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