( protective relays )eestaff.kku.ac.th/~sa-nguan/192424/05-protective_relay.pdf · withdrawable...
TRANSCRIPT
1 1
บทที่ 5 รีเลยป้์องกนั
( Protective Relays )
2
รปูท่ี 5.1 ส่วนประกอบของระบบป้องกนั
CT
CB TRIP COIL
aBATTERIES
RELAY
VT
5.1 บทน ำ
3
5.1 บทน ำ
• Protective Relays มีหน้ำท่ีตรวจสอบสภำวะของระบบไฟฟ้ำ โดยรบัสญัญำณจำก VT และ CT
• เม่ือค่ำสญัญำณเกินกว่ำ “ ค่ำท่ีปรบัตัง้” หน้ำสมัผสั(Contact) ปิด กระแสไหลผำ่นTrip Coil ของ CB CB จะเปิดวงจรเพ่ือแยกส่วนท่ีเกิดกำรผิดพรอ่งออกจำกระบบ
4
1) กำรตรวจวดัระดบั 2) กำรเปรียบเทียบขนำด
3) กำรเปรียบเทียบควำมแตกต่ำงกระแส
4) กำรเปรียบเทียบมมุเฟส
5) ไพลอทรีเลย ์
6) กำรตรวจจบัฮำรโ์มนิก
7) กำรตรวจจบัควำมถ่ี
5.2 กำรตรวจจบักำรเกิดกำรผิดพรอ่งของรีเลย ์
5
• ตรวจวดัระดบัปริมำณต่ำงๆ ของระบบไฟฟ้ำ กระแส หรอื แรงดนั
• ค่ำท่ีเร่ิมให้รีเลยท์ ำงำนเรียกว่ำ Pick up Value • เช่น Overcurrent Relay เม่ือกระแสท่ีไหลผำ่นมำกกว่ำค่ำ Pick Up จะท ำงำน
1) กำรตรวจวดัระดบั ( Level Detection)
6
2) กำรเปรียบเทียบขนำด (Magnitude Comparison) • เปรียบเทียบปริมำณใด ๆ 2 ค่ำ เช่น เปรียบเทียบกระแสในวงจรขนำน IA และ IB • ถ้ำกระแสมีค่ำต่ำงกนัเกินค่ำท่ีตัง้ไว้จะท ำงำน
รปูท่ี 4.2 รีเลยเ์ปรียบเทียบกระแสในวงจรขนำน
R
IA
IB
7
3) กำรเปรียบเทียบควำมแตกต่ำงของกระแส ( Differential Current Comparison )
•ให้กระแสผลต่ำง ( I1 - I2 ) ผำ่นเข้ำรีเลย ์เมื่อกระแสผลต่ำงมำกกว่ำ Pick Up รีเลยจ์ะท ำงำน
R
I'1
I'2
I1
I2
(I1 - I
2)
I1
I2
รปูท่ี 4.3 กำรเปรียบเทียบกระแสผลต่ำง
8
• มีควำมไวสงู • ใช้ป้องกนัอปุกรณ์ในระบบ เช่น เครือ่งก ำเนิดไฟฟ้ำ (87 G)
มอเตอร ์ (87 M) บสั (87 B) หม้อแปลงไฟฟ้ำ (87 T)
9
4) กำรเปรียบเทียบมมุเฟส (Phase Angle Comparison) • เปรียบเทียบมมุเฟสของปริมำณ 2 ปริมำณ • โดยทัว่ไปปริมำณหน่ึงจะเป็นกระแส และมีปริมำณอ้ำงอิงเป็นแรงดนั
รปูท่ี 4.4 กำรเปรียบเทียบมมุเฟส
R
IF
ILOAD
IF
ILOAD
R
V
IF
ILOAD
IF
ILOAD
V
10
5) ไพลอทรีเลย ์(Pilot Relaying)
• อำศยัสญัญำณจำกรีเลยท่ี์อยู่สถำนีไฟฟ้ำย่อยอ่ืน โดยสญัญำณ จะถกูส่งผำ่น Pilot Channels
Pilot Channels 1) Power Line Carrier ( PLC ) 2) คลื่นไมโครเวฟ ( Microwave ) 3) เส้นใยแก้วน ำแสง ( Fiber Optic ) 4) สำยโทรศพัท์ ( Telephone Wire )
11
6) กำรตรวจจบัฮำรโ์มนิค (Harmonic Content)
• รีเลยบ์ำงชนิดมี Filter เพ่ือตรวจจบัฮำรโ์มนิค • เม่ือพบว่ำมีฮำรโ์มนิคบำง Order จะส่งสญัญำณป้องกนัไม่ให้รีเลยท์ ำงำน (Harmonic Restraint)
12
7) กำรตรวจจบัควำมถี่ (Frequency Sensing)
• ระบบไฟฟ้ำก ำลงัปกติจะมีควำมถ่ี 50 หรอื 60 Hz • เหตกุำรณ์ผิดปกติอำจท ำให้ควำมถ่ีสงูขึน้หรอืต ำ่ลง • ใช้ค่ำควำมถ่ีท่ีเปล่ียนแปลงน้ีไปกระตุ้นให้รีเลย์ท ำงำน
13
แบง่ตำมหลกักำรท ำงำนได้ 3 ชนิด
(1) Electromechanical Relay
(2) Solid State Relay
(3) Digital Relay
5.3 ชนิดของรีเลยป้์องกนั
14
• ใช้กระแสไฟฟ้ำ สรำ้งแรงดึงดดูหรอืแรงบิด
แบง่เป็น 2 กลุ่ม
1) รีเลยแ์บบอำศยัแรงดดูแม่เหลก็ไฟฟ้ำ
( Electromagnetic Attraction )
2) รีเลยแ์บบอำศยักำรเหน่ียวน ำแม่เหลก็ไฟฟ้ำ
( Electromagnetic Induction )
5.4 Electromechanical Relay
15
สมกำร
F = K1I2 - K2
โดยท่ี
F = แรงสทุธิ
I = กระแส
K1 = ค่ำคงท่ี
K2 = แรงเหน่ียวรัง้ของสปริง
(1) รีเลยแ์บบอำศยัแรงดดูแม่เหลก็ไฟฟ้ำ
16
รีเลยแ์บบอำศยัแรงดดูแม่เหลก็ไฟฟ้ำ
แบง่ได้เป็น 2 พวก
1. Plunger Relay
2. Hinged Armature ( Clapper ) Relay
1
K2
K I
02
K2I1
K
Current upPick
17
รปูท่ี 4.5 Plunger Relay
Coil
Fixed Iron Core
Moving Iron Core
Contact
Gravity
I
18
Contact
Fixed Iron Core
Moving Iron Core
Fulcrum
Contact
Coil
SpringI
รปูท่ี 4.6 Hinged Armature Relay
19
• ท ำงำนอำศยัหลกักำรเดียวกบั Induction Motor
• ตวัหมุน (Rotor) อำจเป็น Disc หรือ Cup
• ท ำด้วยสำรท่ีไม่ใช่แม่เหลก็ (Non-magnetic Material )
เช่น อะลูมิเนียมหรอืทองแดง
(2) รีเลยแ์บบอำศยักำรเหน่ียวน ำแม่เหลก็ไฟฟ้ำ
20
รปูท่ี 4.7 แรงบิดท่ีเกิดจำกปฏิกริยำระหว่ำงสนำม
แม่เหลก็ไฟฟ้ำและ Eddy Current
21
สมมติุว่ำ Flux 1 และ 2 ซ่ึงมีมมุต่ำงกนั
t)( Sin 21
)t( Sin 22
t)( Cos 1
dt
d
1i
1
)t( Cos 2
dt
d
2i
2
22
แรงทัง้ 2 ท่ีเกิดขึน้มีทิศตรงกนัข้ำมกนัจะได้แรงลพัธ ์
2I
11i
1
1F
2FF
แทนค่ำจะได้
)]t( Cos t)( Sin - t)( Cos)t( [Sin 2
1
F
Sin ( )1 2
23
ถ้ำคิดเป็นแรงบิดจะได้
)Sin(21
T
)Sin(21
K
และถ้ำ Flux 1 และ 2 เกิดจำกกระแส I1 และ I2 อำจเขียนสมกำรใหม่ได้เป็น
2K )Sin(
2I
1IK T
24
โดยท่ี T = แรงบิด K = ค่ำคงท่ี K2 = แรงบิดเหน่ียวรัง้ I1 , I2 = กระแสท่ีไหลผำ่นขดลวด
2K )Sin(
2I
1IK T
25
Typical induction pattern
overcurrent element
Withdrawable features of relay case
to simplify testing and maintenance
26
- มีกำรพฒันำสำรก่ึงตวัน ำ และอปุกรณ์ท่ีเก่ียวข้องอ่ืนๆ มำใช้ท ำรีเลยป้์องกนั - เรียกว่ำ Solid State Relays หรือ Static Relays - ท ำงำนและลกัษณะสมบติัทุกอย่ำงเหมือนรีเลยไ์ฟฟ้ำกล - ใช้ Discrete Components หรือ Integrated Circuits ( IC ) - รุน่แรกๆ พบปัญหำ เช่น อณุหภมิู ควำมช้ืน แรงดนัเกิน กระแสเกินมำกๆ
5.5 Solid State Relay ( Static Relay )
27
- กำรพฒันำอย่ำงต่อเน่ือง สำมำรถแก้ปัญหำดงักล่ำวได้
- Static Relays ต้องกำร Independent Power Supplies
- ลกัษณะสมบติั Adjustable Logic Elements ผิดกบัลกัษณะ Fixed ของรีเลยไ์ฟฟ้ำกล
28
ตวัอย่ำงวงจรอิเลค็ทรอนิคส ์ของรีเลยก์ระแสเกินแบบ Static
Time
Delay
I
B
e2
e1
R - C
er
A e0
+
-1 2
3 4
1
2
3
4
29
จำกรปู - กระแส I ผำ่น R เข้ำ Full Wave Rectified - เข้ำสู่วงจรกรองคลื่นแบบ R-C - เข้ำวงจรขยำยผลรวม (Summing Amplifier- A) - อีกสญัญำณของ A เป็นค่ำอ้ำงอิง ซ่ึงปรบัค่ำได้ (er) - เม่ือสญัญำณเข้ำเกินค่ำอ้ำงอิงจะเข้ำ Time Delay และให้สญัญำณออกต่อไป
30
Microprocessor based, Three Phase and Earth Fault Static
Overcurrent Relay Type MCGG
31
- มีกำรพฒันำ Microprocessor ซ่ึงใช้ใน Digital Computer มำใช้กบัรีเลย ์
- สำมำรถท ำงำนเป็นรีเลยป้์องกนัได้ เรียกว่ำ Computer Relays หรอื Digital Relay หรอื Numerical Relay
5.6 Digital Relay
32
รปูท่ี 5.14 แผนภำพ Digital Relay
33
34
ส่วนประกอบท่ีส ำคญัของ Digital Relay 1) Isolation Transformer
2) Anti - Alias Filter
3) Sample and Hold
4) Multiplexer ( MUX )
5) Analog to Digital Converter ( ADC )
6) Microprocessor
7) Memory Unit
8) Keyboard and Display
9) Data Communication Hardware
35
1) Isolation Transformer
- จะได้รบัค่ำแรงดนัจำก VT ในช่วง100-120V
หรือได้รบัค่ำกระแสจำก CT 1 หรือ 5 A
- แปลงค่ำแรงดนั หรือกระแสให้มีค่ำเลก็ลง
เพื่อให้สำมำรถใช้กบัวงจร Electronic ได้
- แยกวงจรไฟฟ้ำ VT หรือ CT
ออกจำกระบบไฟฟ้ำของรีเลยโ์ดยเดด็ขำด
36
2. Anti-Alias Filter
- กรองสญัญำณรบกวน (Noise) ออกจำกสญัญำณท่ีต้องกำร
- มีทัง้เป็นแบบ Analog และแบบ Digital
- อตัรำกำรสุ่มสญัญำณ (Sampling) จะต้องไม่น้อยกว่ำ 2 เท่ำของควำมถ่ีสญัญำณท่ีถกูสุ่ม
37
38
3. Sample and Hold
สวิตชจ์ะถกูควบคมุโดย Microprocessor แบง่ได้เป็น 2 Mode ดงัน้ี
Switch Mode สวิตชจ์ะปิดวงจรสญัญำณ Input ท่ีเข้ำมำจะถกูขยำยโดย Amplifier เป็นสญัญำณแรงดนัคร่อมตวัเกบ็ประจ ุ
Hold Mode สวิตชจ์ะเปิดวงจร แต่ยงัมีแรงดนัตกคร่อมตวัเกบ็ประจ ุ ซ่ึงค่อนข้ำงคงท่ี เพ่ือให้เวลำแก่ ADC ในกำรท ำงำนซ่ึงใช้เวลำประมำณ 25 us
39
รปูท่ี 5.15 วงจรอย่ำงง่ำยของ Sample and Hold
To ADCInput Analog Signal
Control By Microprocessor
40
41
4. Multiplexer ( MUX)
• Multiplex (MUX) เป็นตวัเลือกและเรียงล ำดบัสญัญำณ
• ตวัแปลงสญัญำณ Analog เป็น Digital (ADC) มีรำคำแพงจึงใช้ ADC เพียงตวัเดียว เพื่อลดต้นทุน
• สญัญำณเข้ำมีหลำยสญัญำณจึงต้องใช้ MUX เป็นตวัเลือกและเรียงล ำดบัสญัญำณก่อนเข้ำสู่ ADC
42
5. Analog to Digital Converter ( ADC )
ท ำหน้ำท่ีแปลงสญัญำณ Analog ท่ีได้จำก MUX ให้เป็นสญัญำณ Digital แล้วส่งเข้ำสู่ Microprocessor
43
6. Microprocessor
- เป็นศนูยก์ลำงในกำรท ำงำน
- ค ำนวณ เปรียบเทียบ และส่งข้อมลูเข้ำสู่ระบบ แสดงผล , ระบบหน่วยควำมจ ำ หรือสัง่ Trip CB
- กำรท ำงำนขึน้อยู่กบั Software ( Algorithm )
44
ต้องพิจำรณำ Software
- Programming Language
- Computation Algorithm
- Data Communication Algorithm
- Unauthorized Access Prevention and Security Operation
45
- RAM (Random Access Memory) บนัทึก Input Sample Data ก่อนและหลงักำรเกิด Fault แต่
Data จะหำยไปเมื่อไฟดบั
- ROM (Read Only Memory) เกบ็ข้อมูลแบบถำวร แบง่เป็น PROM (Programmable Read Only Memory ) EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) ใช้
มำกท่ีสดุเพรำะ User Programmable
- EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory) หรือ Flash Memory สำมำรถเปล่ียนแปลงข้อมูลโดยผูใ้ช้ เมื่อ Set แล้วมนัจะคงอยู่แม้ไฟดบั
7. หน่วยควำมจ ำ ( Memory Unit )
46
8. ส่วนป้อนข้อมลูและแสดงผล
( Keyboard and Display )
- รบัข้อมลูทำงแป้นพิมพ ์
- แสดงผลออกมำทำงหน้ำจอ
47
9. Data Communication Hardware สำยส่งระบบส่ือสำรท่ีใช้มำกท่ีสดุคือ RS 232 และ RS 485
- RS 232 ใช้กบั Series Port ควำมเรว็น้อยกว่ำ 10 kbits/sec ระยะทำงกำรใช้งำนค่อนข้ำงสัน้
- RS 485 ใช้กบั Parallel Port ควำมเรว็ในกำรส่ง 10 Mbits/sec ระยะทำงไปได้ไกล สำมำรถต่อกนัได้ถึง 32 Devices
48 Digital Relays
49
แบง่ได้เป็น 3 แบบคือ 1. Series Sealing 2. Shunt Reinforcing 3. Shunt Reinforcement With Sealing
5.7 วงจรทริพของรีเลย ์(Relay Tripping Circuit)
50
รปูท่ี 4.16 วงจร Trip ของรีเลย ์
TC+
PR
-
52A
TC+
PR
-
52A
TC+
PR
-
52A
ก.แบบ Siries Sealing
ข.แบบ Shunt Reainforcing
ค.แบบ ShuntReinforcing With series Sealing
5.7 วงจรทริพของรีเลย ์( Relay Tripping Circuit )
51
รปูท่ี 5.17 กำรควบคมุดแูลวงจรทริพ
TC+
PR
-
52a
Lamp
TC+
PR
-
52a
Lamp
52b
ก. การควบคมุดแูล ขณะที ่Circuit Breaker ปิดอยู่
ข. การควบคมุดแูล ขณะที ่Circuit Breaker ปิด หรอื เปิดอยู่
ค. การควบคมุดแูล ขณะที ่Circuit Breaker ปิด หรอื เปิดอยโดยมสีญัญาณเตอืนภัยระยะไกล
B
TC+
PR
-
52a
C -
Alarm
A
5.8 กำรควบคมุดแูลวงจรทริพ (Supervision of Trip Circuit)
52
- มำตรฐำน ANSI ของสหรฐัอเมริกำ ก ำหนดสญัลกัษณ์รีเลยเ์ป็นตวัเลข เรียกว่ำ Device Number
- มำตรฐำน IEC ของยโุรป ก ำหนดสญัลกัษณ์รีเลยเ์ป็นตวัอกัษรและรปูภำพ
5.9 สญัลกัษณ์ของรีเลย ์
53
DEVICE NUMBERS
Device Definition and function Device Definition and function
Number Number
1. Master Element 27. Undervoltage Relay
2. Time-Delay Starting or Closing Relay 28. Flame Detector
3. Checking or Interlocking Relay 29. Isolating Contactor
4. Master Contactor 30. Annunciator Relay
5. Stopping Device 31. Separate Excitation Device
6. Starting Circuit Breaker 32. Directional Power Relay
7. Anode Circuit Breaker 33. Position Switch
8. Control Power Disconnecting Device 34. Master Sequence Device
9. Reversing Device 35. Brush-Operating or Slip-Ring Short-
10. Unit Sequence Switch Circuiting Device
11. Reserved For Future Application 36. Polarity or Polarizing Voltage Device
12. Over-Speed Device 37. Undercurrent or Underpower Relay
13. Synchronous-Speed Device 38. Bearing Protective Device
14. Under-Speed Device 39. Mechanical Condition Monitor
15. Speed or Frequency Matching Device 40. Field Relay
16. Reserved For Future Application 41. Field Circuit Breaker
17. Shunting or Discharge Switch 42. Running Circuit Breaker
18. Accelerating or Decelerating Device 43. Manual Transfer or Selector Device
19. Starting-to-Running Transition 44. Unit Sequence Starting Relay
20. Electrically Operated Valve 45. Atmospheric Condition Monitor
21. Distance Relay 46. Reverse-Phase or Phase-Balance
22. Equalizer Circuit Breaker Current Relay
23. Temperature Control Device 47. Phase-Sequence Voltage Relay
24. Reserved For Future Application 48. Incomplete Sequence Relay
25. Synchronizing or Synchronism-Check 49. Machine or Transformer Thermal
Device Relay
26. Apparatus Thermal Device
54
Device Definition and function Device Definition and function
Number Number
50. Instantaneous Overcurrent or Rate- 78. Phase-Angle Measuring or Out-of-
of-Rise Relay Step Protective Relay
51. AC Time Overcurrent Relay 79. AC Reclosing Relay
52. AC Circuit Breaker 80. Flow Switch
53. Exciter or DC Generator Relay 81. Frequency Relay
54. Reserved For Future Application 82. DC Reclosing Relay
55. Power Factor Relay 83. Automatic Selective Control or
56. Field Application Relay Transfer Relay
57. Short-Circuiting or Grounding Device 84. Operating Mechanism
58. Rectification Failure Relay 85. Carrier or Pilot-Wire Receiver Relay
59. Overvoltage Relay 86. Lockout-out Relay
60. Voltage or Current Balance Relay 87. Differential Protective Relay
61. Reserved For Future Application 88. Auxiliary Motor or Motor Generator
62. Time-Delay Stopping or Opening 89. Line Switch
Relay 90. Regulating Delay
63. Pressure Switch 91. Voltage Directional Relay
64. Ground Protective Relay 92. Voltage and Power Directional Relay
65. Governor 93. Field-Changing Contactor
66. Notching or Jogging Device 94. Tripping or Trip-Free Relay
67. AC Directional Overcurrent Relay
68. Blocking Relay
69. Permissive Control Device
70. Rheostat
71. Level Switch
72. DC Circuit Breaker
73. Load-Resistor Contactor
74. Alarm Relay
75. Position Changing Mechanism
76. DC Overcurrent Relay
77. Pulse Transmitter
55
56
5.10 รีเลยท่ี์นิยมใช้
Relay ท่ีนิยมใช้กนัมำกคือ
1) Overcurrent Relay (50, 51 , 51V)
2) Ground Fault Relay (50N ,51N, 50G)
3) Directional Relay (67, 67N , 32)
4) Distance Relay (21)
5) Differential Relay (87)
57
Relay ท่ีนิยมใช้ ( ต่อ )
6 ) Phase Balance Current Relay (46)
7 ) Synchronism Check Relay (25)
8 ) Voltage Relay (27, 59 , 60)
9 ) Phase Sequence Voltage Relay (47)
10 ) Frequency Relay (81)
11 ) Thermal Relay (49)
12 ) Gas Relay (63)
58
1. รีเลยก์ระแสเกิน ( Overcurrent Relay )
[ 50 , 51 , 50/51 , 51V ] - เป็นรีเลยท่ี์ใช้แพรห่ลำยมำกท่ีสดุ
- ใช้ป้องกนักระแสเกินท่ีเกิดจำกกำรลดัวงจร มี 2 แบบ
1) Instantaneous Overcurrent Relay ( 50 )
ท ำงำนทนัที
2) Time Delay Overcurrent Relay ( 51 )
ท ำงำนโดยมีกำรหน่วงเวลำ
59
- รีเลยแ์บบ Time Delay
กระแสมำก ท ำงำนเรว็ กระแสน้อย ท ำงำนช้ำ
ดงันัน้จึงเรียกว่ำ Inverse Time
- ระดบัควำมโค้งของกรำฟมีหลำยแบบ เช่น
Standard Inverse, Very Inverse, Extremely Inverse
- นอกจำกน้ียงัมีแบบ Definite Time
- ค่ำ Setting ท่ีส ำคญัได้แก่
Plug Setting Multiplier ( PSM )
Time Multiplier Setting ( TMS )
60
รปูท่ี 5.18 ลกัษณะสมบติัเวลำ-กระแสของ Overcurrent Relay
61
รีเลยก์ระแสเกินท่ีใช้แรงดนัเป็นตวัควบคมุหรอืตวัหน่วง (Voltage-Controlled and Voltage-Restrained Overcurrent Relay, 51V)
เกิดลดัวงจร (Short Circuit) แรงดนัจะตกอย่ำงรวดเรว็
เรียกว่ำ Voltage Dip
ภำวะโหลดเกิน ( Overload ) แรงดนัจะตกลงอย่ำงช้ำๆ
- รีเลย ์51 V สำมำรถแยกแยะ Overcurrent ว่ำเป็น
Short Circuit หรือ Overload
- ใช้ป้องกนัเคร่ืองก ำเนิดไฟฟ้ำ เป็น Back up Protection
62
2. รีเลยป้์องกนักระแสผิดพร่องลงดิน
(Ground Fault Relay) มี 3 แบบ คือ
(1) Residually Connected Ground Relay
[ 50N , 51N , 50/51N ]
(2) Zero Sequence Ground Relay
[ 50GS , 51GS ]
(3) Neutral Ground Relay [ 51G ]
63
รปูท่ี 5.20 กำรป้องกนักระแสลงดิน
O/C O/C O/CE/F
A
C
B
O/C O/CE/F
B
N
C
A
O/C
IA
IB
IC
IN
(1) Residually Connected Ground Relay
[ 50N , 51N , 50/51N ]
64
(2) Zero Sequence Ground Relay
[ 50 GS , 51 GS ]
- ใช้หม้อแปลงกระแสแบบ Window ล้อมรอบสำยเฟสทัง้สำม
รปูท่ี 5.21 Zero Sequence Ground Relay
50 G
65
(3) Neutral Ground Relay [ 51G ] - ขณะเกิดกระแสผิดพร่องลงดิน กระแสผิดพร่องจะไหลกลบัไปท่ีจดุ
Neutral ของหม้อแปลง หรือเคร่ืองก ำเนิดไฟฟ้ำ
50 G
รปูท่ี 5.22 Neutral Ground Relay
66
3. รีเลยก์ระแสเกินแบบมีทิศทำง
(Directional Overcurrent Relay) [ 67 ]
- ใช้กบัวงจรท่ีมีแหล่งจ่ำยไฟหลำยแหล่ง หรือท่ีมีวงจรเป็น Loop
- เมื่อเกิดผิดพร่องขึน้ กระแสผิดพร่องไหลได้ 2 ทำง
- ก ำหนดปริมำณอ้ำงอิง (Reference or Polarized Source)
- รีเลยจ์ะท ำงำนในบริเวณ Positive Torque
เส้นไวสดุ Maximum Torque Line
หรือ Maximum Torque Angle ( MTA )
67
Positive Torque
Negative Torque
Minimum Pickup Current
Position Of OperatingCurrentMaximum Torque
OperatingCurrent
Angle Of MaximunTorque Operizing Voltage or
Current
รปูท่ี 5.23 ลกัษณะสมบติัรีเลยก์ระแสเกินแบบมีทิศทำง
68
รปูท่ี 5.24 รีเลยป้์องกนักระแสผิดพร่องลงดินแบบมีทิศทำง
87 G
Polarizing Input
Operating Current
AUX CT
87 G
Polarizing Input
Operating Current
AUX CT
AUX CT
รีเลยป้์องกนักระแสผิดพร่องลงดินแบบมีทิศทำง
(Directional Ground Relay ) [ 67N ]
69 รปูท่ี 5.25 รีเลยก์ ำลงัแบบมีทิศทำง
32
GENTrip Direction
Line to Ground Fault
Utility System Industrial System
Trip
รีเลยก์ ำลงัแบบมีทิศทำง ( Directional Power Relay ) [ 32 ]
- ตรวจจบัทิศทำงกำรไหลของก ำลงัไฟฟ้ำ - ระบบไฟฟ้ำของสถำนประกอบกำรท่ีมีเคร่ืองก ำเนิดไฟฟ้ำ ต่อขนำนเข้ำกบัระบบของกำรไฟฟ้ำ
70
4. รีเลยร์ะยะทำง ( Distance Relay ) [ 21 ]
- รีเลยส์ ำหรบัป้องกนัสำยส่ง (Transmission Line) - Impedance ของสำยส่งเป็นสดัส่วนกบั Distance - รีเลยแ์บบน้ีจึงเรียกว่ำ Distance Relay - วดัค่ำ Impedance ท่ี จดุติดตัง้รีเลย ์ - อำจวดัค่ำ Reactance หรือ Admittance กไ็ด้ - ลกัษณะสมบติักำรท ำงำนของรีเลยแ์สดงด้วย R-X Diagram
71
รปูท่ี 5.26 รีเลยร์ะยะทำง
X
R
Reactance Relay
X
R
Mho Relay
X
R
Impedance RelayX
R
Quadrilateral Relay
X
R
Lenticular Relay
72
5. รีเลยผ์ลต่ำง ( Differential Relay ) [ 87 ]
- เป็น Relay ท่ีมีควำมไวมำกท่ีสดุ
- ใช้ป้องกนักำรผิดพร่องภำยใน (Internal Fault)
ของมอเตอร ์ เครื่องก ำเนิดไฟฟ้ำ หม้อแปลงไฟฟ้ำ
- เปรียบเทียบกระแสจำกCT 2 ตวัของเฟสเดียวกนั
ถ้ำกระแสผลต่ำงมำกกว่ำค่ำ Pick Up Relay จะท ำงำน
73 รปูท่ี 5.28 Overcurrent Differential Relay
To TripCircuit
Overcurrent Relay
Operating winding
Three Phase AC Machine
Current Transformer
Overcurrent Differential Relay
- เป็นชนิดท่ีง่ำย
74
Percentage Differential Relay
- มีขดลวด 2 ชุด
Operating Coil
Restraining Coil
- กระแสท่ีผำ่น Operating Coil
I0 = I2 - I1
- กระแสท่ีผำ่น Restraining Coil
2
2I
1I
ค่าเฉลี่ย
75
Operating ZoneOperateCurrent
I0 = I
2 - I
1
Restraint Current I2 + I
1
2
- แก้ปัญหำ
CT คณุสมบติัไม่เหมือนกนั
CT Saturation
รปูท่ี 5.30 ลกัษณะสมบติั Fixed Percentage Relay
76
รปูท่ี 5.31 ลกัษณะสมบติั Variable Percentage Relay
Operating ZoneOperateCurrent
I0 = I
2 - I
1
Restraint Current I2 + I
1
2
NonoperatingZone
77
6. รีเลยก์ระแสสมดลุ
( Phase Balance Current Relay ) [ 46 ]
- ตรวจจบักระแสไม่สมดลุ
- กระแสไม่สมดลุเกิด Negative Sequence Current
- กำรป้องกนัใช้
Negative Sequence Relay ( 46 )
78
รปูท่ี 5.32 รีเลยซิ์งโครไนซ ์
G
25
VT
VT
To Load
Diatribution Bus
Synchronizing Relay
Generator Breakerto be Closed
7. รีเลยซิ์งโครไนซ์ (Synchronism Check andSynchronizing Relay ) [ 25 ]
- ต่อขนำนวงจรไฟฟ้ำต้องตรวจสอบควำมถ่ี, แรงดนั, มมุเฟสของแรงดนั
- ใช้ในระบบท่ีจะน ำมำขนำนกนัอย่ำงอตัโนมติั
79
8. รีเลยแ์รงดนั (Voltage Relay) - แรงดนัเกิน
Overvoltage Relay [ 59 ]
- แรงดนัต ำ่
Undervoltage Relay [ 27 ]
- Voltage Balance Relay [ 60 ]
- Negative Sequence Voltage Relay
80
9. Phase Sequence Voltage or Reverse Phase Voltage Relay [ 47 ] - ป้องกนักำรกลบั Phase ของระบบไฟฟ้ำ - เพ่ือป้องกนัไม่ให้มอเตอรห์มุนกลบัทำง ซ่ึงอำจท ำควำมเสียหำยต่อเครือ่งจกัร
81
10. รีเลยค์วำมถี่ ( Frequency Relay ) [ 81 ]
- ตรวจจบัควำมถ่ีของระบบไฟฟ้ำ หรืออตัรำกำรเปล่ียนแปลงควำมถ่ี
- ถ้ำพบว่ำควำมถ่ีต ำ่กว่ำค่ำท่ีตัง้ไว้รีเลยจ์ะท ำงำน
- นิยมใช้ในกำรท ำ Load Shedding
82
11. รีเลยค์วำมร้อน ( Thermal Relay ) [ 49 ] - ใช้ป้องกนัอปุกรณ์ในระบบดงัน้ี
Motor
Generator
Transformer
- มี 2 ชนิด
(1) Replica Type Temperature Relay
(2) Temperature Relay
83
1. Replica Type Temperature Relay - ท ำงำนด้วยควำมรอ้นท่ีเกิดจำกกระแส - แบบ Bimetal - ใช้กบั Motor ขนำดเลก็
2. Temperature Relay - ท ำงำนร่วมกบั Temperature Instrument , Thermal Detector, Thermal Couple - ใช้ป้องกนัขดลวดของเครื่องก ำเนิดไฟฟ้ำ, มอเตอร ์หม้อแปลง
84
12. รีเลยค์วำมดนั ( Pressure Relay ) [63]
- ตรวจจบัอตัรำกำรเพ่ิมกำ๊ซ กำรสะสมของกำ๊ซ เช่น ในหม้อแปลงฉนวนน ้ำมนั - ใช้ในกำรป้องกนัหม้อแปลงเป็นหลกั
สวสัด ี