การต่อลงดินของระบบไฟฟ้า ( power system grounding ) ·...

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 1

บทท 5

การตอลงดนของระบบไฟฟา

( Power System Grounding )

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 2

2. ความผดพรองลงดน ( Ground Fault )

ความผดพรองในระบบไฟฟากาลง

แบงไดเปน 2 ประเภท

1. ความผดพรองแบบเฟส ( Phase Fault )

5.1 บทนา

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 3

2. ความผดพรองลงดน ( Ground Fault )

- Single Line to Ground Fault

- Double Line to Ground Fault

ความผดพรองสวนใหญเปน

ความผดพรองลงดนประมาณ 70 - 90 %

1. ความผดพรองแบบเฟส ( Phase Fault )

- Three Phase Fault

- Line to Line Fault

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 4

1 ) เพอจากดแรงดนเกน ( Overvoltage ) เกดจาก

ฟาผา ( Lightning )

เสรจในสาย ( Line Surge )

สมผสกบสายแรงสงโดยบงเอญ

( Accidental Touching High Voltage Line )

จดประสงคของการตอลงดน

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 5

จดประสงคของการตอลงดน ( ตอ )

2) เพอใหแรงดนระหวางสายกบดนในขณะทางานตาม

ปกตมคาคงตว

3 ) เพอชวยใหอปกรณปองกนกระแสเกน เชน

สวตชตดตอนอตโนมต ( CB ) ทางานไดรวดเรวขน

เมอเกดการลดวงจร ( Short Circuit ) สวนทตอลงดน

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 6

1. ตดวงจรและกาจดความผดพรองออกจากระบบ

( Trip and Clear Fault )

- ตดวงจรออกทนท

- ปองกนทมความเสยหายมาก

- ระบบการตอลงดนโดยตรง ( Solidly Grounding System )

- ระบบตอลงดนผานความตานทานคาตา

( Low Resistance Grounded System )

5.2 ขอพจารณาในการทางานของระบบปองกน

ความผดพรองลงดน

เลอกการทางานได 2 แบบ

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 7

2. ไมตดวงจรและใหระบบทางานตอเนองไปเรอยๆ

( Not to Trip and Maintain Service Continuity )

- เมอเกดความผดพรองสงสญญาณเตอน

ระบบการทางานตอเนอง

- ระบบมคากระแสผดพรองตา ไมทาความเสยหาย

ตอระบบ

- ในอตสาหกรรมท Continuity of Service สาคญมาก

- ระบบตอลงดนผานความตานทานคาสง

( High Resistance Ground System )

- ระบบไมตอลงดน ( Ungrounded System )

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 8

สามารถแบงออกเปนขอๆ

1. การตอลงดนโดยตรง ( Solid Grounding )

2. การตอลงดนผานอมพแดนซ ( Impedance Grounding )

5.3 การตอลงดนของระบบไฟฟากาลง

- การตอลงดนผานความตานทาน

( Resistance Grounding )

- การตอลงดนผานรแอคแทนซ

( Reactance Grounding )

- การตอลงดนแบบเรโซแนนซ

( Resonant Grounding )

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 9

- ระบบไฟฟากาลงทไมไดตงใจใหมการตอลงดน

- แตความเปนจรงแลว ระบบจะตอลงดน

ผานตวเกบประจ ( Capacitance )

5.4 ระบบไฟฟาทไมมการตอลงดน( Ungrounded System )

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 10

รปท 5.1 ระบบไฟฟาทไมมการตอลงดน

XG0

เมอ XG0 คอ รแอคแตนซลาดบศนยของเครองกาเนดไฟฟาหรอหมอแปลง

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 11

ขอดของระบบไฟฟากาลงทไมมการตอลงดน

- เมอเกดความผดพรองลงดนจะทาใหเกดกระแส

ผดพรองคาตา โดยไมกอใหเกดความเสยหายตอ

อปกรณในระบบ

- ทาใหระบบมความตอเนองในการทางานสง

( High Continuity of Service )

- ไมตองลงทนเพอทาการตอลงดน

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 12

ขอเสยของระบบไฟฟากาลงทไมมการตอลงดน

- เกดแรงดนเกนชวครสง

High Transient Overvoltage

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 13

รปท 5.2 วงจรสมมลและแรงดนเกนชวคร

ในระบบทไมมการตอลงดน

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 14

ตามรป

- In capacitive system

Current leads voltage by nearly 90°

- When arcs extinguished

at near zero value

Voltage will be at or near Max Value

- When the CB open

This voltage remains on the capacitor

and decay according to time constant

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 15

- If source voltage is Vs

- In half cycle , the voltage across the open

contact is almost twice ( 2 )

the normal peak

- If a restrike occur

Voltage + 1 pu of the capacitive system

will go to the voltage of - 1 pu

of the system voltage

- ∴ It will overshoot to a maximum of - 3 pu

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 16

- If the arc goes out again and restrikes again

It will overshoot to

a maximum possibility of + 5 pu

- This could continue to - 7 pu

- By this time the system insulation would

breakdown causing a major fault

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 17

- เรยกวา Effectively Ground

- หรอ Directly Ground

- วธทงายทสด

- ทาโดยตอจดนวทรอลลงดน

โดยไมผาน Impedance ใดๆ

5.5 การตอลงดนโดยตรง( Solidly Grounding )

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 18

รปท 5.3 การตอลงดนโดยตรง

XG0

เมอ XG0 คอ รแอคแตนซลาดบศนยของเครองกาเนดไฟฟาหรอหมอแปลง

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 19

การตอลงดนโดยตรงมขอด

1. ทาใหคาแรงดนเกนชวขณะ ( Transient Overvoltage )

มคานอยมาก

2. ทาใหอปกรณปองกน ( Protection Devices ) เชน

อปกรณปองกนกระแสเกน ( Overcurrent Devices )

สามารถทางานไดอยางรวดเรว เนองจากกระแส

ผดพรองลงสายดนทเกดขนมคาสงมาก

3. Arcing Ground Faults จะไมเกดขนขณะทกระแสลดวงจร

มคาสงกวา Capacitance Charging Current และสามารถ

ตดผลกระทบของมนออกได

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 20

ขอเสยของการตอลงดนโดยตรง

- กระแสผดพรองมคาสง

- ในเครองกาเนดไฟฟา คากระแสผดพรอง

แบบสายเดยวลงดน ( SLG )

อาจมากกวาแบบ 3 เฟส

- กอใหเกดความเสยหายสง

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 21รปท 5.4 การตอลงดนโดยผานความตานทาน

เมอ XGO คอ รแอคแทนซลาดบศนยของเครองกาเนดไฟฟาหรอหมอแปลง

RN คอ ความตานทานทใชในการตอลงดน

XG0 3RN

RN

5.6 การตอลงดนโดยผานความตานทาน( Resistance Grounding )

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 22

การตอลงดนผานความตานทานเพอลดกระแส

มเหตผลดงน

1. ลดความเสยหาย เชน การหลอมละลาย การไหม

ของอปกรณทเปนทางผานของกระแสผดพรอง เชน

สวตชเกยร หมอแปลง สายเคเบล และเครองกล

ไฟฟาตางๆ

2. ลดความเครยดทางกลของวงจร และอปกรณทเปน

ทางผานของกระแสผดพรอง

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 23

การตอลงดนผานความตานทานเพอลดกระแส

มเหตผลดงน ( ตอ )

3. ลดอนตรายจากการชอค ( Shock ) ทางไฟฟา

4. ลดอนตรายทอาจเกดจากการเกดประกายไฟ

( Arc or Flash Hazard ) ขณะเกดผดพรอง

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 24

การตอลงดนผานความตานทานเพอลดกระแส

มเหตผลดงน ( ตอ )

5. ลดการเกดแรงดนตกชวขณะ และชวยแกไขได

อยางรวดเรวเมอเกดการผดพรอง

6. ควบคมแรงดนเกนชวขณะใหอยในระดบทปลอดภย

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 25

การตอลงดนผานความตานทาน ม 2 ประเภท

1. การตอลงดนผานความตานทานตา

( Low Resistance Grounding )

2. การตอลงดนผานความตานทานสง

( High Resistance Grounding )

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 26

ระบบการตอลงดนผานความตานทานตา

- คาระหวาง 100 - 1000 A

เฉลย 400 A

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 27

ระบบการตอลงดนผานความตานทานตา

ขอด

กระแสผดพรองมคามากพอ

ทจะทาใหอปกรณปองกน

ตดวงจรไดอยางรวดเรว

ขอเสย

กระแสผดพรองมคาสง

อาจทาใหเกดความเสยหายกบ

อปกรณ และ ระบบได

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 28

ระบบการตอลงดนผานความตานทานสง

- ใหคากระแสผดพรองลงดนตา

- แตตองมากกวา Charging Current ( IC )

ของ Stray Capacitance

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 29

- กระแสผดพรองลงดน มคา

ประมาณ 2 เทาของ IC หรอ 10 A

ถากระแสสงกวาน การเกดอารกจะรนแรง

- นยมใชกบระบบแรงดนปานกลาง

∴

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 30

การตอลงดนผานความตานทานสง ทาได

1. ตอความตานทานเขากบจดศนยโดยตรง

2. ตอความตานทานผาน Distribution Transformer

ทาใหมความประหยดมากขน ใชความตานทาน

ทมคาตา

∴

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 31

รปท 5.5 การตอลงดนโดยใช Distribution Transformer

a : 1

GEN

DistributionTransformer RN

ReflectedResistance= a2RN

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 32

5.7 การตอลงดนผานรแอคเตอร( Reactance Grounding )

- การตอจดศนยของหมอแปลง หรอ

เครองกาเหนดไฟฟาผาน รแอคเตอรลงดน

- จากดกระแสผดพรองใหอยในชวง 25 - 60 % ของ

กระแสผดพรองลงดนแบบ 3 เฟส

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 33

รปท 5.6 ระบบการตอลงดนผานรแอคเตอร

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 34

5.8 การตอลงดนผานรแอคเตอรแบบเรโซแนนซ ( Resonant Grounding )

- โดยการตงหวหกลางความผดพรองลงดน

( Ground Fault Neutralizer or Petersen Coil )

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 35

รปท 5.7 การตอลงดนผานรแอคแทนซแบบเรโซแนนซ

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 36

การเปรยบเทยบระบบการตอลงดนแบบตางๆ

Characteristics of different grounding methods

Characteristic Ungrounded High-resistance Low-resistance Effective

Transient Overvoltage Up to 6 p.u. 2.5 p.u. 2.5 p.u. 2.5 p.u.

Positive Fault Location No Yes Yes Yes

System Interruption On First Faul Sometimes Optional Yes Yes

Personnel Safety Poor Best Good Fair

Multiple Faults Often Seldom Seldom Seldom

Fault damage Low Low Medium High

Coordination Of Protective Relays Impossible Best Good Good

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 37

Comparative Performance Rating for Various Conditions

Using Different Grounding Methods

Condition or

CharacteristicsUnground

Solidly

Grounded

Low

Resistance

High

Resistance

Immunity to Transient

Overvoltage

Poor Excellent Good Good

Limited Overvoltage

Under Fault Condition

Poor Excellent Good Satisfactory

Protection Against

Potential Flash Over

to Ground

Poor Excellent Good Satisfactory

Equipment Protection

Against Are Fault

Damage

Poor Poor Good Excellent

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 38

Condition

or CharacteristicsUnground

Solidly

Grounded

Low

Resistance

High

Resistance

Safety to PersonnelPoor Satisfactory Good Excellent

Service PossibilityPoor Good Good Excellent

Maintenance CostPoor Good Good Excellent

Continued Production

After First Ground

Fault

Good Poor Poor Excellent

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 39

Condition

or CharacteristicsUnground

Solidly

Grounded

Low

Resistance

High

Resistance

Ease of Locating First

Ground Fault

Poor Satisfactory Good Excellent

Ground Fault Relay

Coordination

Not

Possible

Satisfactory Good Excellent

Ground Fault Protection

Easily Added

Poor Good Good Excellent

Reduction in Frequency

of Fault

Poor Satisfactory Good Excellent

Limited Ground fault

Current

Excellent Poor Satisfactory Excellent

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 40

ตารางท 5.1 เปรยบเทยบขอดขอเสยของการตอลงดนแบบตางๆ

Case Type A

Ungrounded

Type B

Effectively

Grounded

Type C

Reactance

Grounded

Type D

Resistance

Grounded

Type E

Resonance

Grounded

1) การฉนวนของ

อปกรณ

ตอง Fully Insulated ตา ตองเปนแบบ Partially

Graded

ตองเปนแบบ Partially

Graded

ตองเปนแบบ

Partially Graded

2) กระแสผดพรอง

ลงดน

มคาตา คาสงสดโดยทวไปไม

มากกวา

อยระหวาง 25%-50%

ของ Type B

มคาตา ละเลยได

3) ความปลอดภยจาก

Voltage Gradient

โดยทวไปด ให Gradient สงสดแต

โดยทวไปจะไมมปญหา

อะไร

ดกวา Type B ดกวา Type C คา Gradient นอย

ทสด

4) เสถยรภาพ ไมตองพจารณา มเสถยรภาพตากวาแบบ

อนแตทาใหดไดโดยการใช

CB ความไวสง

ดกวา Type B ดกวา Type B ไมมปญหาเมอเกด

Single Line to

Ground Fault

5.9 การเปรยบเทยบระบบการตอลงดนแบบตางๆ

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 41

ตารางท 5.1 ( ตอ ) เปรยบเทยบขอดขอเสย

ของการตอลงดนแบบตางๆCase Type A

Ungrounded

Type B

Effectively

Grounded

Type C

Reactance

Grounded

Type D

Resistance

Grounded

Type E

Resonance

Grounded

6) Arcing Ground มโอกาสเกดมาก มโอกาสนอย อาจมไดถา Reactance ม

คาสง

มโอกาสนอย มโอกาสนอย

7) เมอเกด

Localizing Fault

เกด Fault ทเฟสหนง ทา

ใหเกดแรงดนเกนทเฟส

อนๆไดในวงจร

เมอเกด Fault แลวทอน

ไมเกยวของ

เหมอน Type B ดกวา Type A ดกวา Type A

8) โอกาสเกด Double

Fault ( เกด Fault 2

ท )

มโอกาสเกดสงมาก มโอกาสเกดนอย โอกาสเกดนอยเวนแตวา

Reactance มากเกนไป

และฉนวนออนแอไป

เหมอน Type C มโอกาสเกดแตไมมาก

9) การปองกนฟาผา ตองใช Arrester ทไมได

ตอลงกราวน

ประสทธภาพสงสด ราคา

ตาสด

ถา Reactance มคาสง

ตองม Arrester ตอท

Neutral

ตองใช Arrester กบสาย

ทไมไดตอลงกราวนและ

จด Neutral ดวย

เหมอนกบ Type D

10) การเหนยวนา ปกตจะมคาตายกเวนใน

กรณ Double Fault

มคามากเนองจากกระแส

Fault สงแกโดยใช CB

ความไวสง

มคาตากวา Type B มคาตากวา Type B มคาตายกเวนกรณ

เกด Double Fault

หรอ Series

Resonant

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 42

ตารางท 5.1 ( ตอ ) เปรยบเทยบขอดขอเสย

ของการตอลงดนแบบตางๆCase Type A

Ungrounded

Type B

Effectively

Grounded

Type C

Reactance

Grounded

Type D

Resistance

Grounded

Type E

Resonance

Grounded

11) การรบกวนทาง

ความถคลนวทย

มคาตา นอยมาก มากกวา Type B มคาตากวา Type B อาจมมากถา Fault ม

คาตา

12) เมอเกด Fault

สายสามารถใชได

หรอไม

โดยทวไป Fault จะ

Clear ตวเองถาสายทตอ

อยมไมมากนก หากม

จานวนมากตองตดสวน

เกด Fault ออก

ตองตดสวนเกด Fault

ออกจากระบบ

เหมอน Type B เหมอน Type B ไมจาเปนตองตดวงจร

โดยทวไป Fault จะ

Clear ตวเอง

13) ความสามารถใน

การตอวงจรกบระบบ

อน

ไมสามารถตอกบระบบอน

ได

สามารถตอไดกบ Type C สามารถตอไดกบ Type B สามารถตอไดกบ Type

B และ Type C

ไมสามารถตอกบระบบ

อนได

14) การตง CB Ic ของ CB หาไดโดย

กาหนดจาก Fault 3 เฟส

โดยทวไปกาหนดโดย

Faultแบบ 3 เฟสแตบาง

กรณ SLG Fault อาจ

มากกวาได

เหมอน Type A เหมอน Type A เหมอน Type A

15) ราคาทงหมด สง ตาสด ปานกลาง ปานกลาง สง

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 43

รปท 5.8 วงจรททาการวเคราะห

Z0, Z1, Z2

Zf

A

B

C

5.10 การวเคราะหความผดพรองลงดน

กรณ Single Line to Ground Fault

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 44

รปท 5.9 วงจรสมมลสาหรบความผดพรองแบบเฟสเดยวลงดน

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 45

f3Z2Z1Z0ZfE

2I1I0I +++===

คากระแส Symmetrical Components

=

2I1I0I

2aa1

a2a1

111

cIbI

aI

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 46

กระแสผดพรองหาได

2I1I0I FI ++=

0I 3 =

f3Z2Z1Z0Zf3E

+++=

หา Sequence Voltage

−=

2I1I0I

2Z00

01Z0

000Z

0fE

0

2V1V0V

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 47

=

2V

1V

0V

2aa1

a2a1

111

cV

bV

aV

คาแรงดนระหวางเฟสถงดน

b V- a V abV =

c V- bV bcV =

a V- cV caV =

แรงดนระหวางเฟส

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 48

ตวอยางท 5.1 พจารณาระบบไฟฟากาลงม Single Line

Diagram ดงรป โดยมรายละเอยดดงนSCC = 5000 MVA X/R = 10

Z1 = Z2 = 0.1905 + j0.3229 ?/km

F1

2km.

F2

Z0 = 0.3817 + j1.5440 ?/km

transformer 40 MVA115 kV / 22 kV%U = 10 X/R = 10

5.11 ตวอยางการคานวณเกยว กบการตอลงดน

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 49

1. ใหคานวณหากระแส Three Phase Fault และ SLG ทระยะ

0 km และ 2 km

2. ถาใช Neutral Ground Resistor ( NGR ) เพอจากดกระแส

ใหไมเกน 1000 A กระแส SLG จะเปนเทาใด ทระยะ

0 km และ 2 km

กาหนดให Base Power = 100 MVA

Base Voltage = 115 kV และ 22 kV

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 50

วธทา

kA 0.50201153

100kV) (115bI =×

=

kA 2.6243223

100kV) (22bI =×

=

Ω=== 4.84100222

MVA2kV kV) (22bZ

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 51

p.u. 0.0667 1500100 SZ ==

1) ระบบไฟฟา

ดงนน 10 RX =∴

p.u. 0.0066 2

RX1

Z SR =+

=

p.u. 0.066 S10R SX ==

S2 X S1 X, S2R S1R ==

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 52

2) หมอแปลง

p.u. 0.25 401000.10 TZ =×=

ดงนน 6 RX =∴

p.u. 0.0411 2

RX1

TZ TR =

+=

p.u. 0.2466 T6R TX ==

T0 X T1 X, T0R T1R ==

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 53

3) Feeder ท 2 km

p.u. 0.1362 j0.0787 F1 XjF1R +=+

p.u. 0.6380 j0.1577 F0 XjF0R +=+

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 54

Impedance ( p.u. ) สวน Z0 Z1 Z2

1) ระบบไฟฟา - 0.0066 + j 0.066

0.0066 + j 0.066

2) หมอแปลไฟฟา 0.0411 + j 0.2466

0.0411 + j 0.2466

0.0411 + j 0.2466

Fault ท F1 0.0411 + j 0.2466

0.0477 + j 0.3126

0.0477 + j 0.3126

3) สายปอ 2km. 0.1577 + j 0.6380

0.0787 + j 0.1362

0.0787 + j 0.1362

Fault ท F2 0.1988 + j 0.8846

0.1264 + j 0.4488

0.1264 + j 0.4488

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 55

p.u. 0.3126 j0.0477 1Z : F1 ท +=

p.u. 0.8718 j0.1365 2Z1Z0Z +=++

p.u. 0.4488 j0.1246 1Z : F2 ท +=

p.u. 1.7822 j0.4516 2Z1Z0Z +=++

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 56

หากระแส Three Phase Fault ท 0 km. ( F1 )

p.u. 3.160.3126 j0.0477

1.01ZE

FI =+==

kA 8.28 2.623.16 =×=

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 57

หากระแส Three Phase Fault ท 2 km. ( F2 )

p.u. 2.145

0.4488 j0.1264

1.0

1ZE FI

=+=

=

kA 5.62

2.622.145

=

×=

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 58

หากระแส SLG ท 0 km. ( F1 )

p.u. 3.4

j0.87180.13651.03

2Z1Z0Z3E

FI

=+×=

++=

kA 8.9

2.623.4

=×=

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 59

หากระแส SLG ท 2 km. ( F2 )

p.u. 1.63

j1.78220.4516

1.03

2Z1Z0Z

3E FI

=+×=

++=

kA 4.27

2.621.63

=×=

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 60

2. ถาใช Neutral Ground Resistor ( NGR )

เพอจากด กระแสใหไมเกน 1000 A

RphE

I จาก =

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 61

Ω=

=

=∴

12.70

10003

22000

IphE

R

เมอคดเปน pu. จะได

p.u. 2.62

4.8412.70 puR

=

=

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 62

เมอตดตง NGR หาหระแส SLG ท 0 km ( F1 )

pu3R2Z1Z0Z3E

FI +++=

2.62)(30.8718) j(0.13651.03

×++×=

kA 0.98 2.620.373 =×=

p.u. 0.373 =

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 63

เมอตดตง NGR หาหระแส SLG ท 2 km ( F2 )

2.62)(31.7822) j(0.45161.03

pu3R2Z1Z0Z3E FI ×++

×=+++=

2.62)(31.7822) j(0.45161.03 ×++×=

p.u. 0.353 =kA 0.92 2.620.353 =×=

จะเหนไดวาสามารถกาหนดกระแส Fault สงสดได โดย

ตดตง NGR ระหวางจด Neutral และ Ground

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 64

ตวอยางท 5.2 คานวณกระแสผดพรองของระบบไฟฟา

ดงรปตอไปน

ระบบไฟฟาสาหรบตวอยางท 5.2

R

(2) (1)

3 phase fault

(L-G)

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 65

กาหนดให Short Circuit Capacity

= 2000 MVA , 115 kV

เกด 3 Φ Short Circuit

ทขว 22 kV ของหมอแปลง

หมอแปลง ขนาด 20 MVA , 115/22 kV

X1 = X2 = 10 % , X0 = 5 %

ไมคด R

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 66

วธทา

ระบบไฟฟา

200020

scMVAbaseMVA

2 X 1X ===

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 67

หมอแปลง

p.u. 0.10 j 2 X 1X ==

A525 223

20000 BaseI =×

=

p.u. 0.05 j 0X =

p.u. 0.11 j 0.10 j 0.01 j 2 X 1 XTotal =+==

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 68

3 Phase Fault

0.11 j1.0

1 XjE

3I ==φ

p.u. 9.09 =

kA 4.77 5259.09 =×=

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 69

Line to Ground Fault

j0.05j0.1121.03

0 Xj2 Xj1 Xj3E

1I +×

×=++=φ

pu 11.110.27 j3 ==

kA 5.83 52511.11 =×=

จะสงเกตเหนวา กระแส Line to Ground Fault

มากกวา กระแส 3 Phase Fault

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 70

ตวอยางท 5.3 จากตวอยางท 5.2

จงหาคา R ทตออยระหวาง

จด Neutral กบ Ground

เพอจากดกระแส SLG Fault

ไมใหเกน 400 A

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 71

วธทา

3R0 Xj2 Xj1 Xj3E

1I +++=φ

Line to Ground Fault

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 72

kV 12.703

22 p.u. 1.0E ===

31.75 40012700 R ดงนน Ω==

A400 1I =φ

เนองจาก R >> j X1 + j X2 + j X0

RE 3R

3E 1I ==φ

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 73

ตวอยางท 5.4 ตอความตานทานเขากบจดศนยโดยตรง

ดงรป

การตอลงดนผานความตานทานสง

R

GEN

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 74

กาหนดให

เครองกาเนดไฟฟามพกด 160 MVA , 18 kV

เมอ Capacitance to Ground เปนดงน

- Generator Winding 0.24 µF

- Generator Surge Capacitance 0.25 µF

- Generator to Transformer Leads 0.004 µF

- หมอแปลงกาลง ดานแรงตา 0.03 µF

- ดานแรงสงของหมอแปลง 0.004 µF

- ขดลวดแรงดนของหมอแปลง 0.0005 µF

รวม Capacitance to Ground 0.5285 µF

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 75

วธทา

Capacitance ของเครองกาเนดไฟฟา

)50)(0.52852(3.1416)(610 j fC2

610 j CX −=π−=

/phase 6023 j Ω−=

สาหรบ High Resistance Grounding จะได

/phase 6023 3R Ω=<

kV 18 at 2008 R Ω=

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 76

C X//3R

Ω−∠=−°−∠= o45 4259 j60236023)906023(6023 0Z

คา Positive-Sequence และ Negative-Sequence มคา

นอยมากตดทงได

o452.44 1000454259

318/0I2I1I ∠=×

°−∠===

สาหรบ Single Line to Ground Fault

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 77

o45 2.443 1I ∠×=φ

kV 18 at o45 7.32 ∠=o45 COS

1I RI ×φ

=

A5.18 =

1000200825.18 R I Ploss R

2 ×==

Rating Continuous kW 53.8 ==

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 78

ตวอยางท 5.5 ใชเครองกาเนดไฟฟาและหมอแปลงเดยว

กบตวอยางท 5.4 แตใชตอลงดนผาน Distribution Transformer

ขนาด 18 kV / 240 V ดงรป

ตอลงดนผาน Distribution Transformer

GEN

R

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 79

วธทา

218000

2402008R

×=

Ω= 0.36

A388.5 240180005.18 SI =×=

V139.9 0.36388.5 SV =×=

จากตวอยางท 5.4 จะได

19/10/58 ผศ. ประสทธ พทยพฒน 80

10000.36388.5 R I lossP 22 ×==

Distribution Transformer Rating

kW 54.3 =

3185.18 ×=

kVA 53.8 =

ทง Distribution Transformer และความตานทานสามารถ

ใชพกดชวงเวลาสนๆ ( Short Time Rating ) ได