air Circuit Breaker

• เปน CB ขนาดใหญ มพกดกระแสตอเนองสง คออาจมตงแต 800 A ถง 6300 A

• เปนแบบเปดโลง ( Open Frame ) กลาวคอมบรภณฑและกลไกอยเปนจานวนมาก และตดตงอยางเปดโลงเหนไดชดเจน ดงรปท 5.13

103รปท 5.13 Circuit Breaker ชนด ACB

104

ACB สามารถแบงชนดตามการตดตงได 2 ชนด คอ1) แบบตดตงอยกบท ( Fixed Type )

ตดตงใหตดกบ Main Circuit โดยยดตด ดวยสกรอยางแขงแรง เวลาถอดออกเพอ ซอมบารงจะตองดบไฟและใชเวลามาก

2) แบบดงออกได ( Drawout Type )

ตดตงบนโครงลอเลอนทสามารถเลอนไป ตามรางทเตรยมไว สวนสมผสของ ACB กบ Main Circuit จะตองเปนแบบพเศษเพอใหการ สมผสทแนบแนน ซงจะทาใหกระแสสามารถไหล ผานไดสะดวก การซอมบารง ACB แบบน ทาได สะดวกรวดเรวและสามารถลดเวลาการดบไฟฟาได

105

หนวยการทรพ ( Tripping Unit )ม 2 แบบคอ

1.Thermal - Magneticเมอ Overload มคานอย ( ประมาณ 125 % ) จะใช Bimetal Device เปนตว Trip แตถา Overload มคามาก ( ประมาณ 10 เทาของกระแสพกด ) จะใช Electromagnetic Device เปนตว Trip หนวยการ Trip แบบ Thermal - Magnetic มเสนโคงความสมพนธ กระแสและเวลาเปน 2 สวน คอ

- Long Time Delay

- Instantaneous

106รปท 5.14 กราฟความสมพนธระหวางกระแสและเวลาของ Themo – Magnetic

100 A IF , IFB , IFL

May Trip Thermally or Magnetically

Thermal

Magnetic Range

Multiples of Rated CurrentMax, AIC15x

1 Cycle >1/2 Cycle >1/4 Cycle >

Current (A)

Time (s)

107

2. Solid State Trip• ใชวงจรอเลกทรอนกสเขามาชวยโดยจะใชหมอแปลงกระแสและวงจร

อเลกทรอนกสเพอเปรยบเทยบคากระแสในวงจรกบคาทตงไวเมอกระแส ในวงจรมคาสงกวาคาทตงไวกจะเกดการตดวงจรขน หนวยการทรพแบบนจะใหความแมนยาและความเชอถอไดสงกวาหนวยทรพแบบอนๆมาก ดงรปท 5.15

ขอดบางอยางของหนวยการทรพแบบนคอ สามารถเลอกใชงานไดหลากหลายรปแบบกวา เชน

- Long Time Trip

- Short Time Trip

- Ground Fault Trip

- Instantaneous Trip

108รปท 5.15 กราฟความสมพนธระหวางกระแสกบเวลาของ Solid State Trip

Standard-function

Time I

n Se co

nds

Multiples of Ampere Rating1

0.01

0.1

1.0

10

100

1000

5 10 100

Long-timePickup

Long-timeDelay

Trip Unit Trip Curve

Short-timePickupShort-timeDelay (l t IN)2

Instantaneous

Current (A)

109

5.17ฟวสแรงดนตา ( Low Voltage Fuses )ตามมาตรฐาน IEC ฟวสแรงตา ม 3 แบบคอ

1. D-fuse Link ( Diazed )

2. Do-fuse Link ( Neozed )

3. NH ( HRC ) Fuse

Fuses แบบ D และ DO ออกแบบใหใชทงในอาคารและอตสาหกรรมและมขนาดใหเลอก มาก สวน HRC Fuses ออกแบบไวสาหรบใชงานในอตสาหกรรม

110

Fuses แบบ DIAZED และ NEOZEDประกอบดวยสวนตางๆ ดงน

- Base- Cover - Adaptor- Fuse Link แ- Screen Cap

HRC มสวนประกอบหลกดงน1. Base เปนมาตรฐานไวสาหรบสวมตว Fuse Link เขาไป2. Fuse Link เปนตว Fuse ซงจะมขวเสยบกบ Fuse3. Fuse Puller ใชสาหรบถอดเปลยน Fuse Link

111

LV HRC Fuses1. HRC Fuses มใชมากในโรงงานอตสาหกรรม2. มหลายขนาด

Size ขนาด

0 6A - 100A 1 80A - 250A2 125A - 400A3 315A - 630A4 500A - 1250A

3.พกดกระแส 6 A - 1250 A4. ขดความสามารถในการตดวงจรสงถง 100 kA5. ระดบแรงดนไฟฟาไดสงสดถง 500 V หรอ 1000 V

112

CBA N

Branch CB

ตวนาประธานหรอสายปอน

Ground Bar2

81012

64

1

7

119

53

S/N

5.18 แผงยอย ( Panelboards )• บรภณฑไฟฟาทรบไฟจากสายปอนหรอสายประธาน แลวจดการแยกไฟฟาทไดรบออกเปนวงจรยอยหลายวงจรยอย เพอจายไฟฟาใหโหลดตอไป

รปท 5.16 โครงสรางและสวนประกอบตางๆ ของแผงยอยแบบ Main Lugs

113

สวนประกอบ1) เครองหอหม ( Enclosures )

2) บสบาร ( Busbars )

3) เซอรกตเบรกเกอร ( Circuit Breakers )

แผงยอยสาหรบทอยอาศย ( Consumer Units )• ใชกบไฟ 1 เฟส 2 สาย

• มขนาด 7, 10, 14, 16, 20 วงจรยอย

• คา IC ของ Main CB จะมคา 10 kA

114

แผงยอยทใชสาหรบงานทวๆ ไป ( Panelboards )• นยมเรยกวา Load Centers

แบงเปน 2 ประเภท คอ

1. แบบ Main Lugs

- มแตเฉพาะขวตอสาย

- ไมม Main CB อยดวย

ภายในเครองหอหม

- ตองตอ Main CB ไวภายนอกเครองหอหม

115

2. แบบ Main Circuit Breaker

• ม Main CB อยภายในเครองหอหม การเลอกแผงยอยชนดนจะตองดพกดของ Main CB คอ AT และ AF สาหรบ AT มคาตางๆ คอ 10 A, 16 A , 20 A , 25 A, 32 A , 40 A , 50 A , 63 A , 70 A , 80 A , 100 A , 125A , 150 A , 175 A , 200 A , 250 A และม AF ทใชงานทวไป คอ 125 A และ 250 A

• บสบาร 200 และ 250 A

• คา IC ของ Main CB มใหเลอกใชหลายคา เชน 16 kA , 25 kA , 35 kA, 50kA และ 65 kA

• จานวนวงจรยอยของ Load Center จะมใหเลอกใชตงแต 12 , 24 , 36 จนถง 42 วงจร ดงรปท 5.17

116รปท 5.17 Load Center แบบ Main Circuit Breaker

ตวนาประธานหรอสายปอน

CBA

Ground Bar

S/N

N

Branch CB21

3 45 67 89 10

11 12

Main CB

117

5.19บรภณฑเครองวด ( Measuring Instruments )คาตางๆทางไฟฟาจะทาใหเราทราบสภาพการทางานของ ระบบไฟฟา เปนตองมบรภณฑเครองวดสวนใหญมกตดตงทแผงสวตช วดคาทางไฟฟาสาคญตางๆ เชน กระแส ( A ), แรงดน ( V ), กาลงทางไฟฟา ( W ) , ตวประกอบกาลง ( P.F. ) เปนตน สาหรบเครองวดทใชวดคาตางๆ ดงรปท 5.18 มดงน

118รปท 5.18 เครองวดทางไฟฟาตางๆ

3xCT

VS VFuse

R S T

AASF kW PF kWhr

3 4W

CB

CB CB CB

SWB

LP1 LP2 LP3

CB

Spare

CB

Spare

119

Ammeter ( A )โดยทวไป Ammeter จะทน

กระแสได 5 A ถาตองการวดกระแสสงขนกวานตองมหมอแปลงกระแส ( CT ) เพอแปลงเปนคาไมเกน 5 A เชน จาก 1000/5 A เปนตน มขนาดมาตรฐาน 96x96mm2 Class 1.5% จานวนหมอแปลงกระแสขนอยกบสายไฟทเราจะวด เชน ระบบ 3 เฟส 4 สาย ม CT 3 ตว ถาเราวดทละครงจะแปลงกระแสไดโดยใช Ammeter Selector มาชวย

±

120

Voltmeter ( V )ทนแรงดนไดไมเกน 500 V

ตอโดยตรงผาน Voltage Selector เลอกจดคาแรงดนระหวางสายกบนวทรล หรอสายกบสาย มขนาดเตมสเกล 500 V Class 1.5% ขนาดมาตรฐาน 96x96 mm2

±

121

Frequency Meter ( F )ใชวดความถทางไฟฟา ซงในประเทศไทยใชความถ 50 Hz

สเกลชวงความถ 45 - 55 Hz Class 0.5% ขนาดมาตรฐาน 96x96 mm2

Power Factor Meter ( P. F. )วดตวประกอบกาลงของระบบไฟฟา สเกลมชวงระหวาง 0.5Leading ถง 0.5 Lagging Class 1.5% ของ 90 องศาทางไฟฟา ขนาดมาตรฐาน 96x96 mm2

Kilo Wattmeter ( kW )ใชวดกาลงไฟฟา มใหใชงานไดทง 1 เฟส 2 สาย และ 3เฟส 4 สาย ขนาดมาตรฐาน 96x96 mm2 Class 1.5%

±

±

±

122

123

Kilowatt-hour ( kWhr )ใชวดคาพลงงานไฟฟามทงวด 1 เฟส 2 สาย และ 3 เฟส 4 สาย ขนาดมาตรฐาน 96x96 mm2 Class 1.5%±

124

Current Transformers ( CT )หมอแปลงทใชแปลงกระแสใหมคาตาลง เพอใหเหมาะสมกบการวด

และการทางานของบรภณฑปองกน Current Transformers จะสามารถปองกนความเสยหายทอาจเกดขนกบบรภณฑวดและบรภณฑควบคมตางๆ เนองจากการเกด Overcurrent ไดดในการใชงาน Current Transformers จะตองไมใหเกดการเปดวงจรดานทตยภม เพราะจะทาใหเกดแรงดนไฟฟาสงมากจนอาจทาใหเกดความเสยหาย

125

Universal Measuring Device- ใช Microprocessor

- วดคาทาง ไฟฟาไดทงหมด เชน Voltage ( V ) , Current ( A ) , Apparent Power ( kVA ) , Real Power ( kW ) , Frequency ( Hz ) และ Total Harmonic Distortion ( THD ) เปนตน

126

5.20 คอนแทกเตอรแมเหลกไฟฟา ( Magnetic Contactors )

• เปนบรภณฑตดตอวงจรไฟฟา ควบคมดวยแมเหลกไฟฟา

• ใชกบงานทมการตดตอบอยๆ• มาตรฐาน IEC 60947-4

127

คาพกดทสาคญของ Magnetic Contactor มดงตอไปชนการใชงาน ( Utilization Category )ชนการใชงานกระแสสลบแบงไดดงนAC1 สาหรบโหลดกระแสสลบทกชนด AC2 สาหรบการเรมเดนเครอง Plugging หรอ Inching มอเตอรวงแหวนลน ( Slip Ring

Motor ) ในการปดกระแสเรมตนจะมคาเปน 2.5 เทาของกระแสพกดของมอเตอรและในการเปดคอนแทกเตอรจะตดกระแสเปน 2.5 เทาของกระแสพกดของมอเตอร

AC3 สาหรบมอเตอรกรงกระรอก ( Squirrel Cage ) ซงจะหยดขณะเดนเครองปกตในการปดกระแสเรมตนจะมคาเปน 5-7 เทาและในการเปดคอนแทกเตอรจะตดกระแสเทากบกระแสพกดมอเตอร

AC4 สาหรบการเรมเดนเครอง Plugging หรอ Inching มอเตอรกรงกระรอกคอนแทกเตอรปดกระแสเปน 5-7 เทาของกระแสพกดมอเตอรและในการเปดคอนแทก

เตอรจะตดกระแสเปน 5-7 เทาของกระแสพกดของมอเตอรเชนเดยวกน

128

Motor Starters1. Direct-on-line Motor Starter ( DOL )

สตารทมอเตอรโดยการตอสเตเตอรโดยตรงกบแรงดนแหลงจายไฟ2. Star-Delta Motor Starter ( )

เรมสตารทมอเตอรโดยการตอสเตเตอรโดยตรงกบแรงดนแหลงจายไฟ3. Auto transformer Motor Starter ( Auto )

จะใชหมอแปลงออโตลดแรงดนทจะเขามอเตอรนยมปรบเปนคา 50% ,65 % และ 80% เมอสนสดการสตารท เครองจะปลดหมอแปลงนออกจากวงจร

4. Resistance Motor Starterตอนเรมสตารทจะตอความตานทานอนกรมกบขดลวดสเตเตอร ในเวลาตอมาจงทาการลดวงจรความตานทานตวน

YΔ

129

5.21 คาปาซเตอร ( Capacitors )• ตวเกบประจ• ใชในการปรบปรงคาตวประกอบกาลง

ใหมคาสงขน

พกดของ Capacitor1. พกดกาลงไฟฟา มหนวยเปน kVAR มขนาดทนยมใช คอ 10 , 20 ,

30 , 40 , 50 , 60 , 75 , 100 kVAR เปนตน2. พกดแรงดน 400 V , 525 V เปนตน3. พกดกระแส กระแสทใชสามารถคานวณจากพกดกาลงไฟฟาและพกด

แรงดน ของคาปาซเตอรได

130

การปรบปรงตวประกอบกาลงการใชคาปาซเตอรในการปรบปรง P. F. ทาได 4 แบบ คอ

1. Individual Power Factor Compensation

2. Group Power Factor Compensation

3. Central Compensation

4. Mixed Compensation

131

การควบคมคาปาซเตอรแบบอตโนมต• การนา PFC ( Power Facter Controller )

มาใชงานในการตดตอคาปาซเตอรเอง โดยอตโนมต เพอความสะดวกในการ ควบคมตวประกอบกาลง

• โดย PFC ไดรบสญญาณผานระบบไฟฟา แลวทาการคานวณคากาลงรแอกตฟแลว เปรยบเทยบคาตวประกอบกาลงทตองการ

• ถาไมพอหรอเกนจะสงสญญาณใหคอนแทกเตอรตดหรอ ตอคาปาซเตอรจนไดคาตวประกอบกาลงทตองการจงหยด

วงจรเปนดงรปท 5.19

132รปท 5.19 การควบคมคาปาซเตอรแบบอตโนมต

Capacitor BankAutomatic

6x50 kVAR or 12x50 kVAR

CB

CT PFC

CB

FuseContactor

133

5.22 แผงสวตช ( Switchboards )• แผงจายไฟขนาดใหญทรบไฟจากการไฟฟาหรอจากดานแรงดนตาของหมอแปลงเพอไปจายโหลดตางๆ เชน

• แผงยอย ( Panelboard ) MCC เปนตน บางทเรยกวา

- Main Distribution Board ( MDB )

- Main Distribution Panel ( MDP )

134รปท 5.20 ลกษณะภายในและภายนอกของแผงสวต

135

สวนประกอบ• โครงหอหม ( Enclosure )

• บสบารและการฉนวน

• เซอรกตเบรกเกอร ( Circuit Breaker : CB )

• บรภณฑตรวจวดและบรภณฑปองกนอนๆ

136

มาตรฐานของแผงสวตชมาตรฐานของแผงสวตชทสาคญคอมาตรฐาน

IEC 60439-1 “ Low Voltage Switchgear and ControlgearAssemblies ” ซงมการ

ทดสอบทสาคญ 2 แบบ คอ

1. การทดสอบประจา ( Routine Test )

2. การทดสอบเฉพาะแบบ ( Type Test )

137

การทดสอบประจา ( Routine Test )เปนการทดสอบทตองทากบแผงสวตชทกตว เมอผลต

เรยบรอยแลวเพอแนใจวาแผงสวตชนไมชารดเสย หาย และสามารถนาไปใชงานได ซงมการทดสอบ 4 อยางคอ1. การตรวจพนจพจารณา Wiring และ Electrical Operation

( Inspection )2. การทดสอบไดอเลกตรก ( Dieletric Test )3. ตรวจสอบความตอเนองของวงจรปองกน Protective

Circuit 4. ทดสอบคาความตานทานฉนวน ( Verification of the

Insulator Resistance )

138

การทดสอบเฉพาะแบบ ( Type Test )ตามมาตรฐาน IEC 60439-1 มการทดสอบ 7 อยาง คอ

1. การทดสอบอณหภมเพม ( Temperature Rise )

2. การทดสอบคณสมบตทางไดอเลกทรก ( Dielectric Property )

3. การทดสอบความทนทานตอกระแสลดวงจร ( Short Circuit

Withstand )

4. การทดสอบประสทธภาพของวงจรปองกน ( Protective Circuit )

5. การทดสอบระยะ ( Clearance & Creepage )

6. การทดสอบการทางานทางกล ( Mechanic Operation )

7. การทดสอบ Degree of Protection ( Degree of Protection )

139

การเลอกใชแผงสวตช1. พกดแรงดนของแผงสวตช

2. พกดกระแสของแผงสวตช

3. พกดกระแสลดวงจร

สาหรบแผงสวตชทสาคญ เชน ต MDB , MCC ควรใชแบบ ทมการทดสอบ Type Test

140

5.23บสเวย ( Busways )• คอบรภณฑไฟฟาทใชในการนาพลงงานไฟฟาปรมาณมากๆ จากจดหนงไปยงอกจดหนง

• บสเวยประกอบดวยตวนาบสบารบรรจภายในกลองหมพรอมบรภณฑชวยอกหลายอยาง

• เพอใหสามารถสงพลงงานไฟฟาไปยงจดทตองการได

• บสเวยทาหนาทคลายสายไฟฟาแตมนจะมความคลองตวสง กวา เพราะสามารถตอแยก (Tap) ออกไปใชงานไดตลอด ความยาวของ

141

บสเวยอาจแบงตามลกษณะของกลองหมได 2 แบบ คอ1. แบบมรระบายความรอน ( Ventilated Type )

2. แบบปดมดชด ( Totally Enclosed Type )

แบบมรระบายความรอน ( Ventilated Type )• มรระบายความรอน

• บสเวยแบบนตองตดตงตามลกษณะทผผลตกาหนดให

142

แบบปดมดชด ( Totally Enclosed Type )• สามารถตดตงไดทกลกษณะ

• วสดแปลกปลอมตางๆ เชน ฝนละออง นาและแมลงไมอาจเลดลอดเขาไปภายในกลองหมได

• มขนาดเลก

• มอมพแดนซตาเนองจากตวนาบสบารอยมดชดกนมาก

บสเวยตามการใชงานกอาจแบงออกไดเปน 2 แบบคอ

1. Feeder Busway

2. Plug-in Busway

143

Feeder Busway• ใชในการสงพลงงานไฟฟาปรมาณมากๆ จากจดหนงไปยงอกจดหนง โดยระหวางทางวงจะไมมการตอแยกไฟไปใช บสเวยแบบนอมพแดนซตาและสมดลเพอควบคมแรงดนทจด ใชไฟฟา

Plug-in Busway• ใชในการสงพลงงานไฟฟาปรมาณมากๆเหมอน Feeder Busway ตางกนทมจดแยกตลอดความยาวสามารถตอไปยงโหลดได มนจงดคลายแผงจายไฟทยาวออกไป Feeder Busway และ Plug-in Busway มรปรางดงแสดงในรปท 5.21 และรปท 5.22 ตามลาดบ

144รปท 5.21 Feeder Busway

145รปท 5.22 Plug-in Busway

146

การเลอกแบบและพกดบสเวยในการเลอกใชบสเวยของแตละงานตองพจารณาความตองการตอไปน

1. ใชภายในหรอภายนอกอาคาร

2. พกดกระแส

3. แรงดนตก

4. พกดกระแสลดวงจร

147

5.24 เครองกาเนดไฟฟาสารอง ( Standby Generator )ชดเครองกาเนดไฟฟา ( Standby Generator Set )• คอบรภณฑทางดานเครองกล – ไฟฟา ทแปลงพลงงานกลใหเปนพลงงานไฟฟา เพอจาย พลงงานไฟฟาใหโหลดเมอระบบไฟฟาของทางการไฟฟาเกดขดของ หรอตอขนานเขากบระบบไฟฟา เพอจายโหลดรวมกนกบระบบของการไฟฟาฯ

ชดเครองกาเนดไฟฟามสวนประกอบทสาคญคอ1. เครองตนกาลง ( Engine Prime Mover )2. เครองกาเนดไฟฟา ( Alternator )3. แผงควบคม ( Control Panel )4. สวตชสบเปลยน ( Transfer Switch )

148รปท 5.23 ชดเครองกาเนดไฟฟาและบรภณฑประกอบ

149 150

1.เครองตนกาลง ( Engine Prime Mover )• คอ เครองยนตทผลตพลงงานกลเพอนาไปฉดเครองกาเนดไฟฟา ใหสามารถผลตกระแสไฟฟาจายไปยงโหลดทตองการได

เครองตนกาลงทใชในชดเครองกาเนดไฟฟาสารองมอยหลาย

ชนด เชน

- เครองยนตดเซล ( Diesel Engine )

- เครองกงหนแกส ( Gas Turbine )

- เครองกงหนไอนา ( Steam Turbine )

- เครองกงหนนา ( Water Turbine )

151

เครองยนตดเซล– เปนเครองยนตแบบสนดาปภายใน ( Internal Combustion

Engine )

– ใชนามนดเซลเปนเชอเพลง มทงระบบ 2 จงหวะ และ 4 จงหวะ ( 2 , 4 Cycle )

– จานวนลกสบขนอยกบพกดขนาดของเครองยนต แบบทใชกนมากคอแบบ 4 สบ แตถาเครองยนตมพกดสงมาก กอาจใชเปน 6 สบ หรอ 12 สบกได

– ลกสบอาจจดเรยงตามแนวเสน ( In Line ) หรอเปนรปตว V กได

152

เครองยนตแบบ 4 จงหวะ มขอดกวาเครองยนต 2 จงหวะ เชน

1. ประสทธภาพดกวา

2. วาลว ( Valve ) , ลกสบ และ แหวน จะมอายการใชงานยาว

นานขน เพราะมนสามารถกระจายความรอนไดดขน

153

กฟเวนเนอร ( Governor )• ใชในการควบคมความเรวรอบของเครองยนต ( หมายถงความถ ไฟฟาดวย ) โดยจะทาหนาทควบคมปรมาณนามนเชอเพลงทเขาหองเผาไหม ของเครองยนต

กฟเวนเนอรทใชมหลายแบบ เชน 1. กฟเวนเนอรทางกล ( Mechanical Governor )

2. กฟเวนเนอรไฮดรอลก ( Hydraulic Governor )

3. กฟเวนเนอรอเลกทรอนกส ( Electronic Governor )

4. กฟเวนเนอรแบบผสม

154

2.เครองกาเนดไฟฟา ( Alternator )• ทใชทวไปเปนเครองกาเนดไฟฟากระแสสลบ ( A.C. Generator or

Alternator ) ซงมสวนประกอบทสาคญคอ

- สวนทหมน ( Rotor )

- สวนทอยกบท ( Stator )

- สวน Brushless Rotating Exciter with a Rotating Rectifier

- สวนควบคมแรงดน ( Voltage Regulator )

155

A.C. Exciter• คอชดสรางสนามแมเหลกกระตนเพอจายไฟฟากระแสตรงให ขดลวดสนามของเครองกาเนดไฟฟา

• เครองกาเนดไฟฟา A.C. ตวเลกๆ มขดลวดอารเมเจอรตดตง บนเพลาเดยวกบโรเตอร และขดลวดสนามบนสเตเตอรบนขาออก ของขดลวดอารเมเจอรยงมชดตวเรยงกระแสเตมคลน ( Full Wave Rectifier ) ตดอย ดงนนไฟฟากระแสสลบทถกเหนยวนาทขดลวด อารเมเจอรจะถกเรยงกระแสและจายเขาขดลวดสนามของเครอง กาเนดไฟฟาโดยตรง จงไมจาเปนตองมแปรงถานหรอสลปรง ( Slip Ring ) จงเรยกวา Brushless

156

Automatic Voltage Regulator ( AVR )• คอชดควบคมแรงดนขาออกโดยอตโนมต โดยจะทาการปรบคากระแสสนามเพอใหไดคาแรงดนคงททโหลดตางๆ

157

3. สวตชสบเปลยน ( Transfer Switch )• สวตชสบเปลยนใชสาหรบการสบเปลยนโหลดจากแหลงจายไฟ ปกต ( Normal Source ) ไปยงชดเครองกาเนดไฟฟาหรอกลบกน สวตชสบเปลยนอาจแบงไดเปน 2 ชนดคอ

- สวตชสบเปลยนไมอตโนมต ( Non-Automatic Transfer Switch )

- สวตชสบเปลยนอตโนมต ( Automatic Transfer Switch , ATS )

158รปท 5.24 Single Line Diagram แสดงสวตชสบเปลยน ( Transfer Switch )

Gen

Engine

Normal Power SourceEngine/Generator

DisconnectServiceMain

CurrentProtective Device

Transfer Switch

LoadsNon-Emergency

LoadsEmergencyDevice

ProtectiveCurrent

Control

159

ขนาดพกดของชดเครองกาเนดไฟฟาสารอง• คดเปน kW ทตวประกอบกาลง ( Power Factor : P.F. ) เทากบ 80%

Lagging เสมอ เชน ชดเครองกาเนดไฟฟา 100 kW , 380 V ,P.F. 80%คดเปน kVA ได = = 125 kVA

พกดชดเครองกาเนดแบงเปน Prime Rating และ Standby RatingPrime Rating คอ พกดทชดเครองกาเนดไฟฟาสามารถทางานไดอยางตอเนอง ( Continuous Duty )

Standby Rating คอพกดทชดเครองกาเนดไฟฟาสามารถทางานเกนโหลดในชวงเวลาหนง โดยทวไป Standby Rating จะคดท 110% ของ Prime Rating ในเวลา 1 ชวโมง ของทกๆ 8 ชวโมง

0.8100

160