Q&A เกี่ยวกับการป้องกันด้วยไมโครคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อัตโนมัติ: อธิบายฟังก์ชันหลักและการใช้งานที่จำเป็น

ไมโครคอมพิวเตอร์คืออุปกรณ์ป้องกันอะไร?

คำตอบ: อุปกรณ์ป้องกันไมโครคอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์อัตโนมัติที่สามารถตรวจจับข้อผิดพลาดหรือสภาพการทำงานที่ผิดปกติของอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในระบบไฟฟ้า และทำการทริปวงจรเบรกเกอร์หรือส่งสัญญาณเตือน

ฟังก์ชันพื้นฐานของอุปกรณ์ป้องกันไมโครคอมพิวเตอร์คืออะไร?

คำตอบ:

• แยกอุปกรณ์ที่มีปัญหาออกจากระบบโดยการทริปวงจรเบรกเกอร์อย่างอัตโนมัติ รวดเร็ว และเลือกสรร เพื่อให้อุปกรณ์ที่ไม่มีปัญหารีสตาร์ททำงานตามปกติอย่างรวดเร็วและป้องกันความเสียหายเพิ่มเติมต่ออุปกรณ์ที่มีปัญหา

• ตรวจจับสภาพการทำงานที่ผิดปกติของอุปกรณ์ไฟฟ้า และตามความต้องการในการบำรุงรักษา ทริกเกอร์สัญญาณเตือนหรือดึงอุปกรณ์ที่อาจเสียหายหรือกลายเป็นปัญหาหากยังคงใช้งานต่อไป การป้องกันรีเลย์ที่ตอบสนองต่อสภาพการทำงานที่ผิดปกติโดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องดำเนินการทันทีและอาจรวมถึงการล่าช้า

ข้อกำหนดพื้นฐานสำหรับอุปกรณ์ป้องกันไมโครคอมพิวเตอร์คืออะไร?

คำตอบ: อุปกรณ์ป้องกันไมโครคอมพิวเตอร์มีบทบาทสำคัญในการรับประกันการดำเนินงานที่ปลอดภัย สมบูรณ์ และเชื่อถือได้ของระบบไฟฟ้าและการกำจัดข้อผิดพลาดอย่างรวดเร็ว ดังนั้น ระบบป้องกันรีเลย์ต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดต่อไปนี้:

• การเลือกสรร: เมื่อมีข้อผิดพลาดในระบบ อุปกรณ์ป้องกันควรแยกเฉพาะอุปกรณ์ที่มีปัญหาเท่านั้น เพื่อให้อุปกรณ์ที่ไม่มีปัญหายังคงทำงานต่อไป ทำให้พื้นที่ที่หยุดทำงานน้อยลงและบรรลุการดำเนินการแบบเลือกสรร

• ความเร็ว: หลังจากมีข้อผิดพลาดในระบบ หากไม่สามารถกำจัดข้อผิดพลาดได้อย่างรวดเร็ว มันอาจขยายใหญ่ขึ้น ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการลัดวงจร แรงดันไฟฟ้าลดลงอย่างมาก ทำให้มอเตอร์ใกล้จุดที่มีข้อผิดพลาดชะลอตัวหรือหยุดทำงาน ทำให้การผลิตปกติถูกขัดขวาง นอกจากนี้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่สามารถส่งพลังงานได้ในระหว่างข้อผิดพลาด อาจทำให้ระบบไม่เสถียร ยิ่งกระแสข้อผิดพลาดยิ่งนาน ความเสียหายก็ยิ่งรุนแรง ดังนั้น หลังจากมีข้อผิดพลาด ระบบป้องกันควรดำเนินการอย่างรวดเร็วเพื่อกำจัดข้อผิดพลาด

• ความไว: อุปกรณ์ป้องกันต้องตรวจจับข้อผิดพลาดและสภาพการทำงานที่ผิดปกติภายในเขตป้องกันของตนได้อย่างเชื่อถือได้ หมายความว่ามันควรมีความไวในการทำงานไม่เพียงแค่ในระหว่างการลัดวงจรสามเฟสภายใต้เงื่อนไขการดำเนินงานสูงสุด แต่ยังรวมถึงการลัดวงจรสองเฟสที่มีความต้านทานการเปลี่ยนแปลงสูงภายใต้เงื่อนไขการดำเนินงานต่ำสุด ขณะเดียวกันก็ยังคงความไวและทำงานได้อย่างเชื่อถือได้

• ความเชื่อถือได้: ความเชื่อถือได้ของระบบป้องกันเป็นสิ่งสำคัญ มันไม่ควรล้มเหลวในการทำงานเมื่อมีข้อผิดพลาดภายในเขตป้องกันของตน หรือทำงานผิดพลาดเมื่อไม่มีข้อผิดพลาด อุปกรณ์ป้องกันที่ไม่เชื่อถือได้ หลังจากการติดตั้งแล้ว อาจกลายเป็นแหล่งของการขยายหรือแม้กระทั่งการเกิดอุบัติเหตุโดยตรง

อธิบายสั้นๆ เกี่ยวกับการป้องกันด้วยไมโครคอมพิวเตอร์ที่ใช้สำหรับหม้อแปลงและฟังก์ชันของแต่ละอัน

คำตอบ: หม้อแปลงเป็นอุปกรณ์ที่สำคัญในระบบไฟฟ้า ข้อผิดพลาดของหม้อแปลงส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อความน่าเชื่อถือในการจ่ายไฟและการทำงานปกติของระบบ หม้อแปลงขนาดใหญ่มีมูลค่าสูงมาก ดังนั้นต้องติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้สูงตามความจุและความสำคัญของหม้อแปลง

ข้อผิดพลาดของหม้อแปลงสามารถแบ่งออกเป็นข้อผิดพลาดภายในและข้อผิดพลาดภายนอกแท้งค์

• ข้อผิดพลาดภายในแท้งค์หลัก ๆ ได้แก่: ลัดวงจรระหว่างเฟส ลัดวงจรระหว่างห่วง และลัดวงจรเฟสเดียว กระแสลัดวงจรสร้างอาร์กไฟฟ้าที่สามารถเผาไหม้ขดลวดฉนวนและแกน และอาจทำให้น้ำมันหม้อแปลงระเหิดอย่างรุนแรง นำไปสู่การระเบิดของแท้งค์

• ข้อผิดพลาดภายนอกแท้งค์ได้แก่:ลัดวงจรระหว่างเฟสและลัดวงจรเฟสเดียวบนบูชและสายนำออก

• สภาพการทำงานที่ผิดปกติได้แก่: กระแสเกินเนื่องจากลัดวงจรภายนอก การโหลดเกินเนื่องจากสาเหตุต่าง ๆ และระดับน้ำมันต่ำภายในแท้งค์

ตามประเภทของข้อผิดพลาดและสภาพการทำงานที่ผิดปกติ ควรติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันต่อไปนี้:

• การป้องกันแก๊ส (Buchholz) สำหรับลัดวงจรภายในแท้งค์และระดับน้ำมันต่ำ

• การป้องกันทางดิฟเฟอเรนเชียลหรือการป้องกันกระแสเกินทันทีสำหรับลัดวงจรหลายเฟสในขดลวดและสายนำ ลัดวงจรบนขดลวดและสายนำในระบบกราวด์กระแสสูง และลัดวงจรระหว่างห่วง

• การป้องกันกระแสเกิน (หรือการป้องกันกระแสเกินด้วยการเริ่มต้นด้วยแรงดันผสมหรือการป้องกันกระแสลบลำดับที่สอง) สำหรับลัดวงจรระหว่างเฟสภายนอก เป็นการป้องกันสำรองสำหรับการป้องกันแก๊สและการป้องกันทางดิฟเฟอเรนเชียล (หรือการป้องกันกระแสเกินทันที)

• การป้องกันกระแสลำดับที่ศูนย์สำหรับลัดวงจรภายนอกในระบบกราวด์กระแสสูง

• การป้องกันโหลดเกินสำหรับโหลดเกินสมมาตร ฯลฯ

มีการป้องกันใดบ้างที่ติดตั้งสำหรับหน่วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า-หม้อแปลง (Gen-Transformer) ขนาด 600MW?

คำตอบ:

• การป้องกันทางดิฟเฟอเรนเชียลของหน่วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้า-หม้อแปลง

• การป้องกันทางดิฟเฟอเรนเชียลแนวตั้งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

• การป้องกันทางดิฟเฟอเรนเชียลของหม้อแปลงหลัก

• การป้องกันการขาดการกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

• การป้องกันการออกสเต็ปของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

• การป้องกันการส่งกำลังกลับของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

• การป้องกันความถี่ต่ำของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

• การป้องกันการกระตุ้นเกิน

• การป้องกันการลัดวงจรเฟสเดียวของสเตเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

• การป้องกันกระแสเกินของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

• การป้องกันกระแสเกินลำดับที่สองแบบอินเวอร์สไทม์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

• การป้องกันโหลดเกินของสเตเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

• การป้องกันการขาดน้ำของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

• การป้องกันกระแสลำดับที่ศูนย์ที่จุดกลางของหม้อแปลงหลัก

• การป้องกันแก๊ส (Buchholz) ของหม้อแปลงหลัก

• การป้องกันการปลดแรงดันของหม้อแปลงหลัก

การป้องกันทางดิฟเฟอเรนเชียลและแก๊สของหม้อแปลงหลักแตกต่างกันอย่างไร? ทั้งสองการป้องกันสามารถตรวจจับข้อผิดพลาดภายในหม้อแปลงได้หรือไม่?

คำตอบ: การป้องกันทางดิฟเฟอเรนเชียลเป็นการป้องกันหลักของหม้อแปลง; การป้องกันแก๊สเป็นการป้องกันหลักสำหรับข้อผิดพลาดภายในหม้อแปลง
ขอบเขตการป้องกันของดิฟเฟอเรนเชียลครอบคลุมอุปกรณ์ไฟฟ้าหลักระหว่างเครื่องวัดกระแสทั้งหมดของหม้อแปลงหลัก ได้แก่:

• ลัดวงจรหลายเฟสบนสายนำและขดลวดของหม้อแปลง

• ลัดวงจรระหว่างห่วงรุนแรง

• ลัดวงจรบนสายนำขดลวดในระบบกราวด์กระแสสูง

• ขอบเขตการป้องกันของแก๊สครอบคลุม:

• ลัดวงจรหลายเฟสภายในหม้อแปลง

• ลัดวงจรระหว่างห่วง และลัดวงจรระหว่างห่วงและแกนหรือเปลือกนอก

• ข้อผิดพลาดของแกน (เช่น ความร้อนสูงเกินและเสียหาย)

• ระดับน้ำมันต่ำหรือรั่วไหล

• การติดต่อไม่ดีในสวิตช์เปลี่ยนตำแหน่งหรือการเชื่อมต่อคอนดักเตอร์ที่บกพร่อง

การป้องกันทางดิฟเฟอเรนเชียลสามารถติดตั้งบนหม้อแปลง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ส่วนบัส และสายส่ง แต่การป้องกันแก๊สเป็นการป้องกันเฉพาะสำหรับหม้อแปลง
สำหรับข้อผิดพลาดภายในหม้อแปลง (ยกเว้นลัดวงจรระหว่างห่วงเล็กน้อย) ทั้งการป้องกันทางดิฟเฟอเรนเชียลและแก๊สสามารถตอบสนองได้ เนื่องจากข้อผิดพลาดภายในทำให้น้ำมันเคลื่อนที่และกระแสหลักเพิ่มขึ้น ทั้งสองการป้องกันอาจทำงานได้ ขึ้นอยู่กับลักษณะของข้อผิดพลาดว่าจะทำงานก่อน

การป้องกันกระแสลำดับที่ศูนย์ที่จุดกลางของหม้อแปลงหลัก การป้องกันกระแสเกินช่องว่าง และการป้องกันแรงดันลำดับที่ศูนย์ป้องกันข้อผิดพลาดใดบ้าง? หลักการตั้งค่าคืออะไร?
คำตอบ: การป้องกันกระแสลำดับที่ศูนย์ที่จุดกลางของหม้อแปลงหลัก การป้องกันกระแสเกินช่องว่าง และการป้องกันแรงดันลำดับที่ศูนย์ออกแบบมาเพื่อป้องกันข้อผิดพลาดการลัดวงจรที่สายนำของอุปกรณ์เอง โดยทั่วไปเป็นการป้องกันสำรองสำหรับข้อผิดพลาดการกราวด์ในระบบ 110–220 kV บนด้านแรงดันสูงของหม้อแปลง การป้องกันกระแสลำดับที่ศูนย์ใช้เมื่อจุดกลางของหม้อแปลงถูกกราวด์ การป้องกันแรงดันลำดับที่ศูนย์ใช้เมื่อจุดกลางไม่ถูกกราวด์ และการป้องกันกระแสเกินช่องว่างใช้เมื่อจุดกลางของหม้อแปลงถูกกราวด์ผ่านช่องว่างประกายไฟ

การป้องกันกระแสลำดับที่ศูนย์มีกระแสเริ่มต้นเล็กน้อย ประมาณ 100 A ด้วยเวลาทำงานประมาณ 0.2 วินาที การป้องกันแรงดันลำดับที่ศูนย์มักตั้งค่าที่สองเท่าของแรงดันเฟสเรตติ้ง เพื่อหลีกเลี่ยงแรงดันชั่วขณะในระหว่างการลัดวงจรเฟสเดียว ระยะเวลาล่าช้ามักตั้งค่าที่ 0.1–0.2 วินาที ความยาวช่องว่างประกายไฟที่จุดกลาง 220 kV ของหม้อแปลงมักเป็น 325 มม. ด้วยแรงดัน breakdown RMS 127.3 kV เมื่อแรงดันจุดกลางเกินแรงดัน breakdown ช่องว่างจะแตก ทำให้กระแสลำดับที่ศูนย์ไหลผ่านจุดกลาง เวลาป้องกันตั้งค่าที่ 0.2 วินาที

การป้องกันหลักและสำรองคืออะไร?

คำตอบ: การป้องกันหลักหมายถึงการป้องกันที่เมื่อมีข้อผิดพลาดจากการลัดวงจร สามารถตอบสนองต่อความเสถียรของระบบและความปลอดภัยของอุปกรณ์ และทำการทริปวงจรเพื่อกำจัดข้อผิดพลาดบนอุปกรณ์และสายส่งทั้งหมดที่ได้รับการป้องกัน
การป้องกันสำรองหมายถึงการป้องกันที่กำจัดข้อผิดพลาดเมื่อการป้องกันหลักหรือวงจรเบรกเกอร์ไม่ทำงาน

การกระตุ้นบังคับของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีฟังก์ชันอะไร?

คำตอบ:

• เพิ่มความเสถียรของระบบไฟฟ้า

• ทำให้แรงดันฟื้นฟูอย่างรวดเร็วหลังจากกำจัดข้อผิดพลาด

• ปรับปรุงความเชื่อถือได้ของการทำงานของระบบป้องกันกระแสเกินแบบล่าช้า

• ปรับปรุงเงื่อนไขการเริ่มต้นตนเองของมอเตอร์ในระหว่างข้อผิดพลาดของระบบ