PMK GROUP OF COMPANIESy อ ปกรณ = 2.1* IEC60909-0 EdiÓiÎÍ 2.0 2016-01 The facÓÎÑκ...

CUSTOMER TRAINING,2018

Technical Application TrainingDouble Ground Fault Protection Implementation

Sanchai Chuchuay, Senior Service Engineer

1. Product overview - ACB

2. คาํจาํกดัความตามมาตรฐานIEC 60947-23. Circuit Breakerเบือ้งตน้4. Std. IEC 60909 Part0

5. TCC

6. Double Ground Fault Protection

7. Case study

December 7, 2018 Slide 2

หวัข้อการอบรม

Product overview - ACB


Circuit Breaker แบง่ตามขนาดโครงสร้าง เป็น3 ประเภท

• Air Circuit Breaker (ACB) กระแสพิกดัไม่เกิน6300 AT

• Mold Case Circuit Breaker (MCCB) กระแสพิกดัไม่เกิน 1600 AT

• Miniature Circuit Breaker (MCB) กระแสพิกดัไม่เกิน 125 AT

มทีัง้ชนิด Fixed Version และ Draw-Out Version


สัญลกัษณข์อง Breaker, Switch และ Fuse ตามมาตรฐาน IECProduct overview - ACB


1 ชือ่เรยีกรุน่ของเซอรก์ติเบรคเกอรA์BB2 Utilization category3 สัญลกัษณข์องอุปกรณ ์4 พกิดักระแสโครง(AF)5 พกิดัความถีไ่ฟฟ้าใช้งาน 6 พกิดัแรงดนัใช้งานของอุปกรณเ์สรมิ 7 พกิดัการทนกระแสลดัวงจรแบบshort-time(Icw)8 พกิดัการตดักระแสลดัวงจรใช้งาน(Ics)9 พกิดัการตดักระแสลดัวงจรสูงสุด หรอืกระแสช็อต

เซอรก์ติสูงสุด(Icu)10 พกิดัแรงดนัใช้งาน(Ue)11 มาตรฐานIECของเซอรก์ติเบรคเกอร์12 Serial numberของเซอรก์ติเบรคเกอร์13 Impulse voltage

Icu (415V)B 42 kAC 50 kAN 66 kAS 85 kAH 100 kAV 150 kAX 200 kA

S

คาํจาํกดัความตามมาตรฐานIEC 60947-2

circuit-breakerA mechanical switching device,

capable of making,carrying and breaking currents under normal circuit conditions and also making,carrying for a specified time and breaking currents under specified abnormal circuit conditionssuch as those of short-circuit

เซอรกิ์ตเบรคเกอร์ คอื อุปกรณท์ีท่าํงานทางกล โดยสามารถเปิดและปิดวงจรไฟฟ้าโดยทีส่ามารถ- Making current à จงัหวะสัมผสั (กระแส Making) à Icm- Carrying currentà จงัหวะนํากระแส (กระแสใช้งาน หรอืกระแสพกิดั) à In or Iuà Amp trip or Amp frame- Breaking currentà จงัหวะ จากหน้าสัมผสั (กระแส short circuit)à Icu

สรปุ เซอรกิ์ตเบรคเกอร ์คือ อุปกรณ์ไฟฟ้าทีทํางานทางกล

สามารถเปิดและปิดวงจรไฟฟ้า(On-Off)ได้ตามต้องการ

และสามารถตดัวงจรอตัโนมติั(Trip)เมือเกิดการผิดพร่องของระบบไฟฟ้า(Fault)


Ultimate Short Circuit breaking capacity (Icu) (พกิดัการตดักระแสลดัวงจรสูงสุด):Test sequence:- O - 3 min - CO

ภายหลงัการทดสอบ ไมค่าํนึงวา่จะสามารถรบักระแสใช้งานปกตไิดห้รอืไม่

Service Short Circuit breaking capacity (Ics) พกิดัการตดักระแสลดัวงจรใช้งาน:Test sequence:- O - 3 min - CO - 3 min - CO

ภายหลงัการทดสอบ จะต้องสามารถรบักระแสใช้งานปกตหิลงัไดอ้ยา่งตอ่เนื่อง


ExampleTrafo 1000kVAUcc%=6%

400V

ACB E2.2N16

MCCB T4

SCC จุดที1 = 22.7kA

MCCB XT3

Rated short-time withstand current of a circuit-breaker (Icw)(พกิดัการทนกระแสลดัวงจรแบบ short-time):เป็นคา่พกิดักระแส(rms.) ลดัวงจรทีอุ่ปกรณส์ามารถทนได(้CB ยงัอยูใ่นตาํแหน่งON)ในระยะเวลาส้ันๆ โดยทีC่Bไมเ่กดิความเสียหายใดๆ

SCC จุดที2 = 10kA


Rated Short Circuit making capacity (Icm):คา่พกิดักระแสการลดัวงจรขณะทีห่น้าสัมผสัของCB ไดเ้ริม่สัมผสักนั ทาํให้เกดิส่วนกระแสไฟฟ้าสลบั (AC)และส่วนกระแสไฟฟ้าตรง(DC) ซึ่งมปีรมิาณกระแสเริม่ตน้สูงในช่วงเวลาประมาณ 10mS แรกของการทาํงานนี้ หลงัจากนั้นก็จะเขา้สู่สภาวะปกติ

การเลือกใช้งานอุปกรณ์ควรมีค่า Icm ³ Ipeak เสมอ

Rated operational voltage (Ue) (พกิดัแรงดนัใช้งาน) :

Ue £ 1000 Vac / 1500 Vdc


Rated Short Circuit making capacity (Icm):

การเลือกใช้งานอุปกรณ์ควรมีค่า Icm ³ Ipeak เสมอ ค่าโดยประมาณ

Icm อุปกรณ์ = 2.1*Icu IEC60909-0 Edition 2.0 2016-01

The factor κ

Circuit Breakerเบืองต้นหน่วยป้องกนั(Protection Unit)

แบง่ออกเป็น 2 ประเภท1.Thermomagnetic Trip มี 2 ฟังก์ชนั

1.1 Thermal Trip: โครงสร้างเป็นแผน่โลหะไบเมทลัเหมาะกบัการใช้ป้องกนัสภาวะโหลดเกนิ(Overloads)ลกัษณะการทรปิแบบ Inverse Time Delay

1.2 Magnetic Trip :โครงสร้างเป็นโซลนิอย ทรปิโดยอาํนาจสนามแมเ่หล็กเหมาะสําหรบัการป้องกนักระแสลดัวงจร(Short circuits)ทรปิทนัททีีก่ระแสไหลถงึจุดทีป่รบัตัง้ไว้

2. Electronic Trip หรือ Micro-processor Trip มี 4 ฟังก์ชนั คือ L S I G

โครงสร้างเป็นElectronics Board โดยมPีhase CTsทาํหน้าทีต่รวจจบักระแสส่งคา่กระแสให้กบัMicro-processor ทาํหน้าทีป่ระมวลผล นําผลกระแสทีต่รวจจบัไดเ้ปรยีบเทยีบกบัคา่settingแล้วส่งสัญญาณทรปิไปทีT่ripping Coil

1It

æ öµç ÷è ø

1.Thermomagnetic TripCircuit Breakerเบืองต้น


หล กัในการตรวจจ บักระแสโหลดเกิน และกระแสล ดัวงจร

§ Thermo-magnetic Tripping Unit

ü Bimetal : ตรวจจับกระแสโหลดเกนิ :กระแสโหลดเกนิ à รอ้น à โคง้ตัว à ดันกลไก à CB ตัดวงจรไฟฟ้า

ü Magnetic : ตรวจจับกระแสลัดวงจร :กระแสไฟฟ้าลัดวงจร à สรา้งสนามแม่เหล็ก à ผลักแกนเหล็ก à ดันกลไก à CB ตัดวงจรไฟฟ้า

Arc extinguishing system

Bi-metal overload tripโครงสร้างเป็นแผน่โลหะไบเมทลั

Electromagnetic short circuit tripโครงสร้างเป็นโซลนิอย ทรปิโดยอาํนาจสนามแมเ่หล็ก

Switching mechanism

Toggle

• สามารถ Setting กระแสได้ตัง้แต ่ 0.4-1.0เทา่ของ In

• มหีน่วงเวลา

L Function(ป้องกนักระแสโหลดเกนิ)

• สามารถ Setting กระแสได้ตัง้แต ่ 1.0-10 เทา่ของ In

• มหีน่วงเวลา เมือ่เกดิกระแสช็อตเซอรก์ติ

S Function(ป้องกนักระแสช็อตเซอรก์ติแบบ

หน่วงเวลา)

• สามารถ Setting กระแสได้ตัง้แต ่ 1.5-15 เทา่ของ In

• ตดัทนัททีนัใดเมือ่เกดิคา่ช็อตเซอรก์ติ

I Function

(ป้องกนักระแสช็อตเซอร์กติแบบทนัททีนัใด)

• สามารถ Setting กระแสได้ตัง้แต ่ 0.2-1.0เทา่ของ In

• มหีน่วงเวลา

G Function

(ป้องกนักระแสลดัวงจรลงกราวด)์

Rogowski coil

2. Electronic Trip หรือ Micro-processor Trip

2. Electronic Trip หรอื Micro-processor TripCircuit Breakerเบืองต้น


Current sensor ทาํหน้าที2่อย่างคอื1.เหนี่ยวนํากระทีไ่หลผา่นตวัCBแล้วแปลงเป็นไฟเลีย้ง Micro-processorUnit เรยีกวา่Self supply2.ตรวจจบักระทีไ่หลผา่นตวัCBแล้วส่งไปให้ Micro-processor Unit ทาํหน้าทีป่ระมวลผลการป้องกนัและการแสดงค่ากระแส

Micro-processor Unit ทาํหน้าทีป่ระมวลผลการทาํงานทัง้หมดของCB

Trip Coil ทาํหน้าทีป่ลดล็อกชุดกลไกสถานะการON ของCB เมือ่มคีําส่ังจาก Micro-processor Unit

Aux-ready to close ทาํหน้าทีส่่งสถานะความพร้อมของCB สําหรบัการON ให้ Micro-processor Unitทราบ

Aux-On,OFF position ทาํหน้าทีส่่งสถานะการON,OFF ของCB ให้ Micro-processor Unitทราบ

Main contact and Mechanic set ทาํหน้าทีเ่ป็นหน้าสัมผสัหลกัเพือ่ส่งผา่นกําลงัไฟฟ้าโดยจะทาํงานร่วมกบัชุดกลไกON-OFFของCB

Std. IEC 60909

© ABBMonth DD, YYYY | Slide 17

Short-circuit currents in three-phase a.c. systems –Part 0: Calculation of currents

การลดัวงจรของระบบไฟฟ้าอาจแบง่เป็น 4 ชนิด คอื 1. การลดัวงจรแบบสามเฟสสมดุล( Balanced Three-Phase Short Circuit )

2. การลดัวงจรแบบสายถงึสายไมต่อ่กบัดนิ( Line to Line Short Circuit Without Earth Connection )3. การลดัวงจรแบบสายถงึสายตอ่กบัดนิ( Line to Line Short Circuit With Earth Connection )4. การลดัวงจรแบบสายถงึดนิ( Line to Earth Short Circuit )

ชนิดการลดัวงจรของระบบไฟฟ้า

ประเภทการคาํนวณกระแสลดัวงจร

ได้แบง่การคาํนวณกระแสลดัวงจรออกเป็น 2 ประเภท คอื1. การลดัวงจรไกลจากเครือ่งกาํเนิดไฟฟ้า( Far-from-generator Short Circuit )2. การลดัวงจรใกลเ้ครือ่งกาํเนิดไฟฟ้า( Near-to-generator Short Circuit )

Std. IEC 60909


Short-circuit currents in three-phase a.c. systems –Part 0: Calculation of currents

การลดัวงจรGround Fault ของระบบไฟฟ้าอาจแบง่เป็น 2 ชนิด คอื 1. Bolted Fault ลกัษณะFaultตดิแน่น Fault Impedance มคีา่น้อยและคา่ไมเ่ปลีย่น ส่งผลให้Fault Currentอาจ

มคีา่สงูหรอืตํ่าก็ได้ ป้องกนัโดยCB ธรรมดาได้ ในฟังกช์ั่น Overload หรอื Short circuit ได้2. Arcing Fault ลกัษณะFaultไมต่ดิแน่น Fault Impedance มคีา่เปลีย่นแปลง ส่งผลให้Fault Currentอาจมคีา่คา่

เปลีย่นแปลง Fault Energy มปีรมิาณสูง ป้องกนัโดยCB ทีม่ฟีังกช์ั่น Ground Faultได้

ชนิดของ Ground Fault

กระแสของโหลด

กระแสของเครือ่งป้องกนั

กระแสทีไ่หลในสายไฟตามลกัษณะทีต่ดิต ัง้ กระแสของโหลดตามลกัษณะทีต่ดิต ัง้

กระแสของเครือ่งป้องกนัเริม่ป้องกนักระแสเกนิ

TCC Time-Current Curve

Inrush currentของโหลด Icm อุปกรณ์Icu อุปกรณ์

Ik คํานวณ

โซนป้องกนัโซนใช้งาน



0.4 – 1.0*In

3 -144 S

1.0-10 *In 0.2-0.8 S

1.5-15*In

0.2-1.0*In

0.1-0.8 S



0.4 – 1.0*In

3 -144 S

1.0-10 *In 0.2-0.8 S

1.5-15*In


ยา่นกระแสขณะใช้งานตามปกติ

ยา่นการป้องกนักระแสขณะทีเ่กดิFault



Icu

10In

1.05-1.3In Thermomagnetic Trip

Electronic Trip หรือ Micro-processor Trip

Double Ground Fault Protection


431 2

Note: ตามมาตรฐานการตดิตั้งทางไฟฟ้าสําหรบัประเทศไทย(วสท.)ระบบไฟฟ้าทีน่ิวตรอลของระบบต่อลงดนิโดยตรงบรภิณัฑป์ระธานแรงตํ่าทีม่ีขนาดตั้งแต่ 1,000 A ขึ้นไปกาํหนดให้ต้องตดิตั้งเครื่องป้องกนักระแสรั่วลงดนิของบรภิณัฑ์(CBตวัเมนแรงตํ่าขนาดกระแสตั้งแต่ 1,000 A ขึ้นไปกาํหนดให้ต้องมี FN GFP)



วธิกีารตรวจจบัG-FaultของACBมี 3วธิ ี คอื

1.RS: Residual Sensing Method (50N/51N)

2.ZS: Zero Sequence Sensing Method (64 / 50NTD)

3.SGR: Source Ground Return Method (51G)



1. RS: Residual Sensing Method (50N/51N)วดักระแสรัว่ลงดนิ โดยใช้CTแบบRoski เพือ่วดักระแสทัง้3เฟสและกระแสนิวตรอลกระแสรวมG protection เทา่กบัจากสูตร

Current sensor input on external neutral



2. ZS: Zero Sequence Sensing Method (64 / 50NTD)วดักระแสรัว่ลงดนิ จากการรวมกระแสทัง้3เฟสและกระแสนิวตรอล โดยใช้CTแบบRC sensor ล้อมรอบสายไฟทัง้3เฟสและสายนิวตรอลเข้าด้วยกนัเพือ่วดักระแสรวมเทา่กบัศูนย ์ ใช้กบัPRรุน่ Ekip Touch, Hi-Touch, G Touch,and G Hi-Touch และต้องตดิตัง้รว่มกบัRating Plug RC และ Ekip Measuring Pro.

RC residual current protection sensor input



3. SGR: Source Ground Return Method (51G)วดักระแสรัว่ลงดนิโดยใช้CTแบบExternal toroid(Homopolar toroid) วดักระแสทีไ่หลกลบัไปจุด Neutralของหมอ้แปลงใช้กบัPRรุน่ Ekip Touch, Hi-Touch,GTouch, and G Hi-Touch และต้องsetเลอืก sensorà Source Ground Return

Transformer star centre sensor input



431 2



Application examples and wiring logic

Example

MV side - protection circuit-breaker with a REF542PlusMV/LV distribution transformerwith a TN-S distribution systemLV side - circuit-breaker type Emax2with Ekip Hi-Touch LSIG trip unit

REF542Plus Ekip Signalling 2k

REF542 Plus

YO

Homopolar toroid



เพือ่ให้เกดิการทาํงานประสานกนัต้องปรบัคา่setting curve Gext ให้สูงกวา่curve GTrip unit สามารถตรวจจบักระแสG-Fault อยูช่่วง0.05 In ถงึ4 In



Homopolar toroidSource Ground Return.4 sizes: 100A, 250A,400A, 800A.



G protectionทงั2แบบ(แบบCTsภายในและแบบCTsภายนอก)

ถกูสรา้งมาใหม้กีารป้องกนัG-Faultภายใตเ้งอืนไขการsettingค่ากระแสและเวลาใหA้CBทรปิ เพอื

ป้องกนัหรอืลดความเสยีหายจากG-Fault



• Supply side network:- rated voltage Un = 22 kV- three-phase symmetrical short-circuit current Ik3 = 12.5 kA

• 22/0.4 kV cast resin transformer:- apparent rated power Sn = 1600 kVA- short-circuit voltage Uk = 5,7 %- rated current at the primary It1 = 42 A- rated current at the secondary It2 = 2309 A- three-phase short-circuit current referred to the secondary Ik3LV2 = 40.5 kA- three-phase short-circuit current referred to the primary Ik3LV1 = 740 A- short-time current: 770 A for 2 s

• MV circuit-breaker:- QF1: HD4/R equipped with REF542 PLUS

• LV circuit-breakers:- QF2: SACE Emax E4.2N 2500 Ekip Hi-Touch LSIG- QF3: SACE Emax X1N 1600 PR332/P-LSIG- QF6: SACE Tmax T7S 1000 PR232/P-LSIG

PMK GROUP OF COMPANIESy อ ปกรณ = 2.1* IEC60909-0 EdiÓiÎÍ 2.0 2016-01 The facÓÎÑκ...

Documents

Transcript of PMK GROUP OF COMPANIESy อ ปกรณ = 2.1* IEC60909-0 EdiÓiÎÍ 2.0 2016-01 The facÓÎÑκ...