low voltage distribution - sqdgroups.com · 3.13 testing of lv ... 7.5 circuit breakers . 3 ... -...
TRANSCRIPT
1
Low Voltage Distribution
1) General
1..1 บทนา
1.2 Main Distribution
1.3 Design and Construction
1.4 Degree of Protection
1.5 Incoming and Outgoing Units
1.6 Multi – box Type LV Assemblies
2) Requirements
2.1 บทนา
2.2 Service Conditions
3) Design and Construction
3.1 Mechanical Design
3.2 Clearances , Creepage Distances and Insulating Distances
3.3 Terminals for External Conductors
3.4 Enclosure and Degree of Protection
3.5 Temperature Rise
3.6 Protection Against Electric Shock
3.7 Requirement Related to Accessibility
3.8 Short – Circuit Protection
3.9 Arcing Inside an LV Assembly
3.10 Coordination
3.11 Switching Device and Components Installed
3.12 Electrical
3.13 Testing of LV Assembly
2
4) Sizing Factors
4.1 Different Type of Loads
4.2 Motor Load
4.3 Distribution Transformers
4.4 Furnaces
4.5 Power Electronics for Adjusted Drives
4.6 Lighting
4.7 Capacitor Banks
5) Environmental Aspects
5.1 General
5.2 Which Gas
5.3 Special Service Conditions
6) Plant Design
6.1 Introduction
6.2 Voltage Levels
6.3 Short – circuit Level
6.4 Diversity Factor
6.5 Type of Distribution System
6.6 Connection to LV Assembly
6.7 Disconnection for Work Purposes
6.8 Earthing for Work Purposes
7) Apparatus and Combination of Apparatus
7.1 Disconnectors
7.2 Switches
7.3 Fuses
7.4 Contactors
7.5 Circuit Breakers
3
7.6 Motor Starters
8) Selection of Short – Circuit Protective Devices
8.1 Introduction
8.2 Cascade Connection
8.3 Breaking Capacity
8.4 Thermal Trip Conditions
8.5 Let – through
8.6 Condition Monitoring
8.7 Dependable Disconnection
8.8 Comparison of Fuses and CBs
9) Selection of Overload Protection
9.1 Introduction
9.2 Different Types of O/L Protective Devices
10) Microprocessor - based Control
11) Sizing of Devices and Cables
12) Project Planning
12.1 Planning Steps
12.2 Planning Tools
13) Information to be Provided on An LV Assembly Documentation
13.1 Catalogues
13.2 Test Reports
13.3 Instructions and Manuals
13.4 Customer Documentation
4
LV Distribution
1 ( General )
1.1 บทนา
- ในระบบจายไปแรงดนตาของโรงงานอตสาหกรรม โหลดประกอบดวย มอเตอร
และอปกรณไฟฟาของกระบวนการผลต
- โรงงานอตสาหกรรมขนาดใหญม Substation ของตนเอง ซงจายไฟดวย MV
- แตละสวนจะม Incoming MV Switchgear and Controlgear ซงจายไฟใหหมอแปลง
พกดถง 3.15 MVA
- แรงดนตาทใชกนคอ 400V , 500V และ 690V
- หมอแปลงสวนมากจะตดตงใกล LV Switchgear and Controlgear Assembly อยใน
หองไฟฟาซงเขาไดโดยชางเทานน
- LV Assembly ประกอบดวย Main Distribution และ Sub – distribution
- Main Distribution LV Assembly จะตดตงไวในหองไฟฟา และ Sub – distribution
LV Assembly สามารถตดตงไวใกลอปกรณของกระบวนการผลตได
- Main Incoming Unit โดยทวไปคอ ตบรรจ CB
CB ตองมขนาดพกดทสามารถตดกระแสลดวงจรสงสด ( Maximum Short – circuit
Current ) และนากระแสพกดโหลดอยางตอเนองได
CB ตองม Short - circuit Protective Device ( SCPD ) และม Overload Protection
- Rated Short Time Withstand Current ของ LV Assembly อยระหวาง 20 kA – 100
kA เปนเวลา 1s
- กระแสพกดของ LV Assembly 800A – 6000A
- แรงดนพกด LV Assembly 1000 VAC
6
1.2 Main Distribution - Load Center , LC
- ใน LV Assembly CB จะตอโดยตรงเขาทางดาน Secondary ของหมอแปลง แลว
จายไฟให Main Busbar ซงตอไปยง Outgoing Units
- Outgoing Units จะตอเขากบ Main Busbar เพอจายไฟใหกบ
a) Sub – distribution
b) Resistive Loads
c) Motors
d) Other Types of Loads
- Sub – distribution คอ
a) LV Assemblies ทม Outgoing Units สาหรบโหลดมอเตอร เชน Motor
Control Center , MCC
b) LV Assemblies ทม Outgoing Units สาหรบ Distribution
c) Multibox – type LV Assemblies ซงม Outgoing Units สาหรบ Lighting
Panels , Fan Motors , Ventilation Equipment , Heating Equipment , Pump
Motors , etc
- ตวอยางของ Outgoing Units
• Switch Fuses
• CBs
• MCCBs
• Disconnectors
• Distribution Boards
• Motor Starters
• Soft Starters
1.3 Design and Construction
7
- LV Assembly ออกแบบในรปของ Cubicles ซงเปนชนดตงกบพน ( Floor – standing
) ประกอบดวย Modularised Incoming และ Outgoing Units
- มชองแยกตางหาก ( Separate Compartment ) สาหรบใส Busbars , Functional Units
- Cubicles สวนมากทาดวยแผนเหลกกลา ( Sheet Steel ) หนา 1.50 -2.50 mm. ผาน
กรรมวธกนสนมและทาส ขนาดทใชกนมาก
กวาง 600 - 1200 mm
ลก 300 - 800 mm
สง 1800 - 2300 mm
- Cable Compartment
โดยทวไป แยกจาก Functional Units และ Busbar Compartment มประตของมนเอง
- Busbars
Busbars ทาดวย Copper
หรอ Copper Coated Aluminum
แยกจาก Functional Units
และ Cable Compartments
โดยม Barrier หรอ Partitions
Main Busbars
ตดตงตามแนวนอน ( Horizontal ) และตอเขาแตละ Cubicle ดวยบสบารตามแนวตง
Vertically Assembled Busbars
Functional Units
ตอเขากบ Vertical Busbar
Primary Busbar มพกด
800 - 6000 A
Secondary Busbar มพกด
300 - 2000 A
นอกจาก Phase Busbar ( L1 , L2 , L3 ) แลวยงม
Neutral Conductor N
Protective Conductor PE
Neutral Conductor จะมฉนวนหม
1.4 Degree of Protection
- Enclosure จะตองมการปองกน
8
• การแตะเขากบ Live Part โดยไมไดตงใจ
• นาและความชนเขา
• ของแขงและฝ นเขา
- การแบงชน Degree of Protection ตาม IEC 60529 หรอ IP Code
ตวเลขตวแรก แสดงการปองกนของแขง
ตวเลขตวสอง แสดงการปองกน นา
อาจจะมตวเลขตวสาม
- ตาราง IP
ตวเลขตวท 1 ตวเลขตวท 2
ประเภทการปองกนวตถจากภายนอก ประเภทการปองกนของเหลว
เลข ระดบการปองกน เลข ระดบการปองกน
0 ไมมการปองกน 0 ไมมการปองกน
1 ปองกนวตถทมขนาดใหญ
กวา 50 mm เชน สมผสดวยมอ 1 ปองกนหยดเฉพาะในแนวดง
2 ปองกนวตถทมขนาดใหญ
กวา 12 mm เชน นวมอ 2
ปองกนหยดและนาสาดทามมไม
เกน 15 องศากบแนวดง
3
ปองกนวตถทมขนาดใหญกวา
2.5 mm เชน เครองมอ เสน
ลวด
3 ปองกนหยดและนาสาดทามมไม
เกน 60 องศากบแนวดง
4
ปองกนวตถทมขนาดใหญ
กวา 1 mm เชน เครองมอเลกๆ
เสนลวดเลกๆ
4 ปองกนนาสาดเขาทกทศทาง
5 ปองกนฝ น 5 ปองกนนาฉดเขาทกทศทาง
6 ผนกกนฝ น 6 ปองกนนาฉดอยางแรงเขาทก
ทศทาง
7 ปองกนนาทวมชวคราว
8 ปองกนนาเมอใชงานอยใตน า
9
1.5 Incoming and Outgoing Units
- Incoming และ Outgoing Units ใน LV Assembly ผลตใหเปน Functional Units
อยางสมบรณ
- เปนแบบ Modularised Unit
- Units อาจออกแบบเปนแบบ
Fixed Parts
Removable Parts
Withdrawable Parts
- Fixed Parts ตอเขากบ Secondary Busbar ดวย Bolts ดงนนจงเคลอนออกไมได
- Removable and Withdrawable Parts สามารถเคลอนออกจาก Assembly ได และตอ
เขาอกได
1.6 Multi-box LV Assemblies
- ผลตแบบม Separate Boxes สาหรบ Incoming และ Outgoing Units
- เปนแบบตดตงเขากบผนง ( Wall Mounting )
- Boxes เปนแบบ Modularized สาหรบ Apparatus ถงกรแส 800 A
- Degree of Protection โดยทวไป IP 43 หรอ IP 65
- Boxes ทาดวย Sheet Steel ผานวธปองกนสนมและทาส
- Busbars เปน Copper หรอ Aluminium
- Apparatus ตอเขากบ Busbar ดวย Cables หรอ Busbar
- มแบบ Plug-in
- Boxes อาจม Cover เปน Plastics ซงควรเปน Polycarbonate ซงมความแขงแรง และ
ทนกระแทกไดด แบบน ม IP 54 หรอ IP 65
- Apparatus ทพบใน Multi-box Assembly
• Switch + Fuses
• Switches
• MCCBs
• Distribution Boards
10
รปท 2 Multi-box type LV ASSEMBLY
2. Requirements
2.1 บทนา
- อบตเหตทางไฟฟาสวนมากเกดขนเมอทางานกบ LV Assembly ทกาลงจายไฟอย
- อบตเหตสวนมากเปน Arc Accidents ซงคอ
การลดวงจรแบบ เฟส กบ เฟส
เฟส กบ ดน
ผปฏบตงานอาจไดรบบาดเจบอยางมาก
LV Assembly อาจถกทาลาย ทาใหเกดไฟดบ
- เหตผลหลกของ Arc Accidents คอ
• เครองมอไมมฉนวนหม ( Uninsulated Tools )
• การเปลยนฟวส ( Changing of Fuses )
• การทดสอบแรงดน ( Voltage Testing )
• สวนโลหะหลน ( Falling Metal Objects )
• ปลายสายไมมฉนวนหม ( Uninsulated Wire Ends )
• ความรอนเกน ( Overheating )
- จากอบตเหตทเกดขนบอย จงตองการ LV Assembly ทออกแบบทมการปองกน
11
• การลดวงจร
• การเกด Arc ภายใน
• ความรอนเกน
- มาตรฐานของ LV Assembly คอ
IEC 60439-1
2.2 Service Conditions
- LV Assemblies โดยทวไปออกแบบใหใชภายในอาคาร
- Normal Service Conditions
• Ambient Air Temperature ≤ 40 oC
เฉลยใน 24 hrs ≤ 35 C
• Air เปนแบบสะอาด
• ความชนสมพนธ ≤ 50 %
ทอณหภมสงสด 40 oC
• สาหรบภายในอาคาร
ความชนสมพนธอาจสงถง 100 %
ทอณหภมสงสด 25 oC
• Degree of Pollution
สาหรบอณหภม คอ Degree 3 ซงหมายความวา
“ Conductive Pollution Occurs or Dry Non-conductive Pollution Occurs
Which Becomes Conductive Due to Condensation ”
• ความสงไมเกน 2000 m
3. Design and Construction
การออกแบบและสราง LV Assemblies จะตองทาตามความตองการหลายประการ ดงตอไปน
3.1 การออกแบบทางกล ( Mechanical Design )
- LV Assemblies จะตองสรางดวยวสดทสามารถทนความเครยด ดงตอไปน
ความเครยดทางกล ( Mechanical Stress )
ความเครยดทางไฟฟา ( Electrical Stress )
12
ความเครยดทางความรอน ( Thermal Stress )
และทนตอผลของความชน ซงอาจเกดขนในการใชงานตามปกต
3.2 ระยะ Clearances , Creepage Distances and Insulating Distances
- การหาระยะดงทกลาวมานของ LV Assemblies ตามปกตขนอยกบพกดแรงดนอม
พลส ( Impulse Voltage Rating )
- Rated Impulse Withstand Voltage เปนคายอด ( Peak Value ) ของ Impulse Voltage
ซงวงจรของ LV Assembly สามารถทนไดในการทดสอบ
- ในการกาหนดคา Minimum Clearances และ Creepage Distances จะตองคานงถงสง
หลายประการ เชน
• Material Group
• Pollution Degree
• Rated Impulse Withstand Voltage
• Rated Insulation Voltage
เปนตน
3.3 Terminals for External Conductors
- Terminals จะตองออกแบบใหสายไฟฟาจากภายนอกสามารถตอถาไดโดยใช
สกร ( Screws )
ตวตอ ( Connectors )
ซงตองมความดนเพยงพอตามพกดกระแสใชงาน และพกดกระแสลดวงจร
- Terminals สาหรบ Neutral จะตองสามารถนากระแสไดดงตอไปน
• 50 % ของสายเฟส และอยางนอย 10 mm2
• 100 % ของสายเฟสสาหรบโหลดทมกระแส Neutral สง เชน โหลดหลอดฟลโอ
เรสซนต
- สาย Neutral ( N )
สาย Protective ( PE )
สายรวม Neutral และ Protective ( PEN ) จะตองจดใหอยใกลสายเฟสทเกยวของ
3.4 Enclosure and Degree of Protection
- ตาม IP Code IEC 60529
13
- สาหรบ LV Assembly จะตองอยางนอย IP 2X
3.5 Temperature Rise
- อณหภมเพมของ LV Assembly อาจมากจนทาความเกดความเสยหาย แก Apparatus
, Wires , Connections , Terminals , etc
- คาอณหภมเพมสงสด สาหรบสวนตางๆ ของ LV Assembly ตามตารางของ IEC
60439-1
3.6 Protection Against Electric Shock
- LV Assembly จะตองออกแบบใหโอกาสทแตะกบสวนทมไฟฟา ( Live Parts )
โดยตรง
( Direct Contact ) มนอยทสดเทาททาได และสวนโลหะทเปดโลง ( Exposed
Conductive Part ) จะตองไมมไฟขณะเกด Fault ( Indirect Contact )
- การปองกน Direct Contact ทาไดโดย ทาเปน Enclosure และมทกน ( Barrier )
พนผวภายนอก จะตองม Degree of Protection เพอปองกน Direct Contact โดยม IP
อยางนอย IP 2X
- LV Assembly จะตองมการแยกภายใน ( Internal Separation ) โดยใช Barriers หรอ
Partitions ซงจะใหประโยชนคอ
a) ปองกนการแตะกบสวนทมไฟฟาของ Functional Units ทอยใกลเคยงโดยม
อยางนอย IP 2X
b) จากดโอกาสทจะทาใหเกด Arc Faults
c) ปองกนของแขงจาก Unit หนง ผานเขาไปยงอก Unit หนง ม IP อยางนอย IP
2X
Separation Forms ทใชมดงน
Form 1 ไมมการแยก Busbars จาก Functional Units
Form 2 แยก Busbars จาก Functional Units
Form 3 a แยก Busbars จาก Functional Units
แยก Functions Units จากกน
แต Terminals ไมไดแยกจากกน
Form 3 b แยก Busbars จาก Functional Units
14
แยก Functional Units จากกน
แยก Terminals ของ External Conductors
จาก Functional Units
Form 4 แยก Busbars จาก Functional Units
แยก All Functional Units
แยก Terminals
รปท 3 Forms
- การปองกน Indirect Contact โดยการใช Protective Circuits
Protective Circuits ของ LV Assembly ม
• Protective Conductor
• Conductive Structural Parts
Protective Circuits จะใหขอดคอ
• ปองกนผลของ Faults ภายใน LV Assembly
• ปองกนผลของ Faults ภายนอก LV Assembly
การออกแบบ LV Assembly จะตองระวงใหมความตอเนองทางไฟฟา ( Electrical
Continuity ) ของ Protective Circuits
15
พนทหนาตดของ Protective Conductors ( PE ) สามารถคานวณหาได 2 ทางคอ
a) ใชสาย PE ตามตาราง
สายเฟส ( mm2 ) สาย PE ( mm2 )
S ≤ 16 S
16 < S ≤ 35 16
35 < S ≤ 400 S/2
400 < S ≤ 800 200
S > 800 S/4
b) ใชการคานวณ
pS = k
t2I
โดย ท
pS = พนทหนาวดของสาย PE ( mm2 )
I = กระแส Fault ( A )
T = เวลาการตดวงจร ( s )
k = คาคงทของฉนวน
3.7 Requirements Related to Accessibility in Service by Authorized Personnel
- LV Assembly จะตองออกแบบใหสามารถเขาถง ( Accessibility ) ภายในตได ขณะ
ใชงานอยโดยโอกาสทจะเกดอบตเหตนอยทสด
- การเขาถงภายใน ( Accessibility ) ม 3 ประเภทคอ
1) เขาถงภายในเพอการตรวจสอบ
2) เขาถงภายในเพอการบารงรกษา
3) เขาถงภายในเพอขยายต
16
3.8 Short-circuit Protection and Short-circuit Withstand Strength
- LV Assemblies จะตองสรางเพอใหสามารถทนความเครยดทางความรอน และทาง
กลได ขณะเกดการลดวงจร
- การปองกนลดวงจรอาจใช
CBs
Fuses
ซงตดตงอยภายใน LV Assembly หรอภายนอกกได
- Short-circuit Rating
บรษทผผลตจะตองแจงการทนตอกระแสลดวงจรไดดงตอไปน
a) Rated Short-Time Withstand Current และ เวลา เชน 1s หรอ 3s
b) Rated Conditional Short-circuit Current
c) Rated Fused Short-circuit Current
- ความสมพนธระหวางคา Peak และ RMS ของกระแสลดวงจร
เนองจาก การลดวงจรในตอนแรก จะม DC Component ดงนนคา Peak จะขนอยกบ
P.F. ดวย ดงตาราง
คา RMS P.F. n
I ≥ 5 kA 0.7 1.5
5 kA < I ≤ 10 kA 0.5 1.7
10 kA < I ≤ 20 kA 0.3 2.0
20 kA < I ≤ 50 kA 0.25 2.1
50 kA < I 0.20 2.2
คา Peak จะตองกาหนดความเครยดทางกล ( Dynamic Stress )
3.9 Arcing Inside an LV Assembly Internal Arcing Tests
- ควรมการปองกนแกบคคล สาหรบการเกด Arcing ภายใน LV Assembly
- Tripping Time ควรจะนอยกวา 0.1s
- แนะนาใหม Internal Arcing Tests
3.10 Coordination
17
- สาหรบระบบไฟฟาของโรงงานอตสาหกรรม Short Circuit Protection Devices
จะตอง Coordinate กน
- การทา Coordination จะทาให Service Continuity ดขน เนองจาก CBs หรอ Fuses จะ
ตดเฉพาะสวนม Fault ออก สวนอนของระบบไฟฟายงคงสามารถจายไฟไดตอไป
3.11 Switching Devices and Components Installed in LV Assemblies
- ตดตงตามขอแนะนาจากบรษทผผลต
- Apparatus , Functional Units ทตดตงบนตวยดเดยวกน ( Same Support ) จะตองจด
เพอใหเขาถงได ( Accessible ) สาหรบการตดตง , ตอสาย , บารงรกษาและเปลยน
อปกรณ
- Terminals จะตองตดใหสงจากพนไมนอยกวา 0.2 m
- Indicating Instruments จะตองตดตงไมสงกวา 2.0 m
- Operating Device เชน ดาม , ปมกด จะตองตดตงไมสงกวา 2.0 m
- Actuators สาหรบ Emergency Switching Devices ควรจะตองเขาถงไดสะดวก และ
อยระหวาง 0.8 - 1.5 m
3.12 Electronic Equipment Supply Circuits and Electronic Equipment Incorporated in
LV Assemblies
- เมอม Electronic Equipment ตดตงเขากบ LV Assemblies จะตองพจารณาเรอง
Electromagnetic Compatibility ( EMC )
- ม Several Sources of Interference ซงจดรวมกนไดคอ
• Conducted Interference
• Electrostatic Discharges ( ESD )
• Radio Interference
• Low-frequency Magnetic Fields
• Input Voltage Variations
• Overvoltages
3.13 Testing of LV Assemblies
- การทดสอบเพอพสจนคณสมบตตางๆ ของ LV Assembly ม 2 แบบ คอ
• Type Test
18
• Routine Test
- Type Test
การทดสอบเพอพสจนวา LV Assembly ไดตาม Requirements ของ IEC 60439-1 ทก
ประการ หรอไม
Type Test จะทากบ Sample ของ LV Assembly หรอสวนของ Assembly ทออกแบบ
เหมอนกน Type Tests ประกอบการทดสอบ 7 หวขอคอ
1) Temperature Rise
2) Dielectric Properties
3) Short-circuit Withstand Strength
4) Protective Circuits
5) Clearances and Creepage Distances
6) Mechanical Operation
7) Degree of Protection
- การทดสอบเหลานจงไมจาเปนตองทาเรยงกนและอาจใช Sample ตางกนได แตตอง
เปนแบบเดยวกน
- ถามการดดแปลงหรอแกไขสวนของ LV Assembly จะตองทาการทดสอบใหม ถา
การดดแปลงหรอแกไขนนจะกระทบอยางมากตอผลของการทดสอบ
- Routine Test
การทดสอบประจาทากบทกตของ LV Assembly เมอประกอบเสรจมรายการทดสอบ
คอ
a) Inspection of LV Assembly
b) Dielectric Test
c) Checking of Protective Circuit
4. Sizing Factors
19
- สาคญมากทจะตองทราบชนดของโหลดระหวางการวางแผนการออกแบบ
- โหลดมหลายชนดทมคณสมบตตางกน
4.1 Motor Load
ตองทราบ
• วธการเรมเดนเครอง
• เวลาทใชในการเรมเดนเครอง
• กระแสเรมตน
• Utilization Category
• อายการใชงาน
4.2 Distribution Transformers
• การปรบตง Protection
• Load ของหมอแปลง
4.3 Furnaces
• มกระแส Peak สง
• สราง Harmonic ปรมาณมาก
4.4 Power Electronics สาหรบ Adjustable Speed Drive
• ผลต Harmonic ปรมาณมาก ซงอาจรบกวน Sensitive Equipment ได
• มใชมากใน LV Assembly และ Temperature Rise จะเปนเรองสาคญในการ Sizing
4.5 Lighting
• หลอด Fluorescent จะผลต Harmonic
• ตองการ Reactive Power มาก จงตองมการทา PE Correction
• ตองดการหาขนาดของสาย Neutral
4.6 Capacitor Banks
• เปน P.F. Correction
• อาจตองการ Filter ถาม Load ทผลต Harmonic
20
5 Environmental Aspects
5.1 ทวไป
- LV Assemblies สวนมากเปนแบบตดตงภายในอาคาร ( Indoor )
- สภาพแวดลอมในโรงงานอตสาหกรรมอาจมกาซทกดกรอน ( Corrosive Gas ) เปน
ปรมาณมาก ซงจะมผลตอการทางานของอปกรณตางๆ โดยเฉพาะทหนาสมผส
(Contact Surfaces)
- จะตองมาตรการพเศษ เพอปองกน Corrosion
5.2 กาซไหน ?
- ในสภาพแวดลอมของโรงงานอตสาหกรรมมกาซหลายตวทตองระวง
Sulphur Hydrogen ( H2S )
Chlorine ( Cl2 )
Nitrogen Oxide ( NO2 )
Sulphur Dioxides ( SO2 )
- SO2
มพบในอตสาหกรรมเคม , โรงงานกระดาษ มนจะกดกรอนโลหะทกชนด
- NO2
เกดขนเมอมการเผานามน และถานดนมนจะกดกรอนทองแดง และทองเหลอง เมอ
รวมกบ SO2 จะทาใหวสดหลายชนดเสอมสภาพ
- H2 S
เกดขนในโรงงานเคมและโรงงานกระดาษ มนจะทาใหโลหะจาพวกทองแดงสก
กรอนได
- Cl2
เกดในโรงงานฟอกส โรงงานกระดาษและการผลต PVC มนจะกดกรอนโลหะเกอบ
ทกชนด
- ควนและฝ น
จะเพมอตราการสกกรอน
- ความชน
ความชนเมอรวมกบ Pollution จะเรงการกดกรอนใหเรวขน
5.3 Special Service Conditions
21
- เมอใช LV Assembly ในสภาพการใชงานทตางจาก Normal Service Condition
จะตองปรกษากบบรษทผผลต LV Assembly
- Special Service Conditions อาจเปนดงน
1) คาอณหภม , ความชนสมพทธ ระดบความสงทตดตงทตางจาก Normal
Service Condition
2) การใชงานทการเปลยนแปลงอณหภมเกดขนเรวมาก จนอาจเกดการกลนตว
เปนหยดนาใน Assembly
3) ม Heavy Pollution ของฝ น ควน เกลอ ฯลฯ
4) มสนามไฟฟาและแมเหลกสงมาก
5) ใกลกบทมอณหภมสง เชน เตาเผา
6) อาจมรา , หน , แมลงสาบ
7) อยในสถานทไวไฟ
8) มการสนสงอยตลอดเวลา
6. การออกแบบระบบไฟฟาแรงตาของโรงงาน
6.1 บทนา
- การวางแผนระบบไฟฟาแรงดนตาของโรงงานตองการ
ประสบการณ
ความรอบร
ความสามารถในการวเคราะห
- มหลายวธในการวางแผนการออกแบบ แตม 2 หลกการซงใชเสมอ
1) ตดตงหมอแปลงใหใกลกบ LV Assembly และ All Units อยใน LV Assembly
ซงตดตงอยในหองไฟฟา
2) ม Main LV Assembly ใกลหมอแปลง แตม Sub-distributions แยกออกไป
- การตดตง LV Assembly ใกลหมอแปลง และม All Units อยดวย จะใหเหนภาพรวม
ของระบบการจายไฟฟา แตมขอเสยคอ
• มคา Short – circuit Current สงท LV Assembly ทาใหอปกรณทใชราคาแพง
• สายเคเบลทจายใหโหลดจะยาว
- การม Sub – distribution มขอด
• คากระแสลดวงจรทจดนนจะลดลง คาอปกรณถกลง
• สายเคเบลทจะจายไฟใหโหลดสนลง แตการตดตง Sub- distribution ใกล
อปกรณการผลตอาจมผลจากสภาพแวดลอมได
22
6.2 Voltage Levels
- ขนาดของกระบวนการผลตนนคอ กาลงไฟฟาทตองการจะเปนตวกาหนดระดบ
แรงดนทจะใช
- สาหรบโรงงานอตสาหกรรมขนาดใหญ ซงมมอเตอรขนาดใหญจานวนมาก อาจเปน
การดทจะใชแรงดนหลก 2 ระดบคอ 400 V และ 690V
- ตาม IEC 60038 มแรงดนมาตรฐานคอ 230/400 V และ 400/690V และ ± 10 %
6.3 Short – Circuit Levels
- กระแสลดวงจรสาคญมากสาหรบกาหนดขนาดของอปกรณไฟฟา
- คากระแสลดวงจรสาหรบ LV Assembly ขนอยกบ
• ขอมลของหมอแปลง ( Transformer Data )
• ระดบแรงดน และความถ ( Voltage and Frequency )
• กระแสพกด ( Rated Current )
• ระดบกระแสลดวงจร ( Short – Circuit Level )
• การตอ ( Connection )
Transformer Data 2 MVA , 22kV/400V % Uk = 6
Short Circuit Level Infinite Bus
nI = 10004003
2000× = 2890 A
= 2.89 kA
kI = nIkU%
100×
= 89.26
100×
= 48.2 kA
6.4 Diversity Factor
- Rated Diversity Factor ของ LV Assembly
= CircuitsMainofCurrentRatedofSum
TimeanyatCircuitsMainallofCurrentMaximumofSum
- Standard Rated Diversity Factor
23
IEC 60439-1
จานวนของ Main Circuits Diversity Factor
2 และ 3 0.9
4 และ 5 0.8
6 ถง 9 0.7
10 และมากกวา 0.6
6.5 Types of Distribution System
- คณสมบตของระบบการจายไฟดไดจาก
• ประเภทของสายมไฟ ( Types of Live Conductor )
• ประเภทการตอลงดน ( Types of System Earthing )
- Types of Live Conductor Systems
AC System DC System
1φ 2 w 2 w
1φ 3 w 3 w
3φ 3 w ( 3 Phase Conductors + PEN )
3φ 4 w ( 3 Phase Conductors + Neutral Conductor + PE Conductor )
- Types of System Earthing
• Directly Earthed System , TN Systems
• Not – directly – Earthed System , IT Systems
- TN Systems จดได 3 แบบคอ
1) TN – S : ตลอดทงระบบมสาย PE แยกจากสาย N
L1
PE
N
L3
L2
สวนตวนาเปดโลงการตอลงดนของระบบ
24
รปท 4 ระบบ TN-S ระบบแยกตวนานวทรลและตวนาดนออกจากกนทงระบบ
2) TN – C : ตลอดทงระบบสาย PE และ N ใชรวมกบ
รปท 5 ระบบ TN-C ตวนานวทรลและตวนาดนรวมกนเปนตวนาชดเดยวในทงระบบ
3) TN-C-S : สาย PE และ N ในบางสวนของระบบจะแยกกน หรอใชงาน
รวมกน
L1
PEN
L3
L2
สวนตวนาเปดโลงการตอลงดนของระบบ
L1
PEN
L3
L2
สวนตวนาเปดโลงการตอลงดนของระบบ
PE
N
25
รปท 6 ระบบ TN-C-S ตวนานวทรลและตวนาปองกนรวมกนเปนตวนาชดเดยวในสวนหนงของระบบ
- IT System สายทมไฟทกเสนจะถกแยก ( Isolated ) จากดน หรอ ผาน HighImpedance
รปท 7 ระไฟฟาแบบ IT
6.6 Connection to LV Assembly
- การตอสายเมนจากหมอแปลงเขา LV Assembly สามารถทาไดหลายวธดงตอไปน
• โดยใช Incoming CB
• โดยใช Incoming Disconnector
• โดยใช Switch + Fuses
• ตอโดยตรงเขา Main Busbars
1) By Incoming CB
- เปนวธทดสด และเชอถอไดมากทสด
- CB สามารถตดวงจรไดรวดเรว เมอเกด Fault
- Protection Selectivity สามารถทาไดอยางด
- Main CB โดยทวไปจะมการปองกนดงน
การปองกนเกนโหลด ( O/L Protection )
การปองกนลดวงจร และหนวงเวลาและทนท
( Time Delayed and Instantaneous Short-circuit Protection )
การปองกนลดวงจรลงดน ( Earth Fault Protection )
L1
N
L3
L2
สวนตวนาเปดโลงการตอลงดนของระบบ
L1
PE
L3
L2
สวนตวนาเปดโลงการตอลงดนของระบบ
PE
อมพแดนซ อมพแดนซ
26
การปองกนแรงดนตา ( Undervoltage Protection )
- CB สามารถทาการควบคมระยะไกล ( Remote Control ) ไดโดยใช Motor
Operated Mechanism
- ถา LV Assembly ม Arc Guards กสามารถสงสญญาณให CB Trip อยาง
รวดเรวได
2) By Incoming Disconnector
- Disconnector ไมม Breaking Capacity
∴ ไมสามารถ Switch off ขณะมโหลดได
- ไมม Protection Functions
3) By Switch + Fuses
- ใชปองกนกระแสเกนโหลด และลดวงจรได
4) By Direct Connection
- การตดตอและการปองกนตองทาทางดาน Primary ของหมอแปลง
6.7 Disconnection for Work Purposes
- บางครงจาเปนตองตดไฟฟาบางสวนของ LV Assembly เพอปฏบตงาน
- ตองมความปลอดภยอยางเพยงพอ
- เพอความปลอดภยในการปฏบตงาน การตดไฟฟาออกจะตองใชวธใดวธหนง
ดงตอไปน
1) ใช Disconnector หรอ Switch – disconnector ซงสามารถมองเหนจดตด
กระแสได ( Visible Breaking Points )
2) ถาไมม Visible Breaking Points จะตองมตวแสดงตาแหนง ( Position
Indications ) ทเชอถอได
3) ใช “ Safety Switch ” ซงตองตดไฟออกหมดกอนทจะเปดตได
4) ใช Interlock ระหวาง Switch และ Earthing Device
5) ใช Withdrawable Units ในตาแหนง Disconnected Position
6.8 Earthing for Work Purposes
- การตอลงดนของ LV Assembly เมอตองการทางานกบมนเปนมาตรการปองกน
อบตเหต
27
- การตอลงดนของ LV Assembly เพอปฏบตงานอาจทาได 3 วธคอ
1) Earthing Device With Earthing Cable
2) Earthing Device With Earthing Lance
3) Earthing Device With Earthing Switch
- วธทแนะนาใหใชคอ ขอ 3 ใช Earthing Switch
- ES. จะตองสามารถ Operate จากนอกตได
- ES จะตอง Interlock กบ CB ผาน Auxiliary Contacts ของ CB
7. Apparatus and Combination of Apparatus
- อปกรณไฟฟาสาหรบการตดตอและปองกนทใชไป LV Assembly มหลายชนด แตละชนด
จะมขอกาหนดเฉพาะและมมาตรฐานควบคมอย ในทนจะกลาวเฉพาะคณสมบตทสาคญ
ของแตละอปกรณ
7.1 Disconnectors ( IEC 60947-3 )
- Disconnectors เปน Mechanical Switching Device ซงเมอเปดวงจรจะเปน
Isolating Function ได
- เปด/ปดวงจรเมอมกระแสนอย
∴ ไมม Breaking / Making Capacity
7.2 Switches ( IEC 60947 – 3 )
- เปน Switching Device สามารถ Making , Carrying Breaking Normal Currents ได
- สามารถ Making S/C Current แต Breaking S/C Current ไมได
- ม Utilization Categories ดงนคอ
AC 21 Switching Resistive Load Including Moderate Overloads
AC 22 Switching of Mixed Resistive and Inductive Loads , Including Moderate
Overloads
AC 23 Switching of Motor Loads or Highly Inductive Loads
- Switch จะปองกน O/C และ O/L ดวย Fuses เสมอ เปน Switch Fuse Combination
7.3 Fuse ( IEC 60269 )
- Fuse เปน Device ทจะตดวงจรทมนตออนกรมอยเมอกระแสเกนคาๆ หนง
- Fuse ประกอบดวย Fuse Link อยใน Porcelain ซงบรรจดวย Quartz Sand
28
- Quartz Sand จะทาหนาทดบ Arc เมอ Fuse Link ขาด
- Fuse สามารถแบงเปน 2 ชนด
D – Type ( Diazed Fuse )
Blade Fuse
- แบงตาม Disconnection Function เปน gG และ aM Fuses
Type gG
- ใชไฟฟาแรงดน 500 V และ 600 V
- ใชเพม O/L และ S/C Protection
Type aM
- ใชกบวงจรมอเตอร
- คา Breaking Characteristics จะไมเรมจนถง 6.3 In
- คณสมบตของ Fuse อาจดไดจาก 3 Diagram คอ
1) Melting-time Diagram
2) Current–limiting Diagram
30
Current–limiting Diagram
- เมอกระแส Fuse สงมากไหลผาน Fuse มนจะถกจากดลง
- หมายความวาวงจรจะขาดกอนท Fault จะถงจดสงสด
I2t Diagram
- วดคา Energy ท Fuse ยอมใหผานได
- มประโยชนในการกาหนดความทนกระแสลดวงจรของอปกรณท Fuse ปองกน
7.4 Contactors ( IEC 60947-4-1 )
- เปน Mechanical Switching Device สาหรบทาการตดตอไฟทจายใหโหลดบอยๆ
- ตามปกตทางานโดยใช Electro–magnet
- ม High Operating Frequency , อายยาวและสามารถควบคมระยะไกลได
- ทา Automatic Operation ผาน Sensor ได
- มกระแสพกด 9 A – 800A ซงใชกบมอเตอร 4 kW – 450 kW
- Recommended Utilization Categories
AC AC 1 Non–inductive Load
AC2 Slip-ring Motors
AC3 Squirrel-cage Motors
AC4 Induction Motors
Inching , Reversing
DC DC 1 Non–inductive Load
DC3 Shunt Motors
DC5 Series Motors
- ทวไป
เพอให Contactor ทางานไดด ตองม Requirement ดงน
• การออกแบบ Auxiliary Circuit ทาไดถกตอง
• แรงดนตองม Tolerance ทรบได
• ตองม S/C Protection เชน Fuses or CB O/L Protection
Service and Maintenance
- ตองตรวจสอบการสกกรอนท Main Contact
- อายการใชงานขนอยกบประเภทของ Drive , Life Curve
Overload Relays ( IEC 60255-8 )
31
- เปน Overcurrent Relay ใชปองกนการทางานเกนโหลด
- ใชรวมกบ Contactor ใน Starters เพอปองกนมอเตอร
- ทใชทวไปขณะนม 2 ประเภทคอ
• Thermal Overload Relays
• Electronic Overload Relays
Thermal Overload Relays
- อาจเรยกวา Bi–metallic Relays
- เปน Inverse Time
- โครงสรางงาย , แขงแรง และราคาถก
- เปนแบบ Direct–fed หรอผาน CT
- ม Temperature Compensation ดงนนสามารถใชงานได – 20 oC to 65 oC
- แบบใหมมการปองกน Phase Failure
- ม 2 Tripping Characteristics เยน ( Cold ) และรอน ( Hot )
Electronic Overload Relays
- มใชกนมากขน
- ขณะนมคณภาพดมาก
- เปนแบบ Multi–function คอ อาจม
Overload Protection
Phase Failure Protection
Re–start Protection
Symmetry Protection
- ขณะนมแบบ Microprocessor Based ซงมความจา และสามารถทา Communication
ได
7.5 Circuit Breaker ( IEC 60947-2 , IEC 60898 )
- CB เปน Mechanical Switching Device ซงสามารถ Making , Breaking Current
ภายใตการใชงานตามปกตและการลดวงจร
- CB โดยทวไปจะตง Short–circuit และ Overload Device ในชดเดยวกน
- ม 3 ประเภทคอ
ACB ( Air Circuit Breakers )
MCCB( Moulded–case Circuit Breakers )
32
MCB ( Miniature Circuit Breakers )
ACB
- เปน CB ขนาดใหญ
- อปกรณตดแบบเปดโลง Open Frame
- พกดกระแส 630 – 6300A พกดทใชมาก 1250 – 3200A
- มทงแบบธรรมดา ( Non–circuit Limiting ) และแบบจากดกระแส ( Circuit Limiting
)
- Current Limiting ACB ตดกระแสเรวมาก < 10 ms
- Microprocessor–based Device สาหรบ Protection ซงสามารถทาการปองกนไดทก
รปแบบ และยงสามารถทา Communication และ Monitoring ได
- ACB สวนมากจะใชเปน Incoming CB ใน LV Assembly และใชใน Motor
Starters สาหรบมอเตอรขนาดใหญ
MCCB
- อปกรณตดตงภายใน Moulded–case Insulating Material ดงนนปองกนความชน และ
ฝ นไดอยางด
- ขนาดพกด 1 – 3200 A พกดทใชมาก 10 – 630 A
- มแบบ Non – Current Limiting และ Current Limiting
- ใช Electronic Protective Device มากขน
- สวนมากใชปองกนสายไฟฟา
- อาจใชเปน Motor Protection ได
MCB
- เปน CB ขนาดเลก พกดถง 63 A
- ออกแบบสาหรบใชในทพกอาศย ( IEC 60898 )
- ใชใน Distribution Board แทน Fuse
Differences Between ACBs and MCCBs
- ACBs และ MCCBs ผลตตามมาตรฐานเดยวกนคอ IEC 60947-2 ดงนนความ
แตกตางมไมมาก
- ACB อาจเพมและเปลยนอปกรณได เนองจากโครงสรางเปนแบบเปดโลง Open
Frame
- ACB สามารถทนกระแสลดวงจรไดสงกวา และม Short Time Withstand เปนเวลา
1s หรอ 3s
33
Current–limiting Circuit Breakers ( CLCB )
- CLCB เปน CB ทตดกระแสเรวมาก ม Break Time = 5 ms ดงนนจงจากดพลงงาน
ทจะผาน CB
- Non-current Limiting CB คอ CB ทจะตดกระแสเมอรปคลนกระแสผานจดศนย
ม Break Time = 20 ms
Breaking Capacity
- Breaking Capacity ของ CB คอความสามารถทตดกระแสลดวงจรได โดยไมเสยหาย
- มกลาวใน Short–circuit Protective Device ( SCPD )
Utilization Categories
- คอชนการใชงานของ CB แบงเปน 2 ประเภทคอ
Category A : CB ไมไดทาไวสาหรบการทา Selectivity ( Coordination )
Category B : CB ทาไวสาหรบทา Selectivity มการหนวงเวลา ACB
เปน Category B
7.6 Motor Starters
ทวไป
- Motor Starters เปน Outgoing Units ใน Motor Control
- Center ( MCC ) ใชสาหรบการเรมเดนเครองมอเตอร
- มสวนประกอบทสาคญ
Contactors
Short–circuit Protective Device
Thermal Overload Relay
Utilization Category
- เหมอนกบของ Contactor เชน AC 3 สาหรบ Induction Motors
Coordination With Short–circuit Protective Device
- ม 2 Types
Type 1 • เมอเกดลดวงจร Starters จะตองไมทาใหเกดอนตรายกบบคคล
หรอทา
ความเสยหายกบสถานท
• Starters อาจไดรบความเสยหาย และตองซอมแซม และเปลยน
ชนสวน
จงสามารถใชงานไดอก
34
Type 2 • เมอเกดลดวงจร Starters จะตองไมทาใหเกดอนตรายตอบคคล
หรอทาความเสยหายกบสถานท
• Starters จะตองสามารถใชตอไปได หนาสมผสยอม
ใหเสยหายเลกนอยได
Main Types of Motor Starters
- Motor Starters มหลายแบบขนอยกบขนาดมอเตอรและการใชงาน
1) Direct on Line Starter ( DOL )
2) Reversing Starter
3) Star–delta Starter
4) Pole–charging Starter
5) Two–step Auto–transformer Starters
Accessories
Motor Starters มอปกรณชวยมากมายหลายชนดเชน
• Indicating Lamps
• ON/OFF Pushbuttons
• Auxiliary Relay for Remote Control
• Ammeter
Soft Starters
- Soft Starter เปน Electronic Starter ทควบคมโดย Microprocessor ซงจะคอยๆ เพม
แรงดนเขามอเตอร
- สามารถปรบเวลาเรมเดนเครองได
- มใชมากกบกระบวนการผลตสาหรบมอเตอรขนาดใหญ
8. Selection of Short–circuit Protective Device ( SCPD )
8.1 บทนา
- S/C Protection คอการเลอก Fuse หรอ CB
- การหาขนาดของ Fuse และ CB ใชขอมลตางกน
- การวเคราะหคากระแสลดวงจรท Main และ Sub–distribution เปนเรองสาคญสาหรบ
เรอง Selectivity และ Trip Conditions
35
- การคานวณสวนมากจะหากระแสลดวงจรสงสด แตกระแสลดวงจรตาสดกสาคญ
มากเชนเดยวกน ตองการทราบเวลาท SCPD จะตดวงจร
- SCPD จะตองทางานดงน
• ไมควร Trip ท Overcurrent ( Starting Current ) ทเกดตามปกต
• จะตอง Trip ทกคาการลดวงจรทเกดขน
8.2 Cascade Connection
- Cascade Connection เปนการปองกนทใช CB ทม High Breaking Capacity เปนตว
ชวย CB ทม Low Breaking Capacity
- เปนวธทประหยด
- CB ตวลางไมจาเปนตองม Breaking Capacity มากกวาคาทจดตดตง
- โดยทวไปใช MCCB Back up MCB ใน Distribution Board
- การหา Combination ตองไดจากการ Test
8.3 Breaking Capacity
- Breaking Capacity หรอ Interrupting Capacity คอความสามารถท CB สามารถตด
กระแสลดวงจรไดโดยไมเสยหาย
- ตาม IEC 60947-2 ไดใหนยามและวธการทดสอบเพอหาคา Breaking Capacity
- ICU = Rated Ultimate Breaking Capacity
ICS = Rated Service Breaking Capacity
Standard Test Sequence Requirements
IEC 60947-2
ICU O – CO Limit Function
ICS O – CO – CO Full Function
8.4 Thermal Trip Conditions
- ตาม IEC 60947 –2
CB’s Thermal O/L Protection จะปรบตงท + 30 oC
- MCCB โดยทวไปออกแบบไวเพอปองกนสายไฟฟา ดงนนจงใหการปองกนมอเตอร
ไมได
8.5 Let–through Energy ( I2t ) and Let–through Current Peak
- คาทง 2 นแสดงความแขงแรงของอปกรณทยอมใหกระแสลดวงจรไหลผาน
- SCPD ทงแบบคอ Fuse และ CB มคณสมบตตางกนคอ
36
Fuses
• การตดกระแสของ Fuse ขนอยกบขนาด ( Size ) ของกระแสลดวงจร
กระแสสง จะให Breaking Time สน ซงแสดงวา Let–through Energy ( I2t )
จะเปนอสระกบกระแสลดวงจร
• Fuse จะจากดคา Peak ของกระแสลดวงจรดวย
Circuit–breakers
• CBs จะ Tip ดวย เวลาประมาณเทากน ไมวากระแสลดวงจรมคาเทาใด
• คา Let-through Energy ( I2t ) จะเพมตามการเพมของกระแสลดวงจร
8.6 Comparison of Fuses and Circuit-breakers as Short-circuit Protection
- การเปรยบเทยบดวยสภาพพนฐาน 3 ประการ
1) SCPD จะตองไม Trip เมอ Rotor ของมอเตอรถกลอค กระแสเกนโหลดจนถง
คา Locked Rotor Current จะตองรบการปองกนโดย Thermal Overload
Protective Device
2) อปกรณปองกนใน Motor Starter จะตองไม Trip ขณะการเรมเดนเครอง
ตามปกต
3) Contactor ใน Motor Starter จะตองมคา Making และ Breaking สงกวา Short-
circuit Protective Device เพอให Contactor สามารถตดกระแส Fault เมอ
Thermal Overload Protective Device ใหสญญาณให Trip ได
Fuses
- Fuses สามารถเลอกใหไดตามขอ 1 และ 2 ได
- มเฉพาะขอ 3 ซงอาจมปญหา
ถากระแสลดวงจรมคานอย , Fuse จะใชเวลามากในการตดกระแส และบอยครง
Contactor จะตอง Withstand และ Interrupt Faults Current
Circuit–breakers
- ขอกาหนดขอแรก CB สามารถทาไดอยางงายดาย CB ม Steep Characteristics
ในชวง Short–circuit ดงนนสามารถคลองจองกบ Motor Starting Current ได
- เปนการงายทจะกาหนด Size ของ CB สาหรบการปองกนลดวงจร
- มปญหาเมอใช CB เปน Combination กบ Equipment ใน Motor Starter เนองจากเมอ
เกดลดวงจรทกระแสสงๆ Let Through Energy ( I2t ) จะมคาสงตามไปดวย
37
- ขณะนม Current Limiting CB ซงจะจากดคาพลงงานทผานทาใหใชรวมกบ
Contactor ได
9 Selection of Overload Protection
9.1 บทนา
- การใช Fuses และ CBs ใหการปองกนกระแสลดวงจรไดดมาก และสามารถใหการ
ปองกน Overload สาหรบสายไฟฟาได
- สาหรบการปองกน Overload สาหรบมอเตอรการใช Fuses และ CBs อยางเดยวไม
เพยงพอ จะตองเสรมดวย Overload Protection
9.2 Different Types of Overload Protective Devices
- Overload Protective Device ทใชม
1) Standard Protective Device in MCCBs
2) Conventional Thermal Overload Relays
3) Electronic Overload Relays
4) Electronic Overload Relays With Communication
5) Temperature Measurement
Standard Protective Device in MCCBs
- Thermal Unit ทมใน MCCB ออกแบบใหปองกนสายไฟฟาไดอยางด
- ตองด Let Through Energy สาหรบ Cable < 25 mm2
Conventional Thermal Overload Relays
- เปน Overload Protection แบบงายๆ
- ยงใหการปองกนทด ราคาถก
Electronic Overload Relays
- เปนทางเลอกทดอกแบบหนง สาหรบ Overload Protection
Electronic Overload Relays With Communication
- เพอใหระบบไฟฟาของโรงงานใชงานไดอยางตอเนอง จาเปนตองม Preventive
Maintenance
- ตองทาให Protection Function ตางๆ สามารถให Alarm สาหรบ Faults
- ตองรวมถงการวดอณหภมทจดตางๆ
38
Temperature Measurement
- อณหภมทเกดจาก Overload จะทาใหเกดความเสยหาย
- การปองกนตองวดอณหภมทขดลวด
- วธการวดอณหภมทขดลวด คอใช Thermistor ฝงใกลขดลวด
- อณหภมเกนคาทตดไว อาจใชเปน Alarm หรอ Trip
10. Microprocessor-based Control Technique for LV Distribution Systems
10.1 ทวไป
- LV Assembly มหนาทดงน
1) Protection
2) Control
- โดยทวไป Protection และ Control Functions ทาไดโดยใชอปกรณหลายอยางดวย
Microprocessor Technology กสามารถควบคม Functions ตางๆ ไวท Master
Operation Center ได
- ขอมลทตองทราบเกยวกบ ระบบไฟฟา , มอเตอร , ฯลฯสามารถอานไดจากจอภาพ
ได
- การทม Warning Signals จากจดหลายจดทาใหชางสามารถแกไขได และ ลดการทจะ
เกดไฟดบนอยลง
- การใช Microprocessor ในการให Protection และ Control Function มขอด
ดงตอไปน
• ทาใหการ Monitoring และ Controlling ดขน
• การปองกนมอเตอรดขน
• กระบวนการผลตมความเชอถอไดมากขน
• ม Function การปองกนเพมมากขนได
• การบารงรกษามประสทธภาพมากขน
• หาจดทเกดความผดพลาดไดงายขน
ทงหมดนจะทาใหกระบวนการผลตมประสทธภาพสงขน
10.2 System Principles
- ม 3 Type of Electronic Microprocessor-based System สาหรบ Motor Control
Center ( MCC )
1) ระบบทมเฉพาะ Motor Protection ทใช Electronic Overload Relays
39
2) Communication Systems ทม Bus Communication ระหวาง MCC และ
Master Process Control System
3) ระบบซงรวม Motor Protection และ Bus Communication เขาดวยกน
10.3 Type 3
- Conventional Components ทงหมดถกเปลยนไปใชแบบ Microprocessor-based
Device
- ประกอบดวย Measuring และ Control Units และม All Function สาหรบใช
Protection , Controlling , Monitoring , Measuring และ Operating เชน ใน Motor
Drive แตละ Unit จะ Collects , Processes และ Stores Measured Values และ สง
สญญาณควบคมไปยง Motor Starter
- Function ท Monitored Motor Drive คอ
• Overload
• Phase Failure
• Locked Rotor
• Underload
• Earth Fault
• Temperature Rise
• Undervoltage
- ม Unit สาหรบ Controlling และ Monitoring Circuit Breakers
- การ Controlling และ Monitoring ของระบบไฟฟา สามารถรวมกนไดท Master
Process Control System
- Operator และ ชางไฟฟากสามารถควบคมกระบวนการผลตของโรงงานอยางม
ประสทธภาพ
11. Project Planning
การวางแผนการออกแบบระบบไฟฟาของโรงงานอตสาหกรรม สรปเปนขอๆ ดงตอไปน
Step 1 Determination of Plant Electrical Design
- Alternative 1 : ตดตงหมอแปลงใกล LV Assembly รวบรวม All Incoming ,
Outgoing Unit ใน Assembly เดยวกนในหองไฟฟา
- Alternative 2 : แยก LV Assembly เปน Main และ Sub Distribution ให Main
Distribution อยในหองไฟฟา Sub Distribution แยกไปตดตงใกล
กระบวนการผลต
40
Step 2 Determination of Rated Data for the Switchgear
- Data ของหมอแปลง และผลรวมของกระแสโหลด ซงคด Diversity Factor ดวย จะเปนตว
กาหนดคาพกดของ LV Assembly
- การเผอการขยายตวในอนาคต จะตองนามาพจารณาดวย
Step 3 Determination of System Earthing
- เลอก System Earthing ทจะใช
Step 4 Determination of Degree of Protection
- เลอก IP ทเหมาะสม
- IP 21 พกดปกต
- IP 43 การปองกนมากขน
- IP 54 ปองกนนา
Step 5 Determination of Incoming Supply from the Transformer
- เลอกการตอเขากบหมอแปลง ซงอาจเปน
ตอผาน Circuit Breaker
” Disconnector
” Switch + Fuses
” MCCB
” Direct Disconnection
Step 6 Determination of Short–circuit Protective Device for Outgoing Units
Alternative 1 : Switch + Fuses
Alternative 2 : MCCB
Step 7 Determination of the Design of Outgoing Units
Alternative 1 : Fixed Groups
Alternative 2 : Removable Groups
Alternative 3 Withdrawable Groups
Step 8 Determination of Utilization Category
- กาหนด Utilization Category ของ Contactors และ Motor Starters