สวิทช์โหลดแรงสูง - โซลูชันอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบรวมฟิวส์: คู่มือการใช้งานอย่างปลอดภัยตามกระแสการโอน

I. ปัญหาหลักและเป้าหมาย​
แนวทางนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ไขความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่เกิดจากการไม่ตรงกันของพารามิเตอร์หลัก "กระแสโอน" ของ "อุปกรณ์ไฟฟ้าผสมระหว่างสวิตช์โหลดและฟิวส์" และกระแสลัดวงจรระบบจริงเมื่อทำการป้องกันหม้อแปลงไฟฟ้า จุดมุ่งหมายคือการให้แนวทางที่ชัดเจนในการเลือกตรวจสอบและการใช้งาน เพื่อให้มั่นใจว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าผสมทำงานได้อย่างถูกต้องและเชื่อถือได้ในขณะที่เกิดข้อผิดพลาดที่หม้อแปลง ป้องกันไม่ให้สวิตช์โหลดเสียหายเนื่องจากการตัดกระแสที่เกินความสามารถ และปกป้องระบบการกระจายพลังงานทั้งหมด

​II. แนวคิดหลัก: กระแสโอน​

1. ​คำจำกัดความและกลไก​
   กระแสโอนคือค่ากระแสสำคัญที่กำหนดว่ากระแสข้อผิดพลาดจะถูกตัดโดยฟิวส์หรือสวิตช์โหลด การทำงานของมันมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับกลไกการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าผสม:
   • ​กระแสข้อผิดพลาดเล็ก ๆ: ฟิวส์ของเฟสหนึ่ง (เฟสที่ตัดออกก่อน) จะละลายก่อน และตัวกระแทกของมันจะทำให้กลไกสวิตช์โหลดทำงาน ทำให้สวิตช์โหลดทั้งสามขั้วเปิดพร้อมกันและตัดกระแสที่เหลือสองเฟส
   • ​กระแสข้อผิดพลาดใหญ่: ฟิวส์ทั้งสามเฟสจะละลายเกือบพร้อมกันและรวดเร็ว ตัดกระแสข้อผิดพลาดก่อนที่สวิตช์โหลดจะเปิด
   • กระแสโอนคือขอบเขตระหว่างสองโหมดการทำงานนี้
2. ​วิธีการกำหนดอย่างเป็นทางการ​
   ตามมาตรฐาน IEC กระแสโอน (Itr) ถูกกำหนดตาม:
   • เวลาการตัดรวมของสวิตช์โหลด (T0): เวลาระหว่างการกระทำของตัวกระแทกฟิวส์จนถึงการแยกตัวของคอนแทคสวิตช์โหลดอย่างสมบูรณ์
   • เส้นโค้งคุณลักษณะเวลา-กระแสของฟิวส์: บนเส้นโค้งคุณลักษณะที่มีความคลาดเคลื่อนในการผลิต -6.5% ค่ากระแสที่สอดคล้องกับเวลาการทำงาน 0.9 × T0 คือกระแสโอน
3. ​การจำแนกและปัจจัยที่มีผล​
   • ​กระแสโอนที่กำหนด: ค่ามาตรฐานที่ผู้ผลิตให้ไว้ ตามอัตราส่วนฟิวส์สูงสุด
   • ​กระแสโอนจริง (Ic,zy)​: ค่าที่ต้องตรวจสอบในการประยุกต์ใช้งานวิศวกรรม ได้จากเส้นโค้งคุณลักษณะตามอัตราส่วนฟิวส์ที่เลือกจริงและ T0
   • ​ปัจจัยหลัก: เวลาระยะ T0 ของการตัดสวิตช์โหลดเป็นปัจจัยหลัก หาก T0 น้อย กระแสโอนจะมากขึ้น คุณลักษณะของฟิวส์เองก็เป็นปัจจัย

​III. หลักการใช้งานหลักและกระบวนการตรวจสอบ​

1. ​กฎทอง​
   เพื่อความปลอดภัย ต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขต่อไปนี้:
   ค่ากระแสลัดวงจรสามเฟสบนบัสบาร์แรงดันต่ำของหม้อแปลง แปลงเป็นฝั่งแรงดันสูง (Isc) > กระแสโอนจริงของอุปกรณ์ไฟฟ้าผสม (Ic,zy)
   • ​เมื่อเป็นไปตามเงื่อนไข: กระแสลัดวงจรสามเฟสจะถูกตัดโดยฟิวส์ ปกป้องสวิตช์โหลด
   • ​เมื่อไม่เป็นไปตามเงื่อนไข: สวิตช์โหลดจะต้องตัดกระแส (ประมาณกระแสลัดวงจรสองเฟส) และทนแรงดันฟื้นตัวชั่วคราว (TRV) ที่รุนแรง ทำให้การตัดกระแสล้มเหลวและนำไปสู่อุบัติเหตุ
2. ​ขั้นตอนการเลือกและการตรวจสอบ​
   เพื่อใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าผสมอย่างถูกต้อง ต้องปฏิบัติตามขั้นตอนต่อไปนี้:
3. ​รวบรวมพารามิเตอร์ระบบ: ได้รับความจุลัดวงจรระบบ ความจุหม้อแปลง และแรงดันอิมพีแดนซ์
4. ​การเลือกเบื้องต้น: ตามกระแสที่กำหนดของหม้อแปลง เลือกขนาดฟิวส์และประเภทสวิตช์โหลดที่เหมาะสมเบื้องต้น
5. ​คำนวณกระแสหลัก:
   o คำนวณกระแสลัดวงจรสามเฟสบนฝั่งแรงดันต่ำของหม้อแปลงและแปลงเป็นฝั่งแรงดันสูง (Isc)
   o ตามขนาดฟิวส์ที่เลือกและเวลา T0 ของสวิตช์โหลด อ้างอิงเส้นโค้งที่ผู้ผลิตให้มาเพื่อได้กระแสโอนจริง (Ic,zy)
6. ​ดำเนินการตรวจสอบหลัก: เปรียบเทียบ Isc และ Ic,zy.
   o หาก Isc > Ic,zy การตรวจสอบผ่าน และแนวทางนี้มีความปลอดภัยอย่างพื้นฐาน
   o หาก Isc < Ic,zy แนวทางนี้มีความเสี่ยง ต้องดำเนินการปรับปรุง (ดูภาค IV)
7. ​การตรวจสอบความสามารถสุดท้าย: ยืนยันว่าความสามารถในการตัดกระแสโอนที่กำหนดของสวิตช์โหลดที่เลือกมีค่ามากกว่า Ic,zy ที่คำนวณได้ นี่คือกำแพงความปลอดภัยสุดท้าย

​IV. แนวทางสำหรับสถานการณ์ต่าง ๆ​

1. ​ความจุหม้อแปลง ≤ 630kVA​
   • ​แนวทาง: การใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าผสมโดยทั่วไปมีความปลอดภัยและประหยัด
   • ​คำอธิบาย: ตามตาราง สำหรับหม้อแปลง 500kVA และ 630kVA (มีอิมพีแดนซ์ 4%) เงื่อนไข Isc > Ic,zy สามารถทำได้ง่ายหากความจุลัดวงจรระบบเพียงพอ
   • ​คำแนะนำ: สามารถเลือกอุปกรณ์ไฟฟ้าผสมสวิตช์โหลดแบบลมธรรมดา
2. ​ความจุหม้อแปลง 800 ~ 1250kVA​
   • ​แนวทาง: อยู่ในช่วงความเสี่ยงสูง ต้องตรวจสอบอย่างเคร่งครัด
   • ​การวิเคราะห์: ตามตาราง แม้จะมีอิมพีแดนซ์หม้อแปลง 6% ก็ยากที่จะทำให้เงื่อนไข Isc > Ic,zy สำหรับหม้อแปลงความจุ 800kVA ขึ้นไป หากเลือกสวิตช์โหลดแบบวัญญูหรือ SF6 ที่มี T0 น้อย กระแสโอนจะมากขึ้น ทำให้เงื่อนไขยากขึ้น
   • ​มาตรการปรับปรุง:
   o ให้ความสำคัญกับการใช้สวิตช์โหลดแบบลมที่มีเวลาตัดนาน (T0) เพื่อลดกระแสโอนและทำให้เงื่อนไขง่ายขึ้น
   o ติดต่อสอบถามผู้ผลิตว่าสามารถปรับสวิตช์โหลดแบบวัญญูหรือ SF6 (โดยเพิ่ม T0) เพื่อให้กระแสโอนน้อยลงได้หรือไม่
   o หากคำนวณและตรวจสอบแล้วไม่สามารถทำให้เงื่อนไขเป็นไปได้ ควรยกเลิกการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าผสม
   • ​คำแนะนำสุดท้าย: สำหรับหม้อแปลง 1000kVA และ 1250kVA โดยเฉพาะหม้อแปลงแห้ง ขอแนะนำให้ใช้สวิตช์ตัดวงจรโดยตรง
3. ​ความจุหม้อแปลง > 1250kVA​
   • ​แนวทาง: ต้องใช้สวิตช์ตัดวงจรในการป้องกันและควบคุม
   • ​คำอธิบาย: ระดับกระแสลัดวงจรที่ความจุนี้เกินความสามารถในการป้องกันที่เชื่อถือได้ของอุปกรณ์ไฟฟ้าผสม สวิตช์ตัดวงจรเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยเพียงเดียว

​V. สรุปและข้อควรระวังพิเศษ​

1. ​ต้องตรวจสอบ: ห้ามพึ่งพาประสบการณ์หรือใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าผสมตามความจุหม้อแปลงโดยไม่คำนวณและเปรียบเทียบ Isc และ Ic,zy
2. ​พิจารณาผลกระทบของประเภทสวิตช์โหลด: ไม่ควรสันนิษฐานว่าสวิตช์โหลดแบบวัญญูหรือ SF6 ที่มีความสามารถในการตัดกระแสสูงกว่าจะดีกว่า เนื่องจาก T0 ที่น้อยกว่าทำให้กระแสโอนมากขึ้น อาจทำให้เงื่อนไขตรวจสอบหลักยากขึ้นและนำความเสี่ยงเข้ามา
3. ​ความสำคัญของความจุลัดวงจรระบบ: ความจุลัดวงจรระบบมีผลโดยตรงต่อค่า Isc ในระบบที่มีความจุลัดวงจรน้อย เช่น นิคมอุตสาหกรรมหรือจุดปลายสายไฟฟ้า ปัญหาดังกล่าวจะชัดเจนมากขึ้น ต้องระมัดระวังในการเลือก