ระบบป้องกันแบบทั่วไปสำหรับ RMU: LBS-Fuse, CB + Relay และระบบอัตโนมัติสำหรับสายจ่ายไฟ

ระบบป้องกันแบบทั่วไปสำหรับ RMU: LBS-Fuse, CB + Relay และระบบอัตโนมัติสำหรับสายจ่ายไฟ

RMU มักถูกอธิบายว่าเป็นอุปกรณ์ประเภท “การสลับ” แต่การตัดสินใจด้านการป้องกันจะเป็นตัวกำหนดว่า RMU นั้นสามารถจำกัดความเสียหายและคืนการให้บริการกลับมาได้ดีเพียงใดในช่วงที่เกิดข้อบกพร่อง ระบบการป้องกัน RMU ที่ใช้กันทั่วไปสามารถแบ่งออกได้เป็นสามกลุ่มหลัก ดังนี้: ตัวแยกโหลด + ฟิวส์ , เบรกเกอร์วงจร + รีเลย์ , และ การออกแบบสายจ่ายไฟแบบพร้อมใช้งานสำหรับระบบอัตโนมัติ .

บทความนี้อธิบายวิธีการทำงานของแต่ละระบบ สถานการณ์ที่เหมาะสมในการใช้งาน และรายการข้อกำหนดที่คุณควรตรวจสอบให้สอดคล้องกันก่อนดำเนินการจัดซื้อ

ระบบแบบที่ 1: ตัวแยกโหลด (LBS) + ฟิวส์ สำหรับสายจ่ายไฟหม้อแปลง

นี่คือหนึ่งในระบบสายจ่ายไฟหม้อแปลงที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดใน RMU สำหรับระบบจ่ายไฟ โดยสายจ่ายไฟแบบริงมักใช้เป็นทางแยกโหลด (LBS ways) ส่วนสายจ่ายไฟหม้อแปลงจะใช้สวิตช์แบบมีฟิวส์

วิธีการป้องกัน: ฟิวส์ทำหน้าที่ตัดวงจรลัดวงจรที่เกิดขึ้นทั้งฝั่งหม้อแปลงและฝั่งแรงดันต่ำ (LV) ซึ่งสะท้อนกลับมาถึงฝั่งแรงดันกลาง (MV) ขณะที่สวิตช์แยกวงจรแบบโหลด (LBS) ให้ความสามารถในการเปิด-ปิดวงจรและแยกวงจรอย่างปลอดภัย

การประยุกต์ใช้งานที่เหมาะสมที่สุด:

• หม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับจ่ายไฟแบบมาตรฐานที่มีความต้องการระบบป้องกันแบบทั่วไป
• สถานที่ที่ให้ความสำคัญกับความเรียบง่ายและซับซ้อนน้อยลงตลอดอายุการใช้งาน
• เครือข่ายที่ไม่จำเป็นต้องมีการประสานงานการทำงานของรีเลย์ (relay coordination) ที่แต่ละคูหา (kiosk)

สิ่งที่ควรระบุไว้: ชนิดและค่ากระแสของฟิวส์ ข้อกำหนดเกี่ยวกับการใช้งานของตัวกระตุ้น (striker) การแสดงสถานะ และขั้นตอนการเปลี่ยนฟิวส์อย่างปลอดภัย

แบบแผนที่ 2: เบรกเกอร์แบบสุญญากาศ (VCB) พร้อมรีเลย์ป้องกัน

หน่วยกระจายกำลังแบบเบรกเกอร์ (RMUs) ใช้เมื่อมีความต้องการการประสานงานระบบป้องกัน การควบคุมอัตโนมัติ หรือภาระงานที่สูงขึ้น โดยเบรกเกอร์ที่จ่ายกระแสจะใช้ทรานส์ฟอร์เมอร์วัดกระแส (CTs) และรีเลย์เพื่อตัดวงจรเมื่อเกิดข้อผิดพลาด

วิธีการป้องกัน: ฟังก์ชันของรีเลย์ (เช่น กระแสเกิน กระแสลัดวงจรต่อพื้น และฟังก์ชันทิศทางเมื่อจำเป็น) จะสั่งให้เบรกเกอร์ตัดวงจรอย่างรวดเร็ว ทั้งนี้สามารถปรับแต่งค่าการตั้งค่าระบบป้องกันได้เพื่อให้เกิดการประสานงานและการเลือกตัดเฉพาะจุด (coordination and selectivity)

การประยุกต์ใช้งานที่เหมาะสมที่สุด:

• โหลดที่สำคัญหรือสายจ่ายไฟสำหรับอุตสาหกรรมที่ต้องการความสามารถในการเลือกแยก (selectivity) และการควบคุมจากระยะไกล
• เครือข่ายที่มีระดับกระแสลัดวงจรสูง ซึ่งไม่นิยมใช้ระบบฟิวส์
• โครงการที่ต้องการการผสานรวมกับระบบ SCADA และความต้องการในการกู้คืนระบบจากระยะไกล

สิ่งที่ควรระบุไว้: อัตราส่วนและชนิดของ CT ฟังก์ชันของรีเลย์ แรงดันขดลวดเปิด-ปิด (trip coil/control voltage) และข้อกำหนดเกี่ยวกับการบันทึกเหตุการณ์

โครงสร้างแบบที่ 3: RMU พร้อมใช้งานสำหรับระบบอัตโนมัติ (FPI + การขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ + Remote IO)

ระบบอัตโนมัติของสายจ่ายไฟไม่ได้หมายถึงเพียงแค่การใช้เบรกเกอร์เท่านั้น หลายหน่วยงานสาธารณูปโภคจึงติดตั้ง RMU ที่พร้อมใช้งานสำหรับระบบอัตโนมัติ ซึ่งประกอบด้วย:

• ตัวบ่งชี้การผ่านข้อบกพร่อง (FPI): เพื่อระบุตำแหน่งจุดเกิดข้อผิดพลาดได้อย่างรวดเร็วในเครือข่ายสายเคเบิล
• LBS แบบขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์: การสั่งเปิด-ปิดจากระยะไกลเพื่อแบ่งส่วนระบบ
• อินพุต/เอาต์พุตของหน่วยควบคุมระยะไกล (RTU IO): สถานะ แจ้งเตือน และการควบคุม

มันช่วยอย่างไร: โดยลดเวลาในการระบุตำแหน่งข้อผิดพลาดและเปิดโอกาสให้ฟื้นฟูระบบจากระยะไกล โดยเฉพาะในเครือข่ายแบบวงแหวนที่มีเคาน์เตอร์หลายจุด

สิ่งที่ควรระบุไว้: ความคาดหวังเกี่ยวกับอินเทอร์เฟซการสื่อสาร กลยุทธ์การจ่ายพลังงานสำหรับระบบควบคุม รายการอินพุต/เอาต์พุต (IO list) และข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์ (ถ้ามี)

ข้อพิจารณาเกี่ยวกับการป้องกันกระแสลัดวงจรลงดิน

พฤติกรรมของกระแสลัดวงจรลงดินขึ้นอยู่กับวิธีการต่อสายดินของระบบ (แบบต่อตรง แบบต่อผ่านตัวต้านทาน หรือแบบไม่ต่อสายดิน) ระบบการป้องกันของท่านจะต้องสอดคล้องกับวิธีการต่อสายดินของเครือข่าย ตัวอย่างเช่น:

• ระบบที่ต่อสายดินแบบต่อตรงสามารถใช้ค่าเกณฑ์กระแสลัดวงจรลงดินเกิน (earth-fault overcurrent thresholds) แบบดั้งเดิมได้
• ระบบที่ต่อสายดินผ่านตัวต้านทานอาจจำเป็นต้องปรับความไวของการตรวจจับ
• ระบบที่ไม่ต่อสายดินหรือระบบที่มีการชดเชยมักจำเป็นต้องใช้ระบบป้องกันกระแสลัดวงจรลงดินแบบมีทิศทาง (directional earth-fault protection) และต้องประสานงานกันอย่างระมัดระวัง

โปรดระบุวิธีการต่อสายดินในเอกสาร RFQ สำหรับ RMU ของท่าน หากไม่ระบุ สมมุติฐานเกี่ยวกับระบบป้องกันจะแตกต่างกันออกไป

รายการตรวจสอบก่อนจัดซื้อระบบป้องกันสำหรับ RMU

• แผนผังแบบเส้นเดียว: จำนวนวงจรแบบแหวน ประเภทของหม้อแปลงที่จ่ายไฟ และแหล่งจ่ายไฟเพิ่มเติมอื่นๆ
• ข้อมูลเครือข่าย: ระดับกระแสลัดวงจรที่ตู้กระจายไฟ (kiosk) วิธีการต่อสายดิน และความคาดหวังในการประสานงาน
• ขอบเขตระบบอัตโนมัติ: แบบควบคุมด้วยมือเท่านั้น หรือแบบมีมอเตอร์ขับเคลื่อน; ควบคุมเฉพาะในพื้นที่เท่านั้น หรือควบคุมผ่านระบบ SCADA
• ความต้องการการวัดค่า: ข้อกำหนดเกี่ยวกับหม้อแปลงวัดกระแส (CT) และหม้อแปลงวัดแรงดัน (VT) หากจำเป็นต้องใช้สำหรับการเรียกเก็บค่าไฟฟ้าหรือการตรวจสอบ
• ข้อกำหนดการทดสอบ: รายการการทดสอบก่อนส่งมอบ (FAT) และการทดสอบการทำงานของระบบล็อกเชื่อมโยง (interlocks) และสัญญาณเข้า-ออก (IO)

ลิงก์ภายใน

สำหรับหมวดหมู่ผลิตภัณฑ์ RMU และการอภิปรายเกี่ยวกับการกำหนดค่า: หน่วยเมนริง .

สำหรับอุปกรณ์ป้องกัน MV โดยทั่วไปและชุดประกอบที่เกี่ยวข้อง: สวิตช์เกียร์ .

สรุป

ไม่มีระบบป้องกัน RMU แบบใดแบบหนึ่งที่ถือว่า "ดีที่สุด" โดยเฉพาะ ระบบ LBS + ฟิวส์ มีความเรียบง่ายและได้รับการพิสูจน์แล้วว่าใช้งานได้ดีสำหรับสายจ่ายไฟให้หม้อแปลงหลายประเภท ส่วนระบบเบรกเกอร์ + รีเลย์ สามารถให้ความสามารถในการเลือกแยก (selectivity) และระบบอัตโนมัติได้ ขณะที่ RMU ที่พร้อมสำหรับระบบอัตโนมัติจะช่วยลดระยะเวลาการหยุดให้บริการโดยการปรับปรุงการระบุตำแหน่งข้อผิดพลาดและการกู้คืนระบบจากระยะไกล ทั้งนี้ ควรเลือกระบบป้องกันตามระดับกระแสลัดวงจร วิธีการต่อกราวด์ ความสำคัญของโหลด และรูปแบบการดำเนินงานของเครือข่าย

ข้อเสนอแนะเกี่ยวกับภาพ

• Image: https://www.enweielectric.com/products/rmu
• ALT: "ระบบป้องกัน RMU สำหรับสายจ่ายไฟให้หม้อแปลงและสายจ่ายไฟแบบวงแหวน"
• Image: https://www.enweielectric.com/products/current-transformers
• ALT: "หม้อแปลงกระแสที่ใช้สำหรับการวัดของรีเลย์ป้องกัน RMU"