Busbar Trunking Systems ( Busways ) · PDF fileIEC 61439 Low - voltage switchgear and controlgear assemblies Part 1 General Rules. ... IEC 61439 - 1 - Lays down the

Busbar Trunking Systems

( Busways )

1ผศ. ประสทธ พทยพฒน

หวขอ

1. บทนา

2. โครงสรางหลก

3. สวนประกอบ

4. มาตรฐานของ Busways

6. การทดสอบ

7. คา Short – circuit สาหรบ Busways

8. Busways Eathing Bus

9. Voltage Drop

10. Rated Diversity Factor

11. ปญหา Harmonic Current สาหรบ Busways2ผศ. ประสทธ พทยพฒน

1. บทนา

- Busways คอบรภณฑไฟฟาทใชในการนาพลงงานไฟฟา

ปรมาณมากๆ จากจดหนงไปยงอกจดหนง

- Busways ประกอบดวย ตวนาบสบาร บรรจภาย ใน กลองหม

พรอม บรภณฑชวยอกหลายอยาง

เพอใหสามารถ สงพลงงานไฟฟา ไปยงจดทตองการได


- Busways ทาหนาทคลายสายไฟฟา

แตมความคลองตวสง กวา เพราะสามารถ

ตอแยก ( Tap ) ออกไปใชงานไดตลอด ความยาวของมน

Busways ไดรบการนามาใชแทนท สาย Cable ใน Conduit

และ Cable trays มากขน โดยเฉพาะทม Loads สงๆ เชนใน

1 Service entrance connections

2 Horizontal plug- in busbar trunking

3 Vertical riser installations

4 Horizontal feeder runs4





2. โครงสรางหลก

Busways มสวนประกอบทสาคญ คอ

1. Conductors ตวนา

2. Insulation ฉนวน

3. Enclosure กลองหม


โครงสรางหลก

Busways มสวนประกอบหลายอยาง ทสาคญ คอ

ตวนา กลองหม

ฉนวน


Conductors ตวนา

- ตวนาทใชใน Busways ม 2 แบบ คอ

- Copper

- Aluminum


Copper ทองแดง

- ม Conductivity ความนาไฟฟาสง

- แขงแรง, เหนยว

- ทนการกดกรอนไดด

- ขอเสย คอ นาหนกมาก ราคาแพง


Aluminum อะลมเนยม

- เปน โลหะทมมากทสด

- Conductivity ความนาไฟฟา รองจาก ทองแดง

65 % Conductivity by Volume

50 % Conductivity by Weight

- Aluminum oxide forms when the metal is exposed

to air

Responsible to metallic aluminum’s

resistant to weathering

- นาหนกเบา ราคาถก


Aluminum อะลมเนยม ( ตอ )

- For Busways application

Aluminum need very good plating

Silver / Tin

- Much cheaper than Copper

Price more stable than Copper


คณสมบต ทองแดง อะลมเนยม

ความนาไฟฟาสมพทธ ( ทองแดง = 100 ) 100 61

สภาพความตานทานไฟฟาท 20oC ( Ω m x 10-8 ) 1.724 2.803

สมประสทธการขยายตวเนองจากความรอน

( per oC x 10-6 ) 17 23

จดหลอมเหลว ( oC ) 1083 659

ความนาความรอน ( W/cmoC ) 3.8 2.4

ความหนาแนนท 20oC ( g/cm3 ) 8.89 2.7

ตาราง เปรยบเทยบคณสมบตของทองแดงและอะลมเนยม


ผศ. ประสทธ พทยพฒน 16

Size

( A )

Bus Bar

( mm2 )

Size

( mm H x W )

1250 A Cu

Al

1600 A Cu

Al

2000 A Cu

Al

420

652

540

862

750

1192

130 x 145

170 x 145

150 x 145

205 x 145

185 x 145

260 x 145

เปรยบเทยบ Cu , Al Busways


เปรยบเทยบ Cu , Al Busways

Al 800 A - 5000 A Bar 800 - 2000 Single

2500 - 4000 Double

5000 Tripple

Cu 1100 A - 6000 A Bar 1100 - 3200 Single

4000 - 6000 Double

Insulation ฉนวน

ฉนวนทาหนาทหอหมตวนา เพอปองกนการ

สมผสกนโดยตรงระหวางตวนาหรอระหวางตวนา

กบสวนทตอลงดนในระหวางทตวนา นากระแสจะ

เกดพลงงานสญเสยในรปของความรอน ความรอน

ทเกดขนจะถายเทไปยงเนอฉนวน


วสดทใชทาฉนวน

ม 3 ชนด คอ

- Mylar

- Epoxy Resin

- Cast Resin


Mylar

- Polyester Film

- Good Dielectric Strength

- An excellence resistance to moisture and chemicals

- Remain flexible throughout temperature

- 60 C to 150 C

- นามาใชเปน Insulation ของ Busways เนองจาก

ผลดงาย และ รเคาถก

- โดยทวไปใช 2 Layers พนรอบ Busbars


Mylar ( ตอ )

- Class B Insulation 130 oC

- การนามาพนรอบ Busbars จะมชองอากาศ ทาให

ความชน สามารถเขาส Busbars

จงตองเคลอบดวย Tin , Copper , Silver

- จดออนอกอยางคอการพนรอบ Busbars

ในสวนทโคงงอ Mylar ทเปนแผนจะตองดดและตอ

ดวย Tape ซงอาจเกดความผดพลาดได

- อายการใชงาน 30 ป


Epoxy Resin

- Epoxy Resin ไดรบการใช

เปน Insulation ของ Busways มากขน

- Epoxy Resin เปน Insulation ทด ทนทาน แขงแรง

ทนความรอนสง

- Epoxy Resin จะ ถกเคลอบตลอดความยาว Busbars

ทาใหความชนไมสามารถเขาส Busbarsได

- การเคลอบ Epoxy Resin บนผวตวนาทาดวยเทคโนโลย ชนสง

เพอให ความหนาสมนเสมอ ( Uniform Thickness )


Epoxy Resin ( ตอ )

- Epoxy Resin 400 Micron 10 kV

- Insulation Class B 130 oC

Class F 155 oC

- Tight Sandwich Construction

reduce Impedance , Voltage Drop


Cast Resin

- Busbars are encapsulated with pre-mixed

Cast Resin insulation material

- Casting and curing under control conditions

resulted a very excellent stable characteristic

- High material strength

- Dielectric strength 14 kV / mm

- Resistant to thermal S/C and overloads


Cast Resin ( ตอ )

- Withstand high S / C current

- Resistant to atmospheric pollution and chemicals

- IP 68

ตวเลขตวท 6 ผนกกนฝ น

ตวเลขตวท 8 ปองกนนาเมอใชงานอยใตนา


การเลอกใชชนดของฉนวนจะขนอยกบอณหภมทใชงาน

แบงตาม Class ได

Class B 130 oC

Class F 155 oC

Class H 180 oC


ชนของฉนวนตาม IEC 60034

กราฟเปรยบเทยบฉนวน


Enclosure กลองหม

ตวนาหมฉนวนของ Busways

จะตองบรรจอยภายใน กลองหม ( Enclosure )

วสดทนยมใชทากลองหม ม 2 ชนด คอ

- Steel

- Extruded Aluminum


Enclsure กลองหม ( ตอ )

กลองหม ( Enclosure ) มหนาท 3 ประการ

1 ) ปองกน ฉนวน และ ตวนา

2 ) ชวย ระบายความรอน

3 ) เปน ตวนาตอลงดน


Enclsure กลองหม ( ตอ )

- Busways ปจจบน กลองหม ( Enclosure )

จะเปนแบบ ปดมดชด Totally Enclosed

- ม IP ตามการใชงาน

Drip proof IP 43

Splash proof IP 54

Outdoor IP 65 IP 66


Steel

- แขงแรง

- ตองมการปองกนการเกดสนม

Electrogalvanized

- ตองม Ground Bar ( PE ) เพม


Extruded Aluminum

- แขงแรงนอยกวา Steal

- นาหนกเบา

- Aluminum naturally produces a protective

oxide coating which makes it

highly corrosion resistant

- Excellent at heat conducting

- ม Conductivity ความนาไฟฟาสง ใชเปน สาย PE ได


- Busbars ทหมฉนวน ของ Busways จะถก วางชดกนมาก

เรยกวา Sandwich Type

- Sandwich Type Busways มผลดงน

Impedance มคาตา ทาให คา S / C สงขน

Heat dissipation ดขน

Reduce voltage drop

- เรยกวา Low Impedance Busways


3. สวนประกอบตาง ๆ ของระบบ Busways

ระบบ Busways มสวนประกอบตาง ๆ

- Straight feeder Length

- Straight Length with plug- in

- Elbow

- Plug- in Unit

- Joint

- Connection fittings


ระบบ Busways



Straight feeder Length

คอ Busways ทใชในการสงผานพลงงานมากๆ

จากจดหนงไปยงอกจดหนง โดยระหวางทาง

วงจะ ไมม การตอแยก ไฟไปใช

หรอทเรยกทวไป วา Feeder Busways


Straight feeder Length


Straight Length with plug - in

คอ Busways ทมการใชงานเหมอนกบ

Feeder Busways แตกตางกนทจะ

มจด แยกตลอดความยาว ซงตอ ออกไปยง โหลดได

หรอทเรยกอกชอหนงวา Plug- in Busways


Straight Length with plug- in


Elbow

คอ ในการเดนระบบ Busways นนมทงเดนในและ

นอกของอาคารซงอาจจะตอง หกมม ลอดใตคาน

หรอ แยก Feeder ไปยงโหลดตางๆ ตามลกษณะ

ของโครงสรางของอาคาร เพอความสวยงามและ

ใหได ตามทออกแบบจงตองใช ของอ หรอ Elbow

ในการเดน ระบบ Busways


Elbow




Plug- in Unit

คอ อปกรณทใชงานรวมกบ

Straight Length with plug- in

โดยการแทปไฟฟาออกมาโดย Plug-in Unit

เปลยนจาก Feeder เปนสายไฟฟาออกไปยงโหลดได


Plug- in Unit


Joint

- Straight run จะมความยาวทอนละ 3.00 m

- ถาตองใชในงานทมความยาวมากกๆ ตองมการตอ

- ตวขอตอ เรยกวา Joint


Joint


Connection Fitting

คอ อปกรณทใชเชอมตอจากแหลงจายหรอ

เปนอปกรณ ทปดปลายของแตละ Feeder ดงรป


Connection Fitting



จากรป

- จะเหนไดวา Busways System มสวนประกอบมากมาย

- ดงนนการใช Busways System ของแตละสถานประกอบการ

จะตองมการทา Shop Drawing ซงแสดงสวนประกอบตาง ๆ

Busways System อยางละเอยด

- เพอใหบรษทผผลต ผลตตามนน Custom Made

และการตดตงจะไดทาไดอยางถกตอง


4. มาตรฐานของ Busways

Busways เปนอปกรณไฟฟาทสาคญจงตองม

มาตรฐานกากบ

มาตรฐานของ Busways ทมใชในปจจบน

- UL 857 Busways and Associated Fitting

- IEC 61439

Low - voltage switchgear

and controlgear assemblies


มาตรฐาน UL 857

- เปนมาตรฐาน Busways ทใชแพรหลายใน U.S.A.

- เมอเทยบกบมาตรฐานของ IEC แลวม

ขอกาหนดตางๆทไมเหมอนกน เชน

Temperature – rise Plated Busbar

ตองไมเกน 55 oC เปนตน


- ตาม UL 857

Temperature Plated Busbar = 95 oC

- ตาม IEC 61439

Temperature Busbar = 110 oC

- นแสดงวา Busways ตาม UL 857 มขนาดใหญกวา

Busways ตาม IEC 61439 มาก

ราคาแพงขนพอสมควร

- แตไมไดหมายความจะมคณภาพดกวา

เพราะตองดเรองอนประกอบดวย55ผศ. ประสทธ พทยพฒน

IEC 61439 Low – voltage switchgear and controlgear

assemblies

- Standard for all

Low - voltage switchgear and controlgear assemblies

- “ Combination of LV switching devices together with

associated control , measuring , sinalling , protective ,

regulating equipment , with all the electrical and

mechanical interconnections and structural parts “


Low - voltage switchgear and controlgear assemblies

- Power Switchgear and controlgear assemblies

- Distribution Boards

- Assemblies for power distribution

- Busbar Trunking Systems ( Busways )


IEC 61439 Low - voltage switchgear and controlgear

assemblies

Part 1 General Rules

Part 2 Power Switchgear and controlgear assemblies

Part 3 Distribution Boards

Part 4 Assemblies for construction sites

Part 5 Assemblies for power distribution

Part 6 Busbar Trunking Systems ( Busways )


-


-


มาตรฐาน IEC 61439 - 1

- Lays down the

definitions , service conditions

construction requirements

technical characteristics

verification requirements

for all assemblies

- 10 Design verification

- Cannot use alone use with other Parts


มาตรฐาน IEC 61439 Part 6

Busbar Trunking Systems ( Busways )

Definition

Busbar Trunking Systems ( Busways )

A type - tested assembly in the form of a conductor

system comprising busbars which are spaced and

supported by insulating material in a duct , trough

or similar enclosure


Busbar Trunking Unit

Complete with busbars, their supports

and insulation, external enclosure and

any fixing and connecting means to

other units, with or without tap-off facilities


Busbar Trunking unit with tap-off facilities

Designed to enable tap-off unit to be

installed at one or more point as

predetermined by the manufacturer


Busbar Trunking unit with trolley-type

tap-off facilities

Designed to permit the use of roller - or

brush - type tap-off units


Busbar Trunking adapter unit

Intended to connect two unit of the same

system but of different type or of different

rated current


Busbar Trunking thermal expansion unit

Intended to permit a certain movement in the axial

direction of the busbar trunking due to thermal

expansion of the system


นอกจากนยงมสวนประกอบอน เชน

Busbar Phase Transposition unit

Flexible Busbar Trunking unit

Busbar Trunking Feeder unit

Tap – off unit

Busbar Trunking unit for Building Movements

Busbar Trunking Fire Barrier unit

Busbar Trunking Fire Resistant unit


5. Design Verification

สาหรบ Busways มดงน

1 ) Verification of Strength of material and parts

2 ) Verification of the degree of protection of enclosures

3 ) Verification of clearances and creepage distances

4 ) Verification of Protection against electric shock

and integrity of protective circuits

5 ) Verification of dielectric properties


6 ) Verification of temperature-rise limits

7 ) Verification of short - circuit strength

8 ) Verification of mechanical operation

9 ) Verification of resistance to flame propagation

10 ) Verification of fire barrier in building penetration

การ Verification ทสาคญคอ

temperature-rise limits

short - circuit strength


Temperature Rise Test

- เพอทดสอบวาเมอใช Busways เตมพกด

อณหภมสวนตางๆ ของ Busways

จะมคาไมเกนคาใน Table 9

การทดสอบ Temp Rise ถอวา

เปนการทดสอบทสาคญทสดอยางหนง

การทดสอบ Temperature Rise ม 2 สวน

a) Busbar Trunking Unit

b) Tap - Off Unit


Temperature Rise Test


Busbar trunking Unit

- Straight length busbar trunking Units are joined together

Length ≥ 6 m

Including ≥ 2 joints

- Busbar trunking run

Supported Horizontally

Approximately 1 m form the floor


- Incoming terminals of the busbar

turnking feed unit connected

to LV Supply

The other end of conductors is short-circuited

- The test carried out for

3 phase system

At Rated Current In


- Test Current adjusted

to be substantially equal

in all phase conductors

- Any unintentional circulations of air

in to the busbar trunking run

shall be prevented

e.g. By closing the ends of

the trunking enclosure.


- The test time

Not exceeding 8 hIn practice, the condition is reached

when variation

does not exceed 1 K / h

- The Temp Rise of conductors and

corresponding parts recorded and

checked with Thermocouples

Located in the centre of each busbar trunking unit

and adjacent joints




- Temp Rise value comply with

IEC 61439 - 1 , Table 6

including Note ( d )

- Local ambient recorded in the vicinity of the

centre of the busbar trunking run

At the same level

Approximately distance 1 m


NoteBusbar trunking system accessories

e.g feed unit

elbow unit

flexible unit

etc

Can be incorporated in the most

appropriate position along the busbar

trunking run and are tested by the

same procedure


Tap - off unit

- A Temp Rise test shall be performed

on each type of size of the tap-off unit

- For the test

Tap-off unit shall carry its rated current ( i )

and Busbar trunking shall be supplied with

its rated current ( In )


- Temp Rise value comply with

IEC 61439 - 1 Table 6

including Note ( d )

- Temp Rise of incorporated components

e.g CB

shall comply with their relevant standards


- IEC 61439 - 1

Table 6 Temperature-rise limits

- Manual operating means

of metal 15 K ( c )

of insulating material 25 K ( c )


Note ( c )

Manual operating means mother Assembly

which are only accessible after the Assembly

has been opened.

e.g Draw -out handles which are operated

infrequently are allowed to assume a

25 K increase on these temperature-rise limits


- Accessible external enclosures and covers

metal surfaces 30 K ( d )

insulating surfaces 40 K ( d )


Note ( d )

In case of external surfaces of enclosures of

busbar trunking systems

which are accessible but do not need

to be touched during normal operation


Increase in temperature-rise limits

metal surfaces 25 K

insulating surfaces 15 K

∴ Temperature-rise limit

metal surfaces 30 + 25 = 55 K

insulating surfaces 40 + 15 = 55 K


- Busbars and conductors, plug-in

Contacts of removable or withdraw able

parts which connect to busbars

Temperature-rise limit ( Note g )

Limited by

mechanical strength of conductor materials

possible effect on adjacent equipment


- permissible temperature limit of the

insulating materials in contact with the conductor

- effect of the temperature of the conductor on

the apparatus connected to it

- for plug-in contactor, nature and surface

treatment of the contact material


Note ( g )

- Assembly all other criteria are met

a maximum temperature rise of 105 K

for bare copper and conductors shall not be exceeded

- The 105 K relates to the temperature

which annealing of copper is likely to occur

∴ Final temperature of copper busbar

35 + 105 = 140 K


Short - circuit withstand strength Test

- เมอเกด S / C จะมกระแสไหลผาน ปรมาณมาก

ทาใหเกดความเครยด 2 อยางขน

Mechanical Stress

Heating Stress

- Mechanical Stress คอแรง ทเกดขน ดงนนอปกรณตอง

แขงแรง คาแรงทเกดขนแปรตามคายอดของกระแส

Peak current

- 91ผศ. ประสทธ พทยพฒน

Short - circuit withstand strength Test

- Heating Stress คอความรอนทเกดขน จะแปรตาม

กระแส RMS และเวลา

- กระแสลดวงจรจะเปนคา RMS อยแลว

และเวลาเปน 1 s , 3 s


Short – circuit withstand strength Test- ทดสอบการทนตอการลดวงจร

- Busbar Trunking System shall be set up

as in normal use

- Assembly typifying the system and comprising

- One Busbar trunking Feeder unit

- Straight Length Busbar units ≤ 6 m

- At least one joint

- Components of the system not included

in the above test shall be tested separately


Table – Standard values for the factor n

RMS value of

short-circuit current

kA

Cos φ n

/ ≤ 5

5 < / ≤ 10

10 < / ≤ 20

20 < / ≤ 50

50 < /

0.7

0.5

0.3

0.25

0.2

1.5

1.7

2

2.1

2.2


Ipk = n x Ik

Example กระแสลดวงจร Ik = 65 kA

Ip k = n x Ik n = 2.2

= 2.2 x 65

= 143 kA


Dielectric properties Test

- ทดสอบคณสมบต Dielectric ตามแรงดน

Ue , Ui , Uimp ทระบไว

- Ue = 690 V

Ui = 1000 V

Uimp = 8 kV


The effectiveness of the protective circuit Test

- ทดสอบความคงทนของสายดน ( PE ) และ

การตอเขากบ Assembly

เมอเกด Short - Circuit ลงดน

วากระแสจะไหลลงดนไดสะดวกหรอไม


Clearances and creepage distances Test

- การวดระยะหางตาม

Rated Insulation Voltage Ui

Degree of Pollution ทระบ


Mechanical operation Test

- ทดสอบการทางานของสวนทเคลอนท

- ทดสอบ 50 operations


The degree of protection Test

- ทดสอบคา IP ทระบ

- IP 55 , IP 56 Indoor

- IP 66 , IP 67 0utdoor

- IP 68 Cast Resin Busways

100

ตวเลขตวท 1

ประเภทการปองกนวตถจากภายนอก

ตวเลขตวท 2

ประเภทการปองกนของเหลว

เลข ระดบการปองกน เลข ระดบการปองกน

0 ไมมการปองกน 0 ไมมการปองกน

1 ปองกนวตถทมขนาดใหญกวา

50 mm เชน สมผสดวยมอ

1 ปองกนหยดเฉพาะในแนวดง


12 mm เชน นวมอ

2 ปองกนหยดและนาสาดทามมไมเกน 15

องศากบแนวดง


2.5 mm เชน เครองมอ เสน

ลวด

3 ปองกนหยดและนาสาดทามมไมเกน 60

องศากบแนวดง


1 mm เชน เครองมอเลกๆเสน

ลวดเลกๆ

4 ปองกนนาสาดเขาทกทศทาง

5 ปองกนฝ น 5 ปองกนนาฉดเขาทกทศทาง

6 ผนกกนฝ น 6 ปองกนนาฉดอยางแรงเขาทกทศทาง

7 ปองกนนาทวมชวคราว

8 ปองกนนาเมอใชงานอยใตนา


Electrical characteristics Test

- The mean values of R , X and Z

are determined at the rated current In

- The test arrangement as used for the

temperature-rise test


Structural strength Test

- According to the mechanical load indicated

by the manufacturer

- Structural strength

a) For normal mechanical Loads

b) For heavy mechanical Loads

c) For special mechanical Loads


Resistance of insulating materials

to the abnormal heat Test

- According to IEC 6065 - 2 – 1

Resistance to flame – propagation Test

- To characterize the non-flame propagation properties

- According to IEC 60332 - 3


Fire - proofing in building penetrations Test

- To prevent the spread of fire

- According to ISO 834


Resistance to crushing Test

- A straight length of busbar trunking unit

( ex. 3 m or more ) shall withstand a crushing force of

a ) At least 4 times linear mass of the init

Normal mechanical load

b ) At least 4 times linear mass of the unit

plus 90 kg.

Heavy mechanical load



การรบรองการทดสอบ Certificate

- เนองจาก Busways เปนอปกรณทสาคญมาก

และมมาตรฐานควบคมอย

- การทดสอบตามมาตรฐาน ตองทาโดย สถาบนทดสอบ

ทมชอเสยง เชน

ASTA ( UK )

KEMA ( Netherland )

- ตองม Certificate เปนหลกฐาน

108


6. Electrical characteristics of Busways

Rated voltages

- Rated operational voltage ( Ue )

690 V , 400 V

- Rated insulation voltage ( Ui )

1000 V.


Rated current

- Rated current ( In )

เปนพกดของ Busways ซงเมอใชงานเตมพกด

อณหภม เพม Temperature - rise limits

ตองไมเกนคาทกาหนด

Rated current ( In ) ทนยมใชมดงน

800 A , 1000 A , 1250 A , 1600 A

2000 A , 2500 A , 3000 A ( 3200 A )

4000 A , 5000 A , 6000 A ( 6300 )


Rated Short – circuit Withstand

คาความคงทนตอกระแสลดวงจร

- Rated short - time current ( Icw )

50 kA , 65 kA , 1 s

- Rated peak withstand current ( Ipk )

105 kA , 143 kA


CU AL

Rated short - time ( kA ), Withstand Current ( t = 1s ) 50 50

Rated peak current ( kA ) 105 105

R20 ( mΩ / m ) .042 .050

R80 ( mΩ / m ) .053 .063

X1 ( mΩ / m ) .016 .011

PE ( mΩ / m ) at 20oC .017 .017

Voltage drop P.F 1.00

Concentrated Load

V/m 0.90

0.80

0.114

0.118

0.113

0.137

0.134

0.124

พกดทสาคญ ของ BuswaysBusways 1250 A, 3 ph 4 w , 230 / 400 V


7. การเลอกคา Short – Circuit สาหรบ Busways

การเลอกคา พกด Short - Circuit ของ Busways

อาจแบงเปน 2 สวน

1 ) พกด Short – Circuit ของ Busways

2 ) พกด Short – Circuit ของ Plug - in


1) คาพกด Short – Circuit สาหรบ Busways

Busways โดยทวไปตอจาก ต MDB ซงตอมาจาก

ขว LV ของหมอแปลง

กระแส S / C ทขว LV ของหมอแปลง ขนอยกบ

- ขนาดของระบบไฟฟา ทางดาน MV

Short Circuit Capacity โดยทวไปใช 500 MVA

- ขนาดพกดของหมอแปลง และ % U


การคานวณ กระแส S / C ทขว LV ของหมอแปลง


MDB

1600 kVA22kV/400V

%U = 6

Scc = 500 MVA

วธคานวณ

Scc = 500 MVA at 22kV

Transformer = 1600 kVA , %U = 6

ZQt = 0.04 + j 0.35 mΩ

ZT = 1.24 + j 5.87 mΩ


ZQt + ZT = 1.28 + j 6.22 mΩ

|Z| = 6.35 mΩ

IK = =

= 36.4 kA


Un3 ZK

400

3 x 6.35

- คากระแสลดวงจรทางดานแรงดนตาของหมอแปลง ดงตาราง

- คากระแสลดวงจรน โดยทวไป จะเปนคาในเกณฑสง

- อยางไรกตามเพอความปลอดภยอาจเผอไว 25 %



ตาราง คากระแสลดวงจรทขวแรงตาของหมอแปลง ( 230/400 V )

คากระแสลดวงจร ( kA )

ขนาดพกดหมอ

แปลง

ความจลดวงจร ( MVA )

( kVA ) 350 500 Infinite Bus

315 11.1 11.2 11.4

400 14.0 14.1 14.4

500 17.4 17.6 18.0

630 21.7 22.0 22.7

800 18.5 18.7 19.3

1000 22.9 23.2 24.1

1250 28.2 28.8 30.1

1600 35.5 36.4 38.5

2000 43.6 44.8 48.1

2500 53.2 55.1 60.1

- จากตาราง จะเหนไดวา

หมอแปลงขนาด 315 – 1600 kVA

คากระแสลดวงจรนอยกวา 50 kA

จงสามารถใช Busways 50 kA ได


- จากตาราง จะเหนไดวา

หมอแปลงขนาด 2000 kVA

ใช Busways 50 , 65 kA

หมอแปลงขนาด 2500 kVA

ใช Busways 65 , 80 kA


2 ) คาพกด Short – Circuit สาหรบ Plug- in

พกด Short – Circuit สาหรบ Plug- in ขนอยกบ

- ขนาดของระบบไฟฟา ทางดาน MV

- ขนาดพกดของหมอแปลง และ % U

- ขนาด Plug- in Busways

- ความยาวของ Plug- in Busways


การคานวณ S / C สาหรบ Plug- in ของ Busways


Busways 1250 A จาก Catalog

R20 = 0.042 mΩ/m

X = 0.016 “

RL = R2o + j X

= 0.042 + j 0.016 mΩ/m

ทขว LV หมอแปลง 1600 kVA

ZK = ZQt + ZT

ZQt = 0.04 + j 0.35

ZT = 1.24 + j 5.87

ZQt + ZT = 1.28 + j 6.22 mΩ


ท 0 m

IK = =

= 36.4 kA

ท 25 m Busways 1250 A

Zk = 1.28 + j 6.22 + 25 ( 0.042 + j0.016 )

= 2.33 + j 6.22

|Z| = 7.02 mΩ

IK = = 32.9 kAผศ. ประสทธ พทยพฒน 126

Un3ZK

400

3x6.34

400

3 x 7.02


กระแสลดวงจรสมมาตรสามเฟส ท 400 V ในหนวย kA

พกดหมอแปลง

( kVA )

ขนาด

Busways

( A )

ระยะหางจากหมอแปลงถงตาแหนงทเกดลดวงจร (เมตร)

0 25 50 75 100 125 150

1600

1100 36.4 32.4 28.7 25.4 22.6 20.2 18.3

1250 36.4 32.9 29.6 26.7 24.2 22.0 20.1

1600 36.4 33.6 30.9 28.4 26.2 24.2 22.5

8. Busways Eathing Bus

ตวนา Ground หรอ PE เบนทางไหลกลบของ Ground Fault

ตวนา Ground ตองม ขนาดเพยงพย

ตวนา Ground ( Earth ) ของ Busways ทาได 2 วธ

1) Internal Earth Bar

2) Integral Earth Bar


1) Internal Earth Bar

ใหม Earth Bar อก 1 ชด ภายใน Enclosure

ของ Busways ทาใหมทงหมด 5 Bars

3 ph + N + G = 5

Earth Bar มขนาด 50 % Phase Bar


2) Integral Earth Bar

ใช Enclosure ซงทาดวยโลหะอยแลวเปน Earth Bar.

ถา Enclosure เบน Extruded Aluminum

พนทหนาตดเพยงพอ ทใชเปน Earth Bar ได

ถา Enclosure เบน Steel

พนทหนาตดไมเพยงพอ เนองจาก Steel ม Conductivity

นอยกวา Aluminum จาเปนตอง

ม Earth Bar อกชด ตดตงแนบอยภายนอก



9. Volatage Drop of Busways

3.6 แรงดนตกสาหรบระบบแรงตา ( จากมาตรฐาน )

1. กรณรบไฟแรงตาจากการไฟฟา

แรงดนตกคดจากเครองวดฯ จนถงจดใชไฟจดสดทาย

รวมกน ตองไมเกน 5 % จากระบบแรงดนทระบ

2. กรณรบไฟแรงสงจากการไฟฟา

แรงดนตกคดจากบรภณฑประธานแรงตา

จนถงจดใชไฟจดสดทาย

รวมกน ตองไมเกน 5 % จากระบบแรงดนทระบ


- แรงดนตกสาหรบระบบแรงตาจากจดรบไฟ

จนถงจดใชไฟจดสดทายรวมกน

ตองไมเกน 5 %

จากแรงดนทระบ

เชน แรงดนระบ 400 V

แรงดนตกตองไมเกน 5 % ของ 400 V

= 20 V


แรงดนตกจาก สายประธาน ( Service )

ไปยงโหลด ( Load ) 5 %

อาจแยกออกเปน

แรงดนตกใน สายปอน ( Feeder ) 2 - 3 %

แรงดนตกใน วงจรยอย ( Branch Circuit ) 2 - 3 %

รวม ไมเกน 5 %


Voltage drop ของ Busways Annex AA ( Informative)

U = k x √3 ( R1 Cos ø + X1 Sin ø ) x IB x L

Where

U = Voltage drop ( V )

R1 , X1 = คาท Operating Temperate ( Ω / m )

IB = กระแส ( A )

L = ความยาว ( m )

Cos ø = คา Power Factor

k = Load Distribution Factor


Load Distribution Factor k

= 1 If the load is concentrated at the end of BT run

= ( n + 1 ) / 2n If the load is uniformly spread

between n branches

n = 5 k = ( 5 + 1 ) / 2 x 5 = 0.63

n = 8 k = ( 8 + 1 ) / 2 x 8 = 0.56

n = 10 k = ( 10 + 1 ) / 2 x 10 = 0.55


คา k ตามลกษณะการจายโหลด


VD ตามลกษณะการจายโหลด

1 ) k = 1.00

ใชสาหรบ Concentrated Load

แหลงจาย อยดานหนง

ใหลดอยท ปลายอกดานหนง

1 ) k = 0.50

ใชสาหรบ Distributed Load

แหลงจาย อยดานหนง

ใหลดอยท Plug – in ซงมตลอดความยาว138ผศ. ประสทธ พทยพฒน

3 ) k = 0.25

ใชสาหรบ Concentrated Load

แหลงจาย อยตรงกลางของ Busways

ใหลดอยท ปลาย 2 ดาน

4 ) k = 0.125

ใชสาหรบ Distributed Load

แหลงจาย อยทตรงกลาง Busways

ใหลดอยท Plug – in ซงมทง 2 ดาน ตลอดความยาว


Example Busways 1100 A , 3 ph , 4 w , 230 / 400 V

ตวนาเปน Copper ยาว 100 m

ใช เตมพกด Load P.F. = 0.90

ใหคานวณหา VD เมอ

1 ) Load เปน Concentrated Load

2 ) Load เปน Distributed Load


วธทา

VD of Busways 2 - 3 %

a) จากคาตาราง P.F. 0.90 , Concentrated Load

V / m = 0.113

VD = 100 x 0.113

= 11.3 V

= ( 11.3 / 400 ) x 100

= 2.83 %


วธทา ( ตอ )

b) Load เปน Distributed Load , k = 0.5

VD = k x Δu x ( Concentrated )

= 0.5 x 2.83

= 1.42 %


การคานวณ VD จาก Catalog ของบรษทผผลต

และจาก Program Computer

บรษทผผลตจะไห คา VD เปน V/m

ท P.F. คาหนง และท Rated Current

คา VD เปน V/m น สามารถนาไปคานวณ VD ได



ตวนาเปน Copper ใชเปน Feeder ยาว 150 m

VD เปน 0.118 V/m

ท P.F. 90 % และท Rated Current

ถาโหลด 1000 A , Load P.F. = 0.90

ใหคานวณหา VD เมอ

เปน Concentrated Load


Concentrated Load


MDB

1000 A

150 m

VD = ( V/m ) x I x L / In

= 0.118 x 1000 x 150 / 1250

= 14.2 V

= (14.2 / 400 ) x 100

= 3.54 %



ตวนาเปน Copper ใชเปน Plug - in Busways

ยาว 150 m

VD เปน 0.118 V/m ท P.F. 90 % และท Rated Current

มโหลดตาง ๆ ตามรป รวม 1000 A , Load P.F. = 0.90

ใหคานวณหา VD ทโหลดไกลสด

เปน Distributed Loads

ตอง คานวณหา VD เปนสวน ๆ แลวนามารวมกน


Distributed Load


200 A

MDB

200 A 200 A 200 A 200 A

60 m 20m 25m25m20m

VD1VD4 VD3VD5 VD2

VD1 = 0.118 x 25 x 200 / 1250 = 0.472 V

VD2 = 0.118 x 25 x 400 / 1250 = 0.944 V

VD3 = 0.118 x 20 x 600 / 1250 = 1.132 V

VD4 = 0.118 x 20 x 800 / 1250 = 1.510 V

VD5 = 0.118 x 60 x 1000 / 1250 = 5.664 V

Total VD = 9.722 V

= ( 9.722 / 400 ) x 100

= 2.43 %


10 . Rated Diversity Factor ( RDF )

- All circuits are individually capable of carrying

their rated current continuously

- In practice , not all circuits are normally required

to carry rated current continuously and simultaneously

- RDF can be used



Number of main

Outgoing Circuit Rated Diversity Factor

2 and 3

4 and 5

6 to 9 inclusive

10 ( and above )

0.9

0.8

0.7

0.6

Table 101 Rated Diversity factor far a Tap – off unit

การใช Rated Diversity Factor ( RDF )

ตวอยาง Busways ชดหนงจายโหลดซงประกอบดวย

Plug - in 10 ชด

แตละชดม CB 200 A

ใหหาขนาด Busways ทเหมาะสม


Case 1

ใช เตมพกด CB Plug- in โดย ไมมการใช RDF

10 x 200 = 2000 A

เลอกใช Busways 2000 A

Case 2

ใช 80 % CB Plug- in โดย ไมมการใช RDF

10 x 200 x 0.8 = 1600 A



Case 3

ใช เตมพกด CB Plug- in โดย มการใช RDF

Plug- in 10 units RDF = 0.6

10 x 200 x 0.6 = 1200 A


Case 4

ใช 80 % CB Plug- in โดย มการใช RDF

Plug- in 10 units RDF = 0.6

10 x 160 x 0.6 = 960 A



11. ปญหา Harmonic Current สาหรบ Busways

- Harmonic Currents ทเกดจาก Non - linear Loads

มมากขนเรอย ๆ

- Most Common Non – linear Loads

Rectifiers

Fluorescent Lighting

Computer

Office electronic equipments


- Harmonic Currents Order 3 ของ ระบบไฟฟา 3 ph , 4 w

จะไมหกลางกน แตจะรวมกน

เชน ถาระบบไฟฟา 3 ph, 4 w ,

ม 3rd Harmonic 33 % กระแสพกด

กระแสทไหลใน Neutral

จะกลายเปน 3 x 33 = 99 %

มกระแสไหล ในสาย Neutral เกอบเทา กระแสพกด

- ความรอนใน Busways เพมขน


การเลอก Busways ทจะใชกบระบบไฟฟา ทม Harmonic นน

- ตองรวาม Harmonic ประมาณเทาใด

โดยเฉพาะ 3rd Harmonic

จงสามารถเลอกขนาด Busways ไดอยางถกตอง


Estimating THD and 3rd Harmonic

- การม 3rd Harmonic ในระบบไฟฟา ขนอยกบ Application

- ตองม In - depth study ของแตละ Non - linear Loads

เพอหา 3rd Harmonic

- Assuming that H3 เปน Harmonic สวนมาก

คา THD จะใกลกบ H3

- ม Factors สาคญคอปรมาณของ

Non - linear Loads

Linear Loads



การเลอกใช Busways สาหรบ Harmonic Load

ม 2 วธ คอ

1. เลอกขนาด Neutral โตขน

2. เลอกพกด Busways ขนาดพกดโตขน ถดไป


1. เลอกขนาด Neutral โตขน

เพอให Neutral Bar สามารถรองรบกระแส

ทเกดขนจาก Harmonic ได

บรษทผผลตหลายแหงจะออกแบบใหม

Neutral Bar 200 % ของ Phase Bar


2. เลอกพกด Busways ขนาดพกดโตขน ถดไป

วธนผออกแบบ ตองทราบ หรอ ประมาณ Harmonic ได

ถาระบบมปรมาณ Harmonic ซงดไดจากคา THD

a ) Harmonic ไมมาก THD ≤ 15 %

b ) Harmonic มากปานกลาง THD > 15 % < 33 %

c ) Harmonic มากมาก THD > 33 %


เลอกพกด Busways ขนาดพกดโตขน ถดไป

มขอดคอ

- กาลงสญเสยในตวนาจะนอยลง

Busways โตขน Resistance จะตาลง

และใชแค 80 % Loss เหลอ 64 %

- Busways ขนาดโตขน มขนาดมต โตขน

มพนทระบายความรอนมากขน

- สามารถใช Standard Busways ได

แบบ 3 ph , 4 w Full Neutral163ผศ. ประสทธ พทยพฒน


การเลอก Busways ทาไดโดย เลอกพกด Busways ถดไป

เชน ถาคานวณ Demand Load ได 800 A

1) THD < 15 %

เลอกได Busways พกดปกต 800 A

2) THD > 15 % < 33 %

เลอกได Busways พกดถดไป 1000 A


การเลอก Busways ทาไดโดย เลอกพกด Busways ถดไป

เชน ถาคานวณ Demand Load ได 800 A

3) THD > 33 %

เลอกได Busways พกดถดไป 2 ขน 1250 A

วธเลอก Busways แบบน สามารถใช Busways

แบบมาตรฐานได คอ Busways 3 ph , 4w , Full Neutral


ตองการมความรทนโลก

ตองใหเวลาในการศกษา

ดวยความปรารถนาด

จาก

ผศ. ประสทธ พทยพฒน


Documents

Busbar Trunking Systems ( Busways ) · PDF fileIEC 61439 Low - voltage switchgear and controlgear assemblies Part 1 General Rules. ... IEC 61439 - 1 - Lays down the