ระบบการต่อสายกลางของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มในน้ำมัน 110 กิโลโวลต์

เอ หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังแบบจุ่มในน้ำมัน 110 กิโลโวลต์ ทำหน้าที่สำคัญในการเปลี่ยนระดับแรงดันไฟฟ้าและการส่งพลังงานไฟฟ้าปริมาณมาก อย่างไรก็ตาม หม้อแปลงไฟฟ้าไม่สามารถพิจารณาแยกจากโครงสร้างการต่อสายดินของเครือข่ายไฟฟ้าได้

ระบบการต่อสายกลางของหม้อแปลงไฟฟ้ามีอิทธิพลต่อ:

• กระแสไฟฟ้ารั่วลงดิน
• แรงดันเกินชั่วคราวและแรงดันเกินช่วงสั้น
• ความไวและความเลือกสรรของระบบป้องกัน
• ข้อกำหนดด้านฉนวนของหม้อแปลงไฟฟ้า
• เสถียรภาพของระบบ
• ความปลอดภัยของบุคลากรและอุปกรณ์

ด้วยเหตุนี้ การต่อสายกลางจึงไม่ใช่เพียงการเลือกอุปกรณ์เสริมเท่านั้น แต่จำเป็นต้องประสานงานอย่างสอดคล้องกับการต่อขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้า หลักการต่อสายดินของระบบ ระดับฉนวน แผนการป้องกัน และโครงข่ายการต่อสายดินของสถานีไฟฟ้าย่อย

บทความนี้อธิบายหน้าที่หลัก องค์ประกอบ และข้อพิจารณาด้านวิศวกรรมของระบบการต่อสายกลางแบบไม่มีแรงดันสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มในน้ำมันที่มีแรงดัน 110 กิโลโวลต์

สำคัญ: วิธีการต่อสายกลางที่เหมาะสมต้องกำหนดโดยผู้ควบคุมระบบและวิศวกรระบบไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติเหมาะสม ห้ามเลือกวิธีการนี้จากค่าแรงดันของหม้อแปลงเพียงอย่างเดียว

จุดกลางของหม้อแปลงไฟฟ้า 110 กิโลโวลต์ คืออะไร

เมื่อขดลวดหม้อแปลงสามเฟสเชื่อมต่อกันแบบดาว (star) หรือแบบไว (wye) ปลายทั้งสามของขดลวดจะรวมกันที่จุดร่วมเดียวกัน การเชื่อมต่อนี้เรียกว่า จุดกลาง และมักระบุโดยใช้อักษร ไม่ .

จุดกลางให้จุดอ้างอิงสำหรับแรงดันระหว่างเฟสกับพื้นดิน อย่างไรก็ตาม ไม่ควรสันนิษฐานว่าศักย์ของจุดนี้จะเป็นศูนย์เสมอไป

ในภาวะการดำเนินงานปกติที่สมดุล แรงดันของจุดกลางเทียบกับพื้นดินอาจใกล้เคียงศูนย์ แต่ในกรณีเกิดข้อผิดพลาดที่พื้นดิน เหตุการณ์การตัด-ต่อวงจร การเกิดเฟอโรเรโซแนนซ์ หรือภาวะไม่สมดุลอื่นใด แรงดันที่จุดกลางอาจเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก

ดังนั้นขั้วกลางและฉนวนหุ้มของมันจึงต้องออกแบบตาม:

• การต่อขดลวด
• วิธีการต่อพื้นที่เลือกใช้
• การออกแบบฉนวนหม้อแปลง
• แรงดันเกินชั่วคราวที่คาดว่าจะเกิดขึ้น
• แรงดันเกินจากฟ้าผ่าและแรงดันเกินจากการเปิด-ปิดวงจร
• ระยะเวลาในการทำงานของระบบป้องกัน
• การศึกษาการประสานฉนวนของระบบ

IEC 60076-3 ระบุข้อกำหนดด้านฉนวนหม้อแปลง การทดสอบความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้า และระยะห่างภายนอกที่จำเป็นสำหรับขดลวดแต่ละตัวและขั้วต่อ

อะไรคือ หม้อแปลง ต่อพื้นขั้วกลางหรือไม่?

การต่อศูนย์ของหม้อแปลงกับพื้นดิน คือ การต่อจุดศูนย์กลางของขดลวดที่ต่อกันแบบดาวกับพื้นดินอย่างมีเจตนา

ขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบเครือข่าย จุดศูนย์กลางอาจ:

• ระบบที่ต่อพื้นดินแบบแข็ง
• ต่อกับพื้นดินผ่านตัวต้านทาน
• ต่อกับพื้นดินผ่านรีแอคเตอร์
• ต่อกับพื้นดินผ่านอุปกรณ์ต้านทานอื่น
• ต่อกับพื้นดินผ่านหม้อแปลงสำหรับการต่อศูนย์
• ใช้งานแบบไม่ต่อศูนย์กับพื้นดินภายใต้เงื่อนไขที่ระบุไว้
• สลับสถานะระหว่างการต่อศูนย์กับพื้นดินและไม่ต่อศูนย์กับพื้นดินตามแผนการปฏิบัติงานที่ได้รับการรับรอง

วิธีการต่อศูนย์กับพื้นดินกำหนดขนาดและลักษณะของกระแสลำดับศูนย์ในช่วงเกิดข้อบกพร่องระหว่างเฟสกับพื้นดิน นอกจากนี้ยังส่งผลต่อแรงดันเกินชั่วคราว การทำงานของรีเลย์ และความเค้นฉนวนที่กระทำต่อหม้อแปลงและอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ

มาตรฐาน IEEE C62.92 อธิบายหลักการพิจารณาเบื้องต้นที่ใช้ในการเลือกพารามิเตอร์การต่อศูนย์กับพื้นดินเพื่อควบคุมกระแสข้อบกพร่องกับพื้นดินและแรงดันเกินในระบบสาธารณูปโภค คำแนะนำสำหรับระบบส่งไฟฟ้าในมาตรฐานฉบับนี้ยังครอบคลุมถึงการต่อศูนย์ของหม้อแปลงกับพื้นดินและการระบุข้อกำหนดของอุปกรณ์ต่อศูนย์

เหตุใดหม้อแปลงไฟฟ้า 110 กิโลโวลต์ จึงจำเป็นต้องมีการต่อสายดินที่จุดกลางอย่างเหมาะสม

1. การควบคุมกระแสลัดวงจรลงดิน

เมื่อเกิดเหตุลัดวงจรระหว่างเฟสกับพื้นดิน การจัดวางระบบต่อสายดินจะกำหนดเส้นทางกลับและขนาดของกระแสลัดวงจรลำดับศูนย์

การต่อสายดินแบบไม่มีความต้านทาน (solidly grounded) ที่จุดกลางจะทำให้เกิดกระแสลัดวงจรลงดินสูง ซึ่งช่วยให้อุปกรณ์ป้องกันสามารถตรวจจับและตัดวงจรขัดข้องได้อย่างรวดเร็ว ขณะที่การต่อสายดินผ่านอุปกรณ์ต้านทาน (impedance grounding) จะจำกัดกระแสให้อยู่ในค่าที่คำนวณไว้ล่วงหน้า แต่ยังคงให้สัญญาณที่วัดค่าได้สำหรับระบบป้องกัน

วิธีที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับระดับกระแสลัดวงจรของระบบ หลักการออกแบบระบบป้องกัน และข้อกำหนดในการปฏิบัติงาน

2. การจำกัดแรงดันเกินชั่วคราว

ในระบบที่ไม่มีการต่อสายดิน หรือมีการต่อสายดินไม่เพียงพอ การลัดวงจรเฟสเดียวลงดินอาจทำให้แรงดันระหว่างเฟสที่ปกติกับพื้นดินเพิ่มสูงขึ้น ส่งผลให้ขั้วต่อหม้อแปลง สายเคเบิล อุปกรณ์สวิตช์เกียร์ และอุปกรณ์อื่น ๆ ต้องรับภาระความเครียดต่อฉนวนเพิ่มขึ้น

การจัดวางระบบต่อสายดินที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสมจะช่วยควบคุมการเคลื่อนตัวของจุดกลางและแรงดันเกินชั่วคราว

3. การป้องกันฉนวนที่ขั้วกลางของหม้อแปลง

หม้อแปลงบางชนิดใช้ฉนวนแบบเกรดต่างกัน ซึ่งหมายความว่าระดับความทนทานของฉนวนบริเวณขั้วกลางของขดลวดต่ำกว่าระดับที่ปลายขั้วสายส่ง ดังนั้นขั้วกลางดังกล่าวจึงห้ามรับแรงดันเกินระดับฉนวนที่กำหนดไว้

การใช้ฉนวนแบบเกรดต่างกันหรือไม่นั้น ต้องยืนยันจากแบบการออกแบบและป้ายชื่อของหม้อแปลงเท่านั้น — ห้ามสรุปเพียงจากค่าแรงดันที่ระบุ

การป้องกันฉนวนที่ขั้วกลางอาจต้องอาศัยการประสานงานระหว่าง:

• สวิตช์ต่อพื้นดิน
• การจับกุมแรงกระแทก
• ช่องว่างป้องกัน
• หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าที่ขั้วกลาง
• การป้องกันแบบดิฟเฟอเรนเชียลสำหรับหม้อแปลง
• ระบบป้องกันข้อบกพร่องต่อพื้นดินแบบจำกัด
• ระบบป้องกันกระแสเกินลำดับศูนย์
• ระบบป้องกันแรงดันเกินที่ขั้วกลาง

4. การสนับสนุนการป้องกันแบบเลือกสรร

เส้นทางของกระแสลำดับศูนย์ที่ทราบแล้วช่วยให้รีเลย์ป้องกันสามารถแยกแยะข้อบกพร่องต่อพื้นดินออกจากกระแสโหลดปกติและสภาวะอื่นๆ ของระบบได้

ขึ้นอยู่กับหลักการป้องกันที่ใช้ อาจวัดกระแสที่จุดกลางเพื่อวัตถุประสงค์ดังนี้:

• การป้องกันกระแสเกินจากข้อบกพร่องต่อพื้นดิน
• ระบบป้องกันข้อบกพร่องต่อพื้นดินแบบจำกัด
• การป้องกันแบบดิฟเฟอเรนเชียลสำหรับหม้อแปลง
• การตรวจสอบความไม่สมดุลที่จุดกลาง
• การตรวจจับกระแสผ่านช่องว่างป้องกัน

ค่าตั้งค่าการป้องกันต้องอิงจากการศึกษาการลัดวงจรและการประสานงานของระบบป้องกัน

5. การปรับปรุงความมั่นคงของระบบและการจัดการข้อบกพร่อง

การแยกข้อบกพร่องออกอย่างรวดเร็วและแบบเลือกสรรจะลดแรงเครียดเชิงความร้อนและเชิงกลที่เกิดกับหม้อแปลง และจำกัดความเสี่ยงที่ข้อบกพร่องในท้องถิ่นจะลุกลามเป็นความผิดปกติของระบบที่กว้างขึ้น

การต่อลงดินไม่ได้ทำให้ข้อบกพร่องหายไป แต่มีจุดประสงค์เพื่อควบคุมผลกระทบทางไฟฟ้าจากข้อบกพร่อง และทำให้ระบบป้องกันสามารถตอบสนองตามที่ออกแบบไว้

ส่วนประกอบหลักของระบบการต่อสายกลางของหม้อแปลงเข้ากับพื้นดิน

การจัดวางระบบการต่อสายกลางของหม้อแปลงระดับแรงดัน 110 กิโลโวลต์ อาจประกอบด้วยส่วนประกอบหลายประการ โดยรูปแบบที่ใช้จริงจะแตกต่างกันไปตามแต่ละโครงการ

1. สวิตช์สำหรับการต่อสายกลางเข้ากับพื้นดิน

สวิตช์สำหรับการต่อสายกลางเข้ากับพื้นดินทำหน้าที่สร้างการเชื่อมต่อแบบโลหะที่ควบคุมได้ระหว่างจุดสายกลางของหม้อแปลงกับระบบต่อพื้นดินของสถานีไฟฟ้าย่อย

สามารถควบคุมการทำงานได้ทั้งแบบใช้มือและแบบใช้กระแสไฟฟ้า และอาจมีการแสดงสถานะตำแหน่ง การล็อกเชื่อมโยง (interlocking) รวมถึงอินเทอร์เฟซสำหรับควบคุมจากระยะไกล

ค่าพารามิเตอร์ที่จำเป็นสำหรับสวิตช์นี้อาจรวมถึง:

• แรงดันไฟฟ้าสูงสุดของระบบ
• กระแสไฟฟ้าแบบต่อเนื่อง (เมื่อมีความเกี่ยวข้อง)
• กระแสที่ทนได้ในเวลาสั้น
• กระแสทนได้สูงสุด
• ระดับความละเอียด
• ความทนทานทางกล
• กลไกการขับเคลื่อน
• การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม
• ข้อกำหนดเกี่ยวกับคอนแทคเสริม

ตำแหน่งของสวิตช์ต้องอยู่ภายใต้ขั้นตอนการปฏิบัติงานที่ผ่านการรับรองแล้ว ผู้ปฏิบัติงานไม่ควรสันนิษฐานว่าจุดสายกลางจำเป็นต้องต่อพื้นดินเสมอ หรือตัดการต่อพื้นดินออกเสมอ

การเปลี่ยนสถานะการต่อสายกลางของหม้อแปลงจะส่งผลให้ค่าอิมพีแดนซ์ลำดับศูนย์ของเครือข่ายเปลี่ยนแปลง และอาจส่งผลกระทบต่อ:

• กระแสลัดวงจรกับพื้นดิน
• ความไวของรีเลย์
• แรงดันเกินชั่วคราว
• การดำเนินงานแบบขนานของหม้อแปลง
• การประสานงานด้านการป้องกัน

ดังนั้น จึงควรพิจารณาเป็นการดำเนินงานของระบบ ไม่ใช่การกระทำเชิงกลที่แยกจากกัน

2. ตัวนำต่อพื้นดินของขั้วกลาง

ตัวนำต่อพื้นดินเชื่อมต่อระหว่างขั้วกลาง ตัวเปิด-ปิดต่อพื้นดิน และโครงข่ายต่อพื้นดินของสถานีไฟฟ้าย่อย

ต้องออกแบบให้มีขนาดเหมาะสมกับกระแสลัดวงจรที่คำนวณได้และระยะเวลาในการตัดวงจร นอกจากนี้ การออกแบบยังต้องพิจารณาปัจจัยต่อไปนี้ด้วย

• ความทนทานต่อความร้อน
• แรงแม่เหล็กไฟฟ้า
• การป้องกันทางกล
• การกัดกร่อน
• ความน่าเชื่อถือของการต่อติดตั้ง
• การจัดเส้นทางและการรับรองความปลอดภัย
• การเข้าถึงเพื่อการตรวจสอบและบำรุงรักษา

ในกรณีที่จำเป็นต้องมีตัวนำดินสำรอง ตัวนำเหล่านั้นควรเชื่อมต่อกับจุดที่แยกจากกันอย่างเหมาะสมบนโครงข่ายดิน ตามแบบแปลนสถานีไฟฟ้าย่อยที่ได้รับการอนุมัติ

จำนวน วัสดุ และพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ ต้องสอดคล้องกับข้อกำหนดโครงการและมาตรฐานท้องถิ่น

3. โครงข่ายดินของสถานีไฟฟ้าย่อย

โครงข่ายดินทำหน้าที่กระจายกระแสลัดวงจรลงสู่พื้นดิน และสร้างอ้างอิงศักย์สม่ำเสมอให้กับสถานีไฟฟ้าย่อย

การออกแบบโครงข่ายนี้ต้องพิจารณาปัจจัยอื่นๆ นอกเหนือจากค่าความต้านทานดินเพียงค่าเดียว ซึ่งปัจจัยสำคัญประกอบด้วย:

• กระแสลัดวงจรสูงสุดผ่านพื้นดิน
• ช่วงเวลาที่เกิดเหตุลัดวงจร
• ความต้านทานของดิน
• รูปร่างเรขาคณิตของโครงข่าย
• ค่าความสามารถในการทนความร้อนของตัวนำ
• แรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้ว
• แรงดันไฟฟ้าสัมผัส
• ศักย์ที่ถ่ายโอน
• ลักษณะของชั้นผิว
• การเผื่อการกัดกร่อน
• การต่อเชื่อมกับโครงสร้างอุปกรณ์และรั้ว

ข้อกำหนดทั่วไป เช่น "ความต้านทานการต่อลงดินต้องต่ำกว่า 4 โอห์มเสมอ" ไม่ควรนำมาใช้กับสถานีไฟฟ้าย่อยระดับ 110 กิโลโวลต์ทุกแห่ง ค่าที่ยอมรับได้สำหรับการออกแบบต้องกำหนดโดยการศึกษาเรื่องระบบต่อลงดิน และข้อกำหนดระดับชาติหรือของหน่วยงานให้บริการไฟฟ้าที่เกี่ยวข้อง

4. อุปกรณ์ป้องกันฟ้าฟ้ากระชากที่จุดกลาง

สามารถติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันฟ้าฟ้ากระชากชนิดออกไซด์ของโลหะระหว่างจุดกลางของหม้อแปลงไฟฟ้ากับพื้นดิน เพื่อจำกัดแรงดันเกินชั่วคราวตามที่ระบุไว้

ในภาวะการดำเนินงานปกติ อุปกรณ์ป้องกันจะมีอิมพีแดนซ์สูง เมื่อแรงดันเกินเกินคุณลักษณะการป้องกันที่กำหนดไว้ อุปกรณ์จะนำกระแสฟ้าฟ้ากระชากและจำกัดแรงดันที่เกิดขึ้นกับฉนวนที่จุดกลาง

การเลือกอุปกรณ์ป้องกันต้องคำนึงถึงการประสานงานของ:

• แรงดันไฟฟ้าในการทำงานต่อเนื่อง
• แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด
• ความสามารถในการทนต่อแรงดันเกินชั่วคราว
• กระแสปล่อยไฟฟ้าตามปกติ
• ความสามารถในการจัดเก็บพลังงาน
• ความดันเหลือ
• ระดับฉนวนของจุดกลางหม้อแปลง
• สภาพการต่อสายดินของระบบ

IEC 60099-4 ใช้กับเครื่องกันฟ้าผ่าชนิดเมทัลออกไซด์แบบไม่มีช่องว่าง ซึ่งใช้เพื่อจำกัดแรงดันกระชากในระบบกระแสสลับที่มีแรงดันสูงกว่า 1 กิโลโวลต์ IEC 60099-4

ห้ามเลือกเครื่องกันฟ้าผ่าโดยพิจารณาจากแรงดันระบบตามค่าที่ระบุของหม้อแปลงเพียงอย่างเดียว จุดกลางอาจรับแรงดันที่ต่างออกไปเมื่อเทียบกับขั้วสาย

5. ช่องว่างป้องกันจุดกลาง

สามารถติดตั้งช่องว่างอากาศป้องกันระหว่างจุดกลางหม้อแปลงกับพื้นดินได้ ภายใต้สภาวะปกติ ช่องว่างนี้จะไม่นำไฟฟ้า แต่หากแรงดันที่จุดกลางสูงถึงระดับที่ทำให้เกิดการปล่อยประจุในช่องว่าง อากาศภายในช่องว่างจะแตกตัวและสร้างเส้นทางสำหรับการปล่อยประจุ

สามารถติดตั้งหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าในวงจรช่องว่าง เพื่อให้กระแสที่ไหลผ่านช่องว่างกระตุ้นสัญญาณแจ้งเตือนหรือสัญญาณตัดวงจร

ช่องว่างนี้ต้องได้รับการประสานงานอย่างรอบคอบ เนื่องจากพฤติกรรมของมันได้รับอิทธิพลจาก:

• รูปร่างของขั้วไฟฟ้า
• ระยะห่างของช่องว่าง
• ความหนาแน่นของอากาศ
• ความสูง
• ความชื้นและสิ่งสกปรก
• เรขาคณิตของการติดตั้ง
• แรงดันไฟฟ้าที่มีความถี่ของระบบ
• แรงดันไฟฟ้าชั่วขณะ
• ระดับฉนวนของขั้วกลาง

ช่องว่างป้องกันอาจแสดงการกระจายของจุดเกิดประกาย (sparkover) มากกว่าเครื่องดักจับแรงดันชนิดออกไซด์ของโลหะ และการใช้งานของมันอาจก่อให้เกิดคลื่นแรงดันแบบถูกตัด (chopped impulses) และกระแสตามหลังที่มีความถี่ของระบบ

ดังนั้น การตั้งค่าระยะช่องว่างจึงต้องกำหนดโดยการศึกษาการประสานฉนวนและการป้องกัน ไม่ใช่การลอกเลียนระยะทางทางกายภาพมาตรฐานจากโครงการอื่น

6. หม้อแปลงกระแสขั้วกลาง

หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าที่ติดตั้งในสายกลางสามารถให้สัญญาณการวัดสำหรับระบบป้องกันหม้อแปลงและระบบป้องกันการลัดวงจรกับพื้นดิน

การใช้งานที่เป็นไปได้ ได้แก่:

• ระบบป้องกันกระแสเกินที่สายกลาง
• ระบบป้องกันข้อบกพร่องต่อพื้นดินแบบจำกัด
• การป้องกันแบบดิฟเฟอเรนเชียลสำหรับหม้อแปลง
• การตรวจจับกระแสผ่านช่องว่างป้องกัน
• การบันทึกเหตุการณ์

อัตราส่วน ระดับความแม่นยำ แรงดันจุดเข่า ภาระ และค่ากระแสระยะสั้นสูงสุด ต้องสอดคล้องกับโครงสร้างรีเลย์และค่ากระแสลัดวงจรที่คำนวณไว้

7. เครื่องนับฟ้าผ่าและเครื่องตรวจสอบกระแสไหลรั่ว

เครื่องนับฟ้าผ่าบันทึกเหตุการณ์การปล่อยประจุผ่านตัวจำกัดแรงดันฟ้าผ่า บางรุ่นยังแสดงค่ากระแสไหลรั่วด้วย

การเพิ่มขึ้นของจำนวนครั้งที่เครื่องนับทำงานไม่ได้หมายความโดยอัตโนมัติว่าตัวจำกัดแรงดันฟ้าผ่าเสียหาย แต่บ่งชี้ว่ามีเหตุการณ์การปล่อยประจุเกิดขึ้น และควรประเมินร่วมกับ:

• บันทึกความผิดปกติของระบบ
• กิจกรรมของฟ้าผ่า
• เหตุการณ์การเปิด-ปิดวงจร
• แนวโน้มของกระแสไหลรั่ว
• อุณหภูมิของตัวกันฟ้า
• สภาพทางกายภาพ
• เกณฑ์การตรวจสอบโดยผู้ผลิต

การเชื่อมต่อของเครื่องนับต้องสั้น ตรง และต่อสายดินอย่างเหมาะสม เนื่องจากความยาวของสายที่มากเกินไปอาจลดประสิทธิภาพในการป้องกัน

ตัวกันฟ้าและช่องว่างป้องกันทำงานร่วมกันอย่างไร

เมื่อติดตั้งทั้งสองชนิดพร้อมกัน ตัวกันฟ้าที่จุดกลางและช่องว่างป้องกันมักให้การป้องกันแบบเสริมซึ่งกันและกัน

การจับกุมแรงกระแทก

ตัวกันฟ้าถูกเลือกเป็นหลักเพื่อจำกัดแรงดันเกินชั่วคราว ขณะเดียวกันก็รักษาระดับการป้องกันที่คาดการณ์ได้

ช่องว่างป้องกัน

ช่องว่างอาจทำหน้าที่เป็นการป้องกันสำรอง หรือตอบสนองภายใต้สภาวะแรงดันเกินชั่วคราวหรือแรงดันเกินความถี่ระบบตามที่ระบุไว้ ขึ้นอยู่กับแบบแผนที่ใช้

การประสานงานระหว่างทั้งสองตัวต้องรับประกันว่า

• ตัวกันฟ้าสามารถป้องกันหม้อแปลงภายในขีดความสามารถในการรับพลังงานของมัน
• ช่องว่างไม่ทำงานโดยไม่จำเป็นในกรณีของแรงดันเกินชั่วคราวทั่วไป
• ช่องว่างจะทำงานก่อนที่ฉนวนกลางจะรับแรงดันเกินขีดจำกัดภายใต้เงื่อนไขที่ออกแบบไว้
• ระบบป้องกันแบบรีเลย์จะตัดกระแสตามความถี่ของระบบซึ่งไหลต่อเนื่อง
• อุปกรณ์จับแรงดันเกินไม่ได้รับแรงดันเกินชั่วคราวในระดับที่ยอมรับไม่ได้

การระบุว่าอุปกรณ์จับแรงดันเกินกับช่องว่างจะตอบสนองตามลำดับคงที่เสมอเป็นเรื่องไม่ถูกต้อง ปฏิกิริยาของทั้งสองขึ้นอยู่กับรูปร่างคลื่นแรงดัน ระยะเวลาลักษณะการป้องกัน และโครงสร้างระบบ

การประสานฉนวนควรยึดตามหลักการของ IEC 60071-1 ซึ่งกล่าวถึงการเลือกแรงดันทนเชิงอัตราสำหรับฉนวนระหว่างเฟสกับพื้นดิน ระหว่างเฟสกับเฟส และฉนวนตามยาวในระบบไฟฟ้ากระแสสลับที่มีแรงดันเกิน 1 กิโลโวลต์ IEC 60071-1

วิธีการต่อพื้นกลางที่ใช้บ่อย

การต่อสายดินแบบมั่นคง

จุดกลางเชื่อมต่อกับพื้นดินผ่านเส้นทางที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำมาก

ลักษณะทั่วไป:

• กระแสลัดวงจรเข้าพื้นดินสูง
• อ้างอิงศูนย์ลำดับ
• การตรวจจับข้อผิดพลาดอย่างรวดเร็ว
• แรงดันเกินชั่วคราวต่ำลง
• ความต้องการความสามารถในการรับมือกับข้อผิดพลาดสูงขึ้น

การต่อพื้นแบบใช้ตัวต้านทาน

ตัวต้านทานต่อพื้นกลางจะจำกัดกระแสลัดวงจรลงพื้นให้อยู่ในระดับที่คำนวณไว้

ลักษณะทั่วไป:

• ลดความเสียหายของอุปกรณ์ระหว่างเกิดเหตุลัดวงจรลงพื้น
• กระแสป้องกันที่ควบคุมได้
• ภาระความร้อนที่กำหนดไว้สำหรับตัวต้านทาน
• จำเป็นต้องตรวจสอบอุณหภูมิและความต่อเนื่องของตัวต้านทาน

การต่อพื้นแบบใช้รีแอคเตอร์

รีแอคเตอร์สำหรับการต่อลงดินจำกัดกระแสไฟฟ้าผ่านอิมพีแดนซ์แบบเหนี่ยวนำ

ลักษณะทั่วไป:

• กระแสลัดวงจรต่อพื้นที่ลดลง
• พฤติกรรมลำดับศูนย์เฉพาะของระบบ
• จำเป็นต้องมีการศึกษาเชิงทรานเซียนต์และการป้องกันอย่างละเอียด

การต่อลงดินแบบเรโซแนนซ์

รีแอคเตอร์ถูกปรับค่าให้สอดคล้องกับความจุลัดวงจรต่อพื้นของเครือข่าย

การจัดวางแบบนี้มักพบในเครือข่ายแรงดันปานกลางบางประเภท และไม่ควรสมมุติว่าสามารถใช้กับขดลวดแรงดัน 110 kV ได้โดยไม่มีการศึกษาระบบเฉพาะ

การต่อลงดินจุดกลางแบบเลือกสรร

ในสถานีไฟฟ้าย่อยที่หม้อแปลงทำงานแบบขนาน ผู้ควบคุมระบบอาจต่อจุดกลางของหม้อแปลงบางตัวลงดินเพื่อควบคุมกระแสลำดับศูนย์และประสิทธิภาพของการป้องกัน

การเปิดหรือปิดสวิตช์จุดกลางหนึ่งตัวจะเปลี่ยนเงื่อนไขการต่อลงดินของระบบทั้งหมดที่เชื่อมต่อกัน ดังนั้นระบบล็อกเชื่อมโยง (interlocking) และขั้นตอนการปฏิบัติงานจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่ง

เหตุใดการต่อสายกลางเข้ากับพื้นดินจึงมีความสำคัญในระหว่างการจ่ายไฟและตัดไฟ

การเปิด-ปิดหม้อแปลงอาจก่อให้เกิดแรงดันเกินชั่วคราวและแรงดันเกินชั่วขณะ ภาวะของขั้วกลางในระหว่างการจ่ายไฟหรือการตัดไฟอาจส่งผลต่อแรงดันที่กระทำต่อขดลวดที่มีฉนวนแบบเกรด

ขั้นตอนการปฏิบัติงานบางอย่างของหน่วยงานจำหน่ายไฟฟ้ากำหนดให้ต้องปิดสวิตช์ต่อสายกลางเข้ากับพื้นดินก่อนจ่ายไฟหรือตัดไฟหม้อแปลง อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ควรนำเสนอว่าเป็นกฎทั่วไป

ลำดับการเปิด-ปิดที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับ:

• การออกแบบฉนวนของหม้อแปลง
• การจัดเรียงเบรกเกอร์
• จำนวนหม้อแปลงที่เชื่อมขนานกัน
• รูปแบบการต่อพื้นดินของระบบ
• การตั้งค่าการป้องกัน
• ค่าแรงดันสูงสุดที่เครื่องกันฟ้าสามารถรองรับได้
• ข้อกำหนดในการปฏิบัติงานของหน่วยงานจำหน่ายไฟฟ้า
• ผลการศึกษาเกี่ยวกับการสลับวงจรและการแยกฉนวน

ผู้ปฏิบัติงานต้องปฏิบัติตามคำสั่งการสลับวงจรที่ได้รับการอนุมัติแล้วสำหรับสถานีไฟฟ้าย่อยนั้นๆ

รายการตรวจสอบและบำรุงรักษา

การบำรุงรักษาต้องดำเนินการโดยบุคลากรที่ได้รับอนุญาตภายใต้ขั้นตอนความปลอดภัยด้านไฟฟ้าของสถานที่

สวิตช์ต่อพื้นดินของขั้วกลาง

ตรวจสอบ

• การแสดงตำแหน่งเปิดและปิด
• การจัดแนวเครื่องจักร
• สภาพการสัมผัส
• กลไกการขับเคลื่อน
• วงจรมอเตอร์และวงจรควบคุม
• ขั้วสัมผัสเสริม
• อินเตอร์ล็อก (Interlocking)
• ความสะอาดและความสมบูรณ์ของฉนวน
• สัญญาณของการร้อนจัดหรือการปล่อยประจุ

สายนำไฟฟ้าสำหรับการกราวด์

ตรวจสอบว่ามี:

• การเชื่อมต่อหลวมหรือเสียหาย
• เส้นลวดขาดหรือตัวนำแตกร้าว
• การกัดกร่อน
• การให้ความร้อนผิดปกติ
• ระยะห่างไม่เพียงพอ
• ความเสียหายทางกล
• การดัดแปลงโดยไม่ได้รับอนุญาต

การจับกุมแรงกระแทก

ตรวจสอบ

• สภาพของปลอกเซรามิกหรือพอลิเมอร์
• สิ่งสกปรกและรอยปล่อยประจุ
• ความแน่นของขั้วต่อ
• การเดินสายดิน
• ค่าที่แสดงบนเครื่องนับฟ้าผ่า
• การแสดงค่ากระแสรั่ว ถ้ามี
• ผลการวินิจฉัยตามที่ผู้ผลิตกำหนด

ช่องว่างป้องกัน

ตรวจสอบ:

• สภาพของขั้วไฟฟ้า
• ระยะห่างระหว่างขั้วไฟฟ้าที่ถูกต้อง
• การจัดแนว
• การปนเปื้อนบนพื้นผิว
• หลักฐานของการปล่อยประจุก่อนหน้า
• การต่อเชื่อมหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า
• ระยะปลอดภัยจากอุปกรณ์ข้างเคียง

โครงข่ายการต่อพื้นดิน

ดำเนินการตรวจสอบและทดสอบตามแผนบำรุงรักษาสถานีไฟฟ้าย่อย รวมถึง:

• ความต่อเนื่องของการต่อเชื่อม
• การวัดค่าความต้านทานหรืออิมพีแดนซ์ของการต่อพื้นดิน
• การประเมินสภาพดิน
• การทบทวนแรงดันขั้นบันไดและแรงดันสัมผัสหลังการปรับปรุงครั้งใหญ่
• การประเมินการกัดกร่อน
• การยืนยันอุปกรณ์ที่ต่อเข้าระบบใหม่

ปัญหาทั่วไปและผลที่ตามมา

ตำแหน่งสวิตช์ต่อสายดินไม่ถูกต้อง

ตำแหน่งสวิตช์ที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้ค่ากระแสลัดวงจรลงดินเปลี่ยนแปลง และทำให้การประสานงานของรีเลย์ไม่เป็นไปตามที่ออกแบบไว้

การต่อสายกลางหลวม

การต่อที่มีความต้านทานสูงหรือการต่อแบบไม่ต่อเนื่องอาจก่อให้เกิดความร้อน ประกายไฟ และแรงดันบนสายกลางที่ไม่สามารถคาดการณ์ได้

ตัวนำต่อสายดินมีขนาดเล็กเกินไป

ตัวนำที่มีความสามารถในการทนความร้อนหรือแรงเชิงกลไม่เพียงพอ อาจเสียหายระหว่างเหตุการณ์ลัดวงจรลงดินที่มีกระแสสูง

ค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่ตัวป้องกันฟ้าผ่ารับได้ไม่ถูกต้อง

ตัวป้องกันฟ้าผ่าที่มีความสามารถในการทนต่อแรงดันเกินชั่วคราวไม่เพียงพอ อาจร้อนจัดหรือเสียหาย ขณะที่ระดับการป้องกันที่สูงเกินไปอาจทำให้ขั้วกลางของหม้อแปลงได้รับการป้องกันไม่เพียงพอ

ช่องว่างป้องกันสกปรกหรือตั้งค่าไม่ถูกต้อง

มลพิษ ความสูงเหนือระดับน้ำทะเล หรือระยะห่างที่ไม่เหมาะสม อาจเปลี่ยนค่าแรงดันจุดกระแทกและทำให้ทำงานก่อนเวลาหรือไม่ทำงานเลย

การตั้งค่าระบบป้องกันไม่สอดคล้องกัน

แม้ระบบต่อลงดินจะติดตั้งอย่างถูกต้องแล้ว ก็ยังไม่สามารถให้การป้องกันที่มีประสิทธิภาพได้ หากฟังก์ชันของรีเลย์ที่เกี่ยวข้องเลือกหรือตั้งค่าไม่ถูกต้อง

ข้อมูลทางวิศวกรรมที่จำเป็นสำหรับการออกแบบเฉพาะ

ก่อนระบุรายละเอียดหม้อแปลงไฟฟ้า 110 kV และชุดอุปกรณ์ต่อลงดินขั้วกลาง ผู้ผลิตควรได้รับ:

• แรงดันไฟฟ้าระบบที่กำหนดไว้และแรงดันไฟฟ้าสูงสุดสำหรับอุปกรณ์
• ความถี่ของระบบ
• กำลังไฟฟ้าที่กำหนดให้หม้อแปลง
• แรงดันและวิธีการต่อลวดพัน
• กลุ่มเวกเตอร์
• ระดับฉนวนของจุดศูนย์กลาง
• ความต้องการฉนวนแบบเต็มหรือแบบขั้นบันได
• กระแสลัดวงจรกับพื้นดินสูงสุดและต่ำสุด
• เวลาในการตัดข้อผิดพลาด
• หลักการต่อสายดิน
• เงื่อนไขการเดินเครื่องหม้อแปลงแบบขนาน
• แผนผังวงจรเดี่ยวของระบบป้องกัน
• ภาระงานของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า
• ความสูงของสถานที่และระดับมลพิษ
• อุณหภูมิบริเวณ
• ข้อกำหนดด้านแผ่นดินไหวและสภาพภูมิอากาศ
• มาตรฐานที่ใช้ได้ ได้แก่ IEC, IEEE, มาตรฐานแห่งชาติ หรือมาตรฐานของหน่วยงานให้บริการไฟฟ้า

พารามิเตอร์เหล่านี้เป็นตัวกำหนดอันดับของอุปกรณ์ที่เหมาะสมและการออกแบบส่วนต่อประสาน

โซลูชันหม้อแปลงไฟฟ้าแบบ 110 กิโลโวลต์ที่ออกแบบเฉพาะจาก Dingxin Electric

Dingxin Electric ผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มน้ำมันที่ออกแบบเฉพาะ และอุปกรณ์เสริมสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน สำหรับโครงการด้านสาธารณูปโภค อุตสาหกรรม พลังงานหมุนเวียน และโครงสร้างพื้นฐาน

ทีมวิศวกรของเราสามารถปรับแต่งได้ดังนี้

• กำลังไฟฟ้าที่ระบุและอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้า
• ความต้านทานของหม้อแปลง
• กลุ่มเวกเตอร์
• ช่วงการปรับแต่งแรงดัน (tap range) และการจัดวางระบบปรับแรงดันขณะจ่ายโหลด (OLTC)
• ฉนวนแบบเต็มหรือแบบลดทอนตามระดับ
• ขั้วกลางและอินเทอร์เฟซการต่อสายดิน
• อินเทอร์เฟซสวิตช์ต่อสายดิน
• หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าขั้วกลาง
• การจัดวางตัวของเครื่องกันฟ้าและการเว้นช่องว่างเพื่อป้องกัน
• อุปกรณ์เสริมสำหรับการตรวจสอบและป้องกัน
• ระบบระบายความร้อน
• บูชชิงและอินเทอร์เฟซเคเบิล
• ข้อกำหนดตามมาตรฐาน IEC, IEEE หรือข้อกำหนดเฉพาะของโครงการ

ปรึกษาเกี่ยวกับโครงการหม้อแปลงไฟฟ้า 110 กิโลโวลต์ของคุณ

กำลังมองหาหม้อแปลงไฟฟ้าแบบจุ่มในน้ำมัน 110 กิโลโวลต์ที่ออกแบบเฉพาะ หรือโซลูชันการต่อสายดินขั้วกลางแบบบูรณาการหรือไม่?

ส่งแผนผังวงจรเดี่ยว (single-line diagram), ค่าแรงดัน-กำลังของหม้อแปลง, อัตราส่วนแรงดัน, วิธีการต่อสายดินของระบบ, ระดับฉนวนขั้วกลาง, กระแสลัดวงจร, สภาพสถานที่ และมาตรฐานที่ใช้บังคับ ไปยังบริษัท Dingxin Electric

ติดต่อ ดิงซิน อิเล็กทริก เพื่อขอข้อเสนอหม้อแปลงที่ออกแบบเฉพาะสำหรับโครงการของท่าน และเพื่อการทบทวนด้านเทคนิค