Reclosing Fuse

การศกษาความเหมาะสมในการประยกตReclosing Fuse มาใชงานใน กฟภ.

กองแผนงานระบบไฟฟา

หลกการและเหตผลสบเนองจากปจจบนผลการดาเนนงานดานมาตรฐานความเชอถอไดของ

ระบบไฟฟาถอเปนคาเกณฑวดขององคกรทตองถกประเมนโดย TRIS โดยดชนทเปนเกณฑวดหลกประกอบดวยคา SAIFI และ SAIDI ซงคาเปาหมายในชวงแผนพฒนาฯ ฉบบท 11 (พ.ศ.2555-2559) คาดวาสามารถกาหนดคา SAIFI <8.35 คร ง/ราย/ป และคา SAIDI < 300 นาท/ราย/ป

การทจะดาเนนการใหไดตามคาเปาหมายนน กฟภ. จาเปนทจะตองวางแผน(Planning) และปฏบตการ(Operation)ใหเปนไปตามแผนงานตดต งอปกรณทวางไว แตเนองจากอปกรณไฟฟาท กฟภ. มใชอยในปจจบนนน ไมสามารถทจะทาใหการลดคาดชน SAIFI และ SAIDI ไดอยางมนยสาคญ ดงนนกผฟ. ซงมหนาทในการวางแผนและจดหาเทคโนโลยและอปกรณใหมๆ มาใชงานจงไดมแนวคดทจะนาอปกรณ Reclosing Fuse มาประยกตใชงานในกฟภ. โดยเฉพาะการนามาตดต งในสายแยกยอย

ทมา (Background)ในระบบสายแยกยอย(Lateral) ของ กฟภ. สวนใหญจะมฟวสเปน

อปกรณปองกน โดยฟอลตสวนใหญทเกดเปน ฟอลตช วคราว(Temporary fault) ซงมโอกาสเกดถง 90%

รปแบบการนาฟวสมาปองกนระบบสายแยกยอยสวนใหญจะม 2รปแบบหลกๆ ประกอบดวย

1. Fuse Blowing2. Fuse Saving

Fuse Blowingรปแบบน lateral fuse จะทาการ coordination กบ breaker (recloser) ทตนทางโดยหากเกดฟอลตหลง fuse จะให Fuse หลอมขาดกอนทbreaker(recloser) จะทางานปญหาผใชไฟทอยหลง fuse จะเกดไฟฟาดบถาวร ถงแมวาจะเปนฟอลตช วคราว กฟภ. จาเปนตองสงคนไปเปลยนซงตองใชเวลา เปนผลทาใหคาดชนSAIDI จะสง

สวนทเกดผลกระทบจากไฟดบ

สวนทไมเกดผลกระทบจากไฟดบ

Fuse Savingรปแบบน lateral fuse จะทาการ coordination กบ breaker (recloser) ทตนทางโดยหากเกดฟอลตหลง fuse จะให breaker (recloser) ทตนทางทางานกอนท fuse จะหลอมขาด เหมาะสาหรบการปองกนทเปนฟอลตช วคราวปญหา-หากเกดฟอลตช วคราวหลง fuse ผใชไฟหนาfuse จะเกดไฟฟาดบช วคราว กระทบตอคา MAIFI-หากเกดฟอลตถาวรหลง fuse ผใชไฟหลง fuseจะเกดไฟฟาดบถาวร ทาใหดชน SAIFI และ SAIDI สง

สวนทเกดผลกระทบจากไฟดบช วคราว

สวนทเกดผลกระทบจากไฟดบถาวร

TripSaver ผลตภณฑ S&C

TripSaver ผลตภณฑบรษท S&C ประเทศสหรฐอเมรกา

ลาดบการทางานของ TripSaverภายหลงจากเกดฟอลต จะเปนดงน1. เปดภายในระยะเวลา 1.5-5.0 cycle (30-100

มลลวนาท) ดวย Fast Curve2. ปดกลบภายในระยะเวลา 5 วนาท3. หากยงมฟอลต(ถาวร) จะทาการเปดวงจร โดย

ระยะเวลาทเปดวงจรจะขนกบ time-current characteristic (Slow Curve) โดยกระบอก interrupter จะตกจากตวsupporter คลาย Dropout Fuse Cutout

กระบอกinterrupter

Supporter

การทางานของ TripSaver เมอเกดฟอลตช วคราว

เมอเกดฟอลตหลง TripSaver TripSaver จะทางานดวย Fast Curve เพอเปดวงจรภายในระยะเวลา 1.5-5.0 cycle (30-100 มลลวนาท)

Temporary Fault TripSaver Open

การทางานของ TripSaver เมอเกดฟอลตช วคราว

ภายในเวลา 5 วนาท TripSaver จะปดวงจรกลบเพอจายไฟตามปกต ทาใหผใชไฟทอยหลง TripSaver ไดรบผลกระทบจากไฟฟาดบช วคราวเทานน (จากเดมดบถาวร)

เนองจากเปนฟอลตช วคราว ดงนนจะไมเกดการทางานคร งทสอง (slow curve) ทาใหตว interrupter ของTripSaver รเซตตวเองภายในเวลา 15 วนาท เพอกลบไปสการทางานดวย fast curve เพอรองการทางานคร งถดไป

TripSaver Reclose

การทางานของ TripSaver เมอเกดฟอลตถาวร

เมอเกดฟอลตหลง TripSaver TripSaver จะทางานดวย Fast Curve เพอเปดวงจรภายในระยะเวลา 1.5-5.0 cycle (30-100 มลลวนาท)

Permanent Fault TripSaver Opens

การทางานของ TripSaver เมอเกดฟอลตถาวร

ภายในเวลา 5 วนาท TripSaver จะปดวงจรกลบเพอจายไฟตามปกต ทาใหผใชไฟทอยหลง TripSaver ไดรบผลกระทบจากไฟฟาดบช วคราวเทานน (จากเดมดบถาวร)

TripSaver จะเปดอกคร งเนองจากเปนฟอลตถาวรดวย slow curve แลวกระบอก interrupter จะตกจากตว supporter ตองรอใหคนมาปดกลบ

TripSaver Recloses TripSaver Drop-out

รปแบบการทางานของ TripSaver

TripSaver ขณะ Drop-Out TripSaver ขณะจะปดกลบโคยใชไมชกฟวส

TripSaver ขณะเปดโคยใชไมชกฟวสรวมกบ Load Buster

โครงสรางของ TripSaver

เปรยบเทยบ TripSaver กบอปกรณอน

งายตอการตดต ง

ราคาเรมตน

ราคาคาตดต ง

ความสามารถในการตดกระแสลดวงจร

งายตอการรเซต

การควบคมดวยอเลคทรอนค

ไมมความตองการ bypass switch

นาหนกเบากวาเมอเทยบกบรโคลสเซอรแบบนามน

ไมตองมแบตเตอรสารอง

ขนาดพอดกบตว Cut Out เดม

ไมมไฟดบช วคราวในสายปอนหลกเมอเกดฟอลตในสายแยกยอย

อายการใชงานของ TripSaver

ขนาดกระแสลดวงจร (A) จานวนคร งใชงาน

4000 192000 561000 154

Type: 100K

ขนาดกระแสลดวงจร (A) จานวนคร งใชงาน

2000 411000 119500 327

Type: 50K

ระยะทาง จาก A – B = 13.6967 km

A

BC

ระยะทาง จาก B – C = 4.9732 km

13 kA

964 A

491 A

691 A

484 A

ระยะทาง จาก A - b = 23.6331 km

b

c

ระยะทาง จาก A - c = 23.8030 km

ตวอยางกระแสลดวงจรเฟสเดยวลงดนในระบบจาหนายของ กฟภ. (สถานไฟฟาธญบร)

Branch B

Branch C

การทดลองตดต งใชงาน

สถานท จานวนชด

ฟลปปนส (MERALCO) 12

มาเลเซย (TNB) 3

อนโดนเซย (PLN) 15

ออสเตรเลย 30

การคานวณคาดชนความเชอถอได

Explosion Fuse Reclosing Fuse (TripSaver)

200 ราย

800 ราย800 ราย

200 ราย

สมมต: ระยะเวลาเปลยน Fuse และ Close Reclosing Fuse (manual) = 60 นาท

การคานวณคาดชนความเชอถอได(กรณเกดฟอลตหลง Fuse)

Reclosing Fuse (TripSaver)

Explosion Fuse-Fuse Blowing Scheme

Explosion Fuse-Fuse Saving Scheme

ฟอลตช วคราวSAIFI = 0.2 คร ง/ราย/ปSAIDI = 12 นาท/ราย/ปMAIFI = 0 คร ง/ราย/ป

ฟอลตถาวรSAIFI = 0.2 คร ง/ราย/ปSAIDI = 12 นาท/ราย/ปMAIFI = 0 คร ง/ราย/ป

ฟอลตช วคราวSAIFI = 0 คร ง/ราย/ปSAIDI = 0 นาท/ราย/ปMAIFI = 1 คร ง/ราย/ป

ฟอลตถาวรSAIFI = 0.2 คร ง/ราย/ปSAIDI = 12 นาท/ราย/ปMAIFI = 1 คร ง/ราย/ป

ฟอลตช วคราวSAIFI = 0 คร ง/ราย/ปSAIDI = 0 นาท/ราย/ปMAIFI = 0.2 คร ง/ราย/ป

ฟอลตถาวรSAIFI = 0.2 คร ง/ราย/ปSAIDI = 12 นาท/ราย/ปMAIFI = 0.2 คร ง/ราย/ป

ความเหมาะสมทางดานเศรษฐศาสตร

ขอมล : อตราความลมเหลวของสายจาหนายเหนอดน = 19.93 คร ง/100/ป (รายงาน คชฟ.3 ป 2552)

อตราความเสยหายเนองจากไฟฟาดบ = 75,721 บาท/คร ง (รายงานอตราความเสยหายเนองจากไฟฟาดบ ป 2544)

3 เฟส: คาลงทนตดต ง 300,000 บาทระยะทางสายแยกยอยทเหมาะสม = 300,000/(0.1993x35652) = 42 กม.หรอ อตราความลมเหลวของสายแยกยอยอยางนอย = 2.4 คร ง/10 กม.

1 เฟส (22 เคว): คาลงทนตดต ง 200,000 บาทระยะทางสายแยกยอยทเหมาะสม = 200,000/(0.1993x35652) = 28 กม.หรอ อตราความลมเหลวของสายแยกยอยอยางนอย = 4.8 คร ง/10 กม.

1 เฟส (33 เคว): คาลงทนตดต ง 100,000 บาทระยะทางสายแยกยอยทเหมาะสม = 100,000/(0.1993x35652) = 14 กม.หรอ อตราความลมเหลวของสายแยกยอยอยางนอย = 7.3 คร ง/10 กม.

มลคาความเสยหายเนองจากไฟฟาดบป2544

สรปผลการศกษา

1. การนา Reclosing Fuse มาประยกตใชงานในสายแยกยอยของ กฟภ. จะมประโยชนดงน1.1 สามารถลดจานวนคร งทผใชไฟถกกระทบเนองจากไฟฟาดบถาวร

(SAIFI, SAIDI) และช วคราว (MAIFI)ได1.2 ลดระยะเวลาและคาใชจายในการสงพนกงานไปซอมบารงรกษา

กรณเกดฟอลตช วคราว2. สายแยกยอยทเหมาะสมสาหรบการตดต ง Reclosing Fuse จะขนอย

กบระดบแรงดนและจานวนเฟส ความยาว และสถตการเกดไฟฟาดบในสายจาหนายแยกยอยนนๆ

3. ถงแมวาราคาในการตดต งเกอบจะเทยบเทาการตดต ง Recloser แตReclosing Fuse จะใชพนทในการตดต ง และมความยงยากนอยกวามาก

การตอลงดนของ Recloser

ราคา Recloser (ฐานป 2008)-22kV 400 A = 618,300 บาท-33kV 400 A = 970,776 บาทราคา Dropout (ฐานป 2008)-22kV = 1,947 บาท-33kV = 2,708 บาท

ราคา Recloser ของ กฟภ.

ราคา Dropout Fuse Cutout ของ กฟภ.