การลดผลกระทบของแรงดันไฟฟ้าตกชั่วขณะ ( Mitigation of Voltage Sags ) |
|||||||||||||||
นางสาว วีรนุช จุลโพธิ์ วิศวกร 4 กองวิจัย ฝ่ายพัฒนาระบบไฟฟ้า
โทรศัพท์ : 590-5576 โทรสาร : 590-5810 email : mgrrsd@pea.or.th |
|||||||||||||||
คำนำ(Introduction) เนื่องจากระบบจำหน่ายและสายส่งของการไฟฟ้ามีผู้ใช้ไฟร่วมกันหลายราย การเกิดฟอลต์ที่ผู้ใช้ไฟรายหนึ่งอาจส่งผล กระทบ ไปยังผู้ใช้ไฟรายอื่นที่อยู่ข้างเคียงหรืออยู่ไกลออกไป เนื่องจากรับไฟจากสถานีจ่ายไฟแห่งเดียวกัน ดังนั้น ปัญหาแรงดันตกจึงเป็นปัญหาที่ทั้งผู้ใช้ไฟและการไฟฟ้าต้องร่วมกันแก้ไขและปรับปรุงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการลด ปัญหาดังกล่าว การลดผลกระทบแรงดันไฟฟ้าตกชั่วขณะโดยทั่วไป (Overview of Mitigation Methods) |
|||||||||||||||
รูปที่ 1. แสดงแนวทางในการลดปัญหาแรงดันตก |
|||||||||||||||
2. แนวทางการลดจำนวนของฟอลต์(Reducing the Number of Faults) การป้องกันไม่ให้เกิดฟอลต์ขึ้นในระบบถือเป็น การแก้ปัญหาแรงดันตกชั่วขณะที่ดีที่สุด แต่อย่างไรก็ตามในความเป็นจริงไม่สามารถหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าวได้ เนื่องจาก ระบบจำหน่ายและสายส่งที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบันเป็นระบบเหนือดิน (Overhead Lines) มีโอกาสเกิดฟอลต์ได้ อย่างไรก็ตาม การลดจำนวนครั้งของการเกิดฟอลต์ในระบบอาจดำเนินการได้ดังนี้ - การนำระบบ Underground Cables มาใช้งานแทนระบบ Overhead Lines เพื่อผลในการลดจำนวนครั้งของการเกิดฟอลต์ แต่ระบบ Underground Cables ก็มีข้อเสียที่ต้องพิจารณา คือ เมื่อเกิดความเสียหายต้องใช้เวลาซ่อมเป็นเวลานาน ทำให้ ระยะเวลาไฟดับเกิดขึ้นนานเมื่อเปรียบเทียบกับระบบ Overhead Lines - การนำสายหุ้มฉนวนเช่น Aerial Cable หรือ Partially Insulated Cable (PIC) มาใช้งานแทนสายเปลือยในระบบ Overhead Lines - การป้องกันมิให้ต้นไม้หรือสิ่งก่อสร้างต่างๆที่อยู่ใกล้แนวระบบจำหน่าย หรือสายส่งน้อยกว่าระยะปลอดภัยหรือครอบฉนวน ไฟฟ้าเพื่อป้องกัน การเกิดฟอลต์ - การเพิ่มค่าความเป็นฉนวนของระบบให้สูงขึ้นเพื่อไม่ให้เกิดการเบรกดาวน์ของฉนวนจนนำไปสู่การ Flashover นั้นก็เป็น อีกวิธีหนึ่งในการลดจำนวนการเกิดฟอลต์ โดยที่ระดับความเป็นฉนวนที่เพิ่มขึ้นจะมากหรือน้อยนั้นขึ้นอยู่กับสภาวะ แวดล้อมของพื้นที่ด้วยว่ามีปัญหาเกี่ยวกับมลภาวะหรือไม่ เพราะหากมีปัญหาเรื่องมลภาวะ ความจำเป็นในการเพิ่มระดับ ความเป็นฉนวนให้มากขึ้นจะต้องถูกนำมาพิจารณา อย่างไรก็ตามการทำนายระดับความรุนแรงของแรงดันฟ้าผ่านั้น กระทำได้ยาก ดั้งนั้นการเกิดฟอลต์ก็ยังมีโอกาสเกิดขึ้นได้ - จัดทำแผนงานการบำรุงรักษาระบบไฟฟ้าทั้งในส่วนของผู้ใช้และการไฟฟ้าเพื่อลดความเสี่ยงในการเกิดฟอลต์ 3 แนวทางการลดระยะเวลาในการกำจัดฟอลต์ (Reducing the Fault-Clearing Time)การลดระยะเวลาในการกำจัด ฟอลต์ |
|||||||||||||||
รูปที่ 2.(a) แสดงรูปแบบการป้องกันระหว่าง Fuse กับ Recloser |
|||||||||||||||
รูปที่ 2.(b) แสดงรูปแบบการป้องกันระหว่าง Overcurrent Relay |
|||||||||||||||
รูปที่ 3. แสดง Curve การทำงานของ Fuse และ Recloser |
|||||||||||||||
จากรูปที่ 2. (b) แสดงรูปแบบการป้องกันที่ประกอบไปด้วย Overcurrent Relay ซึ่งเป็นรีเลย์ที่ออกแบบให้ทำงาน เมื่อมี กระแสเกินพิกัดที่กำหนดไว้ ในการกำหนดค่าการทำงานของรีเลย์สามารถเลือกได้ 2 รูปแบบคือ แบบ Fixed Time หรือ Definite Time และแบบ Inverse Time นอกจากนี้ลักษณะของ Inverse Time นี้ยังแบ่งออกได้หลายชนิด คือ Long Inverse Time ,Standard Inverse Time ,Very Inverse Time และ Extremely Inverse Time ดังในรูปที่ 4. ในการกำหนดค่าการทำงานโดยทั่วไปจะกำหนดค่าเริ่มต้นการทำงาน (Pick Up) ด้วยการทำงานในรูปแบบ Inverse Time และ รูปแบบ Definite Time สำหรับการทำงานแบบ Instantaneous และจากรูปที่ 4. แสดงให้เห็นว่าที่ค่ากระแสลัดวงจรสูงๆ การทำงานในลักษณะInverse Time ชนิด Extremely Inverse Time จะให้ผลในการลดระยะเวลาของการเกิดแรงดันตกชั่วขณะ ได้ดีที่สุดเนื่องจากสามารถกำจัดฟอลต์ได้รวดเร็ว นอกจากนั้นการกำหนดค่าการทำงานระหว่างรีเลย์ให้ทำงานสัมพันธ์กัน ก็เป็นอีกบทบาทหนึ่งในการลดความรุนแรง ของแรงดันตกชั่วขณะไม่ให้ขยายวงกว้าง โดยพิจารณากำหนดค่า Margin ระหว่างรีเลย์ตัวหน้าและตัวหลังให้น้อยลงเพื่อให้สามารถกำหนดค่า Pick Up ของรีเลย์ให้ต่ำลงได้ แต่อย่างไรก็ตามการ กำหนดค่าการทำงานดังกล่าวต้องอยู่ภายใต้เงื่อนไขไม่ทำให้เกิดการ Trip พร้อมกันระหว่างรีเลย์ตัวหน้า (Protecting Relay) และตัวหลัง (Protected Relay) |
|||||||||||||||
รูปที่ 4. แสดง Curve การทำงานของ Overcurrent ชนิดต่างๆ |
|||||||||||||||
ในส่วนของระบบป้องกันของสายส่งโดยทั่วไปใช้ Distance Relay ในการป้องกันซึ่งมีรูปแบบการทำงานเป็นแบบ Zone ดังรูปที่ 5. |
|||||||||||||||
รูปที่ 5. แสดงการทำงานเป็น Zone ของ Distance Relay |
|||||||||||||||
|
|||||||||||||||
หมายเหตุ : กรณีที่เป็น Radial Line
|
|||||||||||||||
จากรูปที่ 5. เมื่อเกิดฟอลต์ที่ Zone 1 อุปกรณ์ป้องกันจะใช้เวลาในการกำจัดฟอลต์ด้วยเวลาที่เร็วมาก ดังนั้นระยะเวลาใน การเกิดแรงดันตกชั่วขณะจึงสั้นมากเช่นกัน แต่เนื่องจาก Zone 1 เป็น Zone การป้องกันสายส่ง สายจำหน่าย ในส่วนของ การไฟฟ้าที่อยู่ใกล้กับแหล่งจ่ายไฟขนาดของกระแสลัดวงจร จึงมีค่ามากเป็นผลให้ขนาดความลึกของแรงดันตกชั่วขณะมี ค่ามากด้วยเช่นกัน การลดผลกระทบจากแรงดันตกชั่วขณะสามารถทำได้โดยการกำหนดค่าการทำงาน (Operating Time) ในแต่ละZone ป้องกันให้น้อยที่สุดเพื่อลดระยะเวลาในการกำจัดฟอลต์ ซึ่งการกำหนดค่าดังกล่าวจะต้องพิจารณาให้ สามารถทำงานสัมพันธ์กับรีเลย์ตัวอื่นๆด้วย 4. แนวทางการปรับปรุงระบบไฟฟ้า (Changing the Power System) การลดผลกระทบตามแนวทางการปรับปรุงระบบ อาจทำโดยการ ติดตั้งระบบสำรองเพิ่มเติมให้กับโหลดที่มีความสำคัญ ยกตัวอย่างเช่น - การติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อช่วยรักษาระดับแรงดันระหว่างที่เกิดปัญหาแรงดันตกชั่วขณะให้กับโหลดที่ไม่สามารถ ทนต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน - แยกบัส(Bus)ระหว่างโหลดที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันและโหลดอื่นๆ - พิจารณาเพิ่มแหล่งจ่ายให้กับโหลดที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน โดยแหล่งจ่ายที่เพิ่มขึ้นนั้นไม่ควรมาจากแหล่ง จ่ายเดียวกัน การลดผลของแรงดันตกชั่วขณะจึงจะได้ผลที่ดี 5. ติดตั้งอุปกรณ์เพื่อลดผลกระทบเพิ่มเติม (Installing Mitigation Equipment) 6.วิธีการปรับปรุงอุปกรณ์ให้สามารถทนต่อสภาวะแรงดันตกชั่วขณะได้ (Improving Equipment Immunity) 7. ตัวอย่างเหตุการณ์ของการเกิดสภาวะแรงดันตกชั่วขณะ และวิธีลดผลกระทบเนื่องจากสภาวะแรงดันตกชั่วขณะนั้น สรุป (Conclusion) เนื่องจากระบบไฟฟ้ากำลังประกอบด้วยส่วนสำคัญต่างๆ เช่น ระบบผลิต , ระบบสายส่ง และระบบจำหน่าย ซึ่งเมื่อ เอกสารอ้างอิง (References) |