|
แรงดันตกชั่วขณะและขอบเขตการใช้งานโดยภาพรวม
ตามมาตรฐาน IEC และ IEEE Voltage Sags: An Overview of IEC and IEEE Standards and Application Criteria |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
กิตติกร มณีสว่าง วิศวกรระดับ 5
แผนกวิจัยคุณภาพไฟฟ้าอุตสาหกรรม กองวิจัย ฝ่ายพัฒนาระบบไฟฟ้า โทรศัพท์ : 590-5576 โทรสาร : 590-5810 email : kittikorn_man@hotmail.com |
||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||
1. คำนำ(Introduction) ปัจจุบันปัญหาแรงดันตกชั่วขณะได้เข้ามามีบทบาทและเป็นตัวแปรที่สำคัญในการกำหนดความต่อเนื่อง |
||||||||||||||||||||||||||||||
2. คำจำกัดความเฉพาะ(Terminology) ในการให้คำจำกัดความของปัญหาแรงดันตกชั่วขณะยังคงมีความไม่ชัดเจนในหลายๆประเด็น ทั้งใน ส่วนของระยะเวลาที่เกิดเหตุการณ์และขนาดที่ใช้บ่งชี้ความรุนแรงของปัญหาแรงดันตก จึงพบว่าหลายๆ มาตรฐานมีการกำหนดคำนิยามที่แตกต่างกัน ดังกรณีของมาตรฐาน IEC Standard และ IEEE Standard - IEC Standard แรงดันตกชั่วขณะ คือ ปรากฎการณ์ที่แรงดันลดลงจากระดับปกติ อย่างทันทีทันใด และคืนกลับสู่สภาวะปกติภายในระยะเวลา 0.5 Cycle ถึง ประมาณ 2-3 วินาที โดยระดับแรงดันที่ ลดลง จะแสดงเป็นเปอร์เซนต์เปรียบเทียบกับระดับแรงดันปกติ - IEEE Standard แรงดันตกชั่วขณะ คือ ระดับแรงดันที่ลดลงระหว่าง 0.1 ถึง 0.9 pu.จากระดับแรงดัน RMS ปกติภายในระยะเวลา 0.5 Cycle ถึง 1 นาที ตามประเภทของแรงดันตกดังนี้ - Instantaneous : 0.5 - 30 Cycles - Momentary : 30 Cycles - 3 Sec. - Temporary : 3 Sec. - 1 Min |
||||||||||||||||||||||||||||||
 รูปที่ 1 แสดงคำอธิบายแรงดันตกชั่วขณะ |
||||||||||||||||||||||||||||||
นอกจากนั้นมาตรฐาน IEEE Standard และ IEC Standard ยังแบ่งออกเป็นมาตรฐานย่อยๆอีกหลาย มาตรฐานยกตัวอย่าง เช่น มาตรฐาน IEC Standard หมายเลข IEC 1000-2-X กล่าวถึงคุณลักษณะและ เงื่อนไข โดยทั่วไปที่อุปกรณ์ยังคงสามารถทำงานได้เป็นปกติ ในส่วนของ IEC Standard หมายเลข IEC 1000-4-X จะให้รายละเอียดของการตรวจวัดและกระบวนการทดสอบอุปกรณ ์เพื่อความแน่ใจว่าอุปกรณ์ นั้นๆจะผ่านเกณฑ์ต่างๆตามมาตรฐาน ดังตารางที่ 1 |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
ตารางที่ 1
|
||||||||||||||||||||||||||||||
3. การนำมาตรฐานไปใช้งานในระบบ(Standards Applied to Systems Analysis) 3.1 IEEE Standard p1346 |
||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||
3.2 IEEE Standard 493 มาตรฐานนี้จะนำเสนอแนวโน้ม และการคาดการณ์โอกาสในการเกิดปัญหาแรงดันตกชั่วขณะทั้งในส่วน ของขนาดแรงดันตก ระยะเวลาที่เกิดปัญหาแรงดันตกและสถิติในการเกิดปัญหา เพื่อนำผลลัพธ์ที่ได้มาหาแนว ทางในการป้องกันซึ่งมีสาระสำคัญดังนี้ - การคำนวณขนาดของแรงดันตก ซึ่งจำเป็นต้องทราบค่าอิมพีแดนซ์ทั้งในส่วนของระบบจำหน่ายและสายส่ง โดย อาศัยคอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในการคำนวณเพื่อประเมินขนาดแรงดันตกที่ตำแหน่งติดตั้งโหลด - การประเมินระยะเวลาในการเกิดแรงดันตก โดยพิจารณาจากระยะเวลาในการกำจัดฟอลต์ของอุปกรณ์ป้องกัน แต่ละชนิด - การพิจารณาโอกาสในการเกิดปัญหาแรงดันตก ซึ่งอาจพิจารณาในแง่สถิติของการเกิดฟอลต์ในระบบ 3.3 IEC Standard 1000-2-2 มาตรฐานนี้ไม่ได้เน้นการกำหนดขีดจำกัดของแรงดันตกชั่วขณะ แต่จะชี้ให้เห็นถึงระดับแรงดันตกที่คาดว่า จะเกิดขึ้นในระบบโดยเฉลี่ยในแต่ละเดือน 4. การนำมาตรฐานไปใช้กับอุปกรณ์(Standards Applied to Equipment) |
||||||||||||||||||||||||||||||
 รูปที่ 2 แสดงเกณฑ์มาตรฐาน CBEMA Curve |
||||||||||||||||||||||||||||||
 รูปที่ 3 แสดงเกณฑ์มาตรฐาน ITIC Curve |
||||||||||||||||||||||||||||||
4.3 IEC Standard 1000-2-4 เงื่อนไขการใช้งานของอุปกรณ์ในมาตรฐาน IEC คือ การทำงานที่สัมพันธ์กันทางสนามแม่เหล็ก (Electromagnetic Compatibility : EMC) ซึ่งกำหนดเป็นความสามารถของชิ้นส่วนอุปกรณ์ เครื่องมือ หรือ ระบบฟังก์ชั่นการทำงานที่สามารถทำงานได้สัมพันธ์ และสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงหรือการรบกวน ของสนามแม่เหล็กในสภาวะแวดล้อมต่างๆ มาตรฐาน IEC Std.1000-2-4 เป็นมาตรฐานที่ใช้งานในระบบ ไฟฟ้าที่จ่ายให้กับโรงงานอุตสาหกรรม (ไม่รวมระบบไฟฟ้าในเรือและเครื่องบิน) ซึ่งแบ่งออกเป็น 3 Classes ดังนี้ Class 1 สำหรับระบบที่จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่ไม่สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงจากสิ่งรบกวนในระบบไฟฟ้า Class 2 สำหรับระบบที่จ่ายให้กับโรงงานอุตสาหกรรม Class 3 สำหรับระบบที่จ่ายให้กับโรงงานอุตสาหกรรม ที่มีอุปกรณ์ที่ก่อให้เกิดสิ่งรบกวนในระบบไฟฟ้าได้ง่าย เช่น ปัญหาแรงดันตกจากการสตาร์ทมอเตอร์ขนาดใหญ่ โดยกำหนดให้ |
||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||
5. การนำมาตรฐานไปใช้ในการตรวจวัด(Standards Applied to Monitoring) การตรวจวัดมีส่วนสำคัญในการประเมินระดับความรุนแรง และทำให้ทราบข้อมูลที่แท้จริงเกี่ยวกับ ปัญหาแรงดันตกชั่วขณะ อย่างไรก็ตามข้อมูลที่ได้รับจากการตรวจวัดอาจให้ผลสรุปแตกต่างกัน โดยมี เงื่อนไขที่จำเป็นต้องนำมาพิจารณาร่วมกัน เช่น ตำแหน่งที่ติดตั้งเครื่องมือตรวจวัด ชนิดของเครื่องมือ ตรวจวัดขีดความสามารถของเครื่องมือตรวจวัด และวิธีการตรวจวัดตลอดจนวิธีการวิเคราะห ์ เพื่อ ประเมินผล เป็นต้น 5.1 IEEE Standard 1159 มาตรฐาน IEEE Std. 1159 นำเสนอเทคนิคและวิธีในการตรวจวัดเพื่อเก็บข้อมูลรวมทั้งการวิเคราะห์ ผลจากการตรวจวัด ซึ่งสามารถนำมาตรฐานนี้มาใช้เป็นเกณฑ์อ้างอิง ในการพิจารณาเลือกใช้เครื่องมือ ตรวจวัด 5.2 IEEE Standard 1100 มาตรฐานIEEE Std.1100นำเสนอเกณฑ์กำหนดหรือขีดความสามารถของเครื่องมือตรวจวัดคล้ายกับ ที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน IEEE Std.1159 การเลือกใช้มาตรฐานมีบทบาทที่สำคัญในการออกแบบระบบ ให้สามารถรองรับปัญหาแรงดันตกที่เกิดขึ้น ให้อยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้หรืออยู่ในเกณฑ์ที่กำหนดไว้ แต่เนื่องจากมาตรฐานต่างๆที่ใช้งานกันโดยทั่วไปนั้น ต่างก็มีเงื่อนไขที่จำเป็นต้องนำมาประกอบการ พิจารณา ดังนั้นจึงเป็นการยากในการจะระบุว่ามาตรฐานไหนดีกว่ากัน แนวทางในการเลือกใช้ มาตรฐานจึงอาจขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้ ความสะดวกในการใช้ และควรสอดคล้องกับระบบที่ ใช้งานอยู่ 6. สรุป (Conclusion) ปัญหาแรงดันตกชั่วขณะที่เกิดขึ้นในระบบ บางครั้งมีความซับซ้อนและยากในการอธิบายเนื่องจาก |
||||||||||||||||||||||||||||||
| 7. เอกสารอ้างอิง(References) 1. IEC 1000-2-1-1990-Part 2 : Environment-Section 1: " Description of the environment-Electromagnetic environment for low-frequency conducted disturbances and signaling in public low-voltage power supply systems" 2. IEEE p.1346(D2.0.95) "Recommended Practice for Evaluating Electronic Power systems compatibility with Electronic Equipment-Working Group Electric Power System Compatibility with industrial process equipment-pt1- Voltge Sag's" Industrial &Commercial System of May 1994(Draft) 3. IEC 1000-2-2-1990-Part 2 : Environment-Section 2: "Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signaling in public low-voltage power supply systems". 4. IEC 1000-2-4-1994-Part 2 : Environment-Section 4: "Compatibility levels im industrial plants for low-frequency conducted disturbances ". 5. IEEE 1159-1995-"IEEE Recommended Practice for Monitoring Electronic Power Quality". 6. IEEE 493-1990(ANSI)-"IEEE Recommended Practice for Design of Reliable Industrial and Commercial Power Systems(Gold Book)" 7. IEEE 446-1995(ANSI)-"IEEE Recommended Practice for Emergency and Standby Power Systems for Industrial and Commercial Applications(Orange Book)" 8. IEC1000-4-11-994-Part 4 : Testing and Measurement techniques-Section11- " Voltage Dips, short Interruptions and voltage variations immunity tests" 9. C.Becker, w.Braum, Carrick, T.Diliberti, C.Grigg, J.Groesch, B.Hazen, T.Imel, D.Koval, D.Mueller, t.s.Joh, L.E.Conrad, -"Proposed Chapter 9 for Predicting Voltage Sags(Dips) in Revision to IEEE sTD 493 The Gold Book"-IEEE Transactions on Industry Application, V32, N6, May/June 1994 10. IEEE 1250-1995-(ANSI)"IEEE Guide for Service to Equipment sensitive to Momentary Voltage Disturbances" 11. G.T.Heydt "Electric Power Quality-A Tutorial Introduction"-IEEE computer Applications in Power-January 1998. 12. IEEE 1100-1992-(ANSI)'IEEE Recommended Practice for Powering and Grounding Sensitive Electronic Equipment(Emerald Book)" 13. IEC 1000-1-2-Part1-General-Section1-Application and Interpretation of Fundamental definitions and terms |