เนื้อหาวันที่ : 2007-03-20 14:48:43 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 13824 views

ปัญหาเรื่องแรงดันตกชั่วขณะ

ปัจจุบันแรงดันตกชั่วขณะเป็นปัญหาทางด้านคุณภาพไฟฟ้าที่สำคัญ ที่ทำให้เกิดผลกระทบกับผู้ใช้ไฟฟ้า โดยสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดแรงดันตกชั่วขณะคือ การเกิดฟอลต์ในระบบไฟฟ้า ส่งผลทำให้อุปกรณ์ ประเภทที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน กระแส และรีเลย์ต่าง ๆ

ปัจจุบันแรงดันตกชั่วขณะเป็นปัญหาทางด้านคุณภาพไฟฟ้าที่สำคัญ ที่ทำให้เกิดผลกระทบกับผู้ใช้ไฟฟ้า โดยสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดแรงดันตกชั่วขณะคือ การเกิดฟอลต์ในระบบไฟฟ้า ส่งผลทำให้อุปกรณ์ (Sensitive Load) ประเภทที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันและกระแส เช่น ASD (Adjustable Speed Drive), PLC (Programmable Logic Controller) และรีเลย์ต่าง ๆ ที่มีการใช้ในกระบวนการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรมต่าง ๆ เกิดการหยุดทำงาน อาจทำให้ผู้ใช้ไฟฟ้ามีของเสียที่เกิดขึ้นในการกระบวนการผลิต และเวลาที่ต้องเสียไป ซึ่งในบางครั้งอาจต้องมีการเริ่มต้นของกระบวนการผลิตใหม่     

.

ในบทความนี้จะกล่าวถึงแรงดันตกชั่วขณะในภาพโดยรวม เพื่อที่จะเป็นแนวทางใช้สำหรับการวิเคราะห์ ป้องกัน และการแก้ไขในเรื่องของคุณภาพไฟฟ้าต่อไป  

.

คำจำกัดความของแรงดันตกชั่วขณะ

ในการให้คำจำกัดความของปัญหาแรงดันตกชั่วขณะ ยังคงมีความไม่ชัดเจนในหลาย ๆ ประเด็น ทั้งในส่วนของระยะเวลาที่เกิดเหตุการณ์ และขนาดที่ใช้บ่งชี้ความรุนแรงของปัญหาแรงดันตก จึงพบว่าหลาย ๆ มาตรฐานมีการกำหนดคำนิยามที่แตกต่างกัน ดังกรณีของมาตรฐาน IEC Standard และ IEEE Standard

.

·         IEC Standard แรงดันตกชั่วขณะคือ ปรากฏการณ์ที่แรงดันลดลงจากระดับปกติอย่างทันทีทันใด และคืนกลับสู่สภาวะปกติภายในระยะเวลา 0.5 Cycle ถึงประมาณ 2-3 วินาที โดยระดับแรงดันที่ลดลงจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์เปรียบเทียบกับระดับแรงดันปกติ

 

·         IEEE Standard แรงดันตกชั่วขณะคือ ระดับแรงดันที่ลดลงระหว่าง 0.1 ถึง 0.9 PU จากระดับแรงดัน RMS ปกติภายในระยะเวลา 0.5 Cycle ถึง 1 นาที ตามประเภทของแรงดันตกดังนี้

-  Instantaneous : 0.5-30 Cycles

-  Momentary      : 30 Cycles-3 Sec

-  Temporary       : 3 Sec-1 Min

.

และในบางครั้งยังเป็นที่สับสนกันอยู่ระหว่างคำว่าแรงดันตกชั่วขณะ และไฟกะพริบสำหรับผู้ที่ทำงานเกี่ยวข้องกันอยู่ ซึ่งตามมาตรฐาน IEEE Std. 1159-1995 ให้นิยามของไฟกะพริบ (Flicker) คือเป็นเหตุการณ์ที่ตาของเรามีความรู้สึกในการมองที่ไม่สม่ำเสมอของระดับแสงสว่างของหลอดไฟ เนื่องจากได้รับผลกระทบจากแรงดันกระเพื่อม (Voltage Fluctuation) ซึ่งในบางครั้งการเกิดแรงดันตกชั่วขณะ ตาของเรานั้นจะสังเกตเห็นหลอดไฟกะพริบได้ แต่นั่นไม่ใช่ความหมายของไฟกะพริบ 

.

สาเหตุที่ทำให้เกิดแรงดันตกชั่วขณะ

.

การเกิดแรงดันตกชั่วขณะในระบบไฟฟ้ามีสาเหตุเกิดขึ้นจากเหตุการณ์ต่าง ๆ ดังนี้คือ

.

1.  การเกิดฟอลต์ในระบบไฟฟ้า เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดแรงดันชั่วขณะ ส่วนใหญ่จะเป็นฟอลต์ที่เกิดขึ้นจากการลัดวงจรลงดินแบบ หนึ่ง เฟส (SLGF) ในระบบสายส่ง และระบบจำหน่ายของการไฟฟ้า หรือฟอลต์ที่เกิดขึ้นจากระบบอื่น ๆ ที่มีการเชื่อมต่อระบบการส่งจ่ายไฟฟ้าเข้ากับระบบของการไฟฟ้า เช่นระบบของ SPP และ IPP หรือของผู้ใช้ไฟฟ้าเอง

.

โดยสาเหตุการเกิดฟอลต์ เนื่องจากระบบสายส่ง ระบบจำหน่ายของการไฟฟ้านั้น ส่วนใหญ่จะทำการติดตั้งเหนือดิน โดยสายส่งและสายระบบจำหน่ายบางส่วนเป็นสายเปลือย ซึ่งได้ทำการส่งจ่ายไฟฟ้าเกือบทั่วประเทศและมีระยะทางที่ยาว ย่อมเป็นผลทำให้เกิดฟอลต์ได้ง่าย ซึ่งมีปัจจัยต่าง ๆ ดังนี้ คือ

.

·        จากเหตุการณ์ธรรมชาติ เช่น ฟ้าผ่า ทำให้เกิดแรงดันเกินจากเสิร์จขึ้นในระบบ ในกรณีที่เกินขีดค่าความสามารถของอุปกรณ์ป้องกันเสิร์จที่มีอยู่ในระบบไม่สามารถที่จะทำการป้องกันได้ เป็นผลทำให้อุปกรณ์ในระบบไฟฟ้าเกิดการเฟลชโอเวอร์ลัดวงจรลงดิน และฟอลต์ดังกล่าวที่เกิดขึ้นส่วนใหญ่จะเป็นฟอลต์แบบการลัดวงจรลงดินแบบ หนึ่ง เฟส

.

รูปที่ 1 การเกิดแรงดันตกชั่วขณะมีสาเหตุเกิดจากการลัดวงจรลงดินแบบ หนึ่ง เฟสทำให้แรงดันมีค่าลดลงเหลือ 0.2 PU ของแรงดันปกติ (80% Sag) ในช่วงเวลา 3 ไซเคิล

.

·         จากสภาพของลักษณะภูมิประเทศ เช่น ในพื้นที่มีต้นไม้ใกล้ระบบสายส่งหรือระบบจำหน่าย อาจทำให้เกิดเหตุการณ์กิ่งไม้ไปแตะสายไฟ หรือในพื้นที่มีงูอาจทำให้เกิดเหตุการณ์งูขึ้นเสาไฟฟ้าไปแตะสายไฟ หรือในพื้นที่อยู่ใกล้ทะเล หรือที่มีฝุ่นมาก จะทำให้เกิดการเร่งของค่าความเป็นฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้ามีค่าลดลง จากผลดังกล่าวทำให้เกิดฟอลต์ขึ้นในระบบได้ และฟอลต์ที่เกิดขึ้นดังกล่าวจะมีลักษณะที่แตกต่างกัน ซึ่งจะขึ้นอยู่กับลักษณะของการเกิดเหตุการณ์ที่ทำให้เกิดฟอลต์ และหากเกิดฟอลต์ดังกล่าวในระบบ อุปกรณ์ป้องกันเช่น รีโคลสเซอร์ และเซอร์กิตเบรกเกอร์ ก็จะทำหน้าที่ปิด-เปิดวงจรที่มีฟอลต์ออกจากระบบไปตามเวลาของขั้นตอนการทำงานที่ตั้งไว้        

.

รูปที่ 2 เวลาลำดับขั้นตอนการทำงานปิด-เปิดวงจรของอุปกรณ์รีโคลสเซอร์ของ กฟภ.

.

2.  จากการสตาร์ทมอเตอร์ขนาดใหญ่ในโรงงานอุตสาหกรรม มอเตอร์อินดักชันขณะสตาร์ตจะมีกระแสสูงสูงถึง 6-10 เท่าของกระแสโหลดปกติ ซึ่งแรงดันตกชั่วขณะที่เกิดขึ้นจะมีขนาดลดลง น้อย กว่าแรงดันตกชั่วขณะจากเหตุการณ์การเกิดฟอลต์ในระบบ

.

รูปที่ 3 การเกิดแรงดันตกชั่วขณะจากการสตาร์ทมอเตอร์ขนาดใหญ่

.

3.  เกิดจากการเหนี่ยวนำขึ้นของเหตุการณ์ฟ้าผ่าบริเวณใกล้ระบบสายส่งและระบบจำหน่าย ทำให้เกิดแรงดันตกชั่วขณะ

.

คุณลักษณะของแรงดันตกชั่วขณะ       

การเกิดแรงดันตกชั่วขณะ สาเหตุส่วนใหญ่มักมีผลสืบเนื่องมาจากการเกิดฟอลต์ในระบบจำหน่าย แล้วส่งผลกระทบจนทำให้เกิดปัญหาแรงดันตกชั่วขณะไปยังผู้ใช้ไฟในพื้นที่ข้างเคียง โดยความรุนแรงที่เกิดขึ้นนั้นจะผันแปรโดยตรงกับขนาดของกระแสฟอลต์ ประเภทของฟอลต์ และระยะเวลาในการกำจัดฟอลต์ของอุปกรณ์ป้องกัน

.

ดังนั้นจะเห็นว่ามีปัจจัยหลายอย่างที่เป็นองค์ประกอบสำคัญในการบ่งชี้ระดับความรุนแรง ซึ่งจะสะท้อนถึงผลกระทบที่จะเกิดขึ้นกับผู้ใช้ไฟฟ้าด้วย อย่างไรก็ตามมาตรฐานต่าง ๆ ที่กล่าวถึงปัญหาแรงดันตกชั่วขณะนั้น โดยทั่วไปมักจะกล่าวแต่เพียงขนาดแรงดันที่เหลืออยู่ในระบบและระยะเวลาที่เกิดเหตุการณ์เท่านั้น ซึ่งในความเป็นจริงแล้ว ผลกระทบจากปัญหาแรงดันตกชั่วขณะที่มีต่ออุปกรณ์ซึ่งมีความไวสูงและไม่ทนต่อการเปลี่ยนแปลงนั้น ยังมีส่วนอื่นที่จำเป็นต้องนำมาพิจารณาร่วมด้วย อาทิเช่น Phase-Angle Jump, Post- Fault Dip เป็นต้น   

.

องค์ประกอบที่เป็นลักษณะเฉพาะของแรงดันตกชั่วขณะ ประกอบไปด้วย

.

-  ขนาดโดยทั่วไปสามารถคำนวณหาขนาดของแรงดันตกชั่วขณะได้จากหลักการของ Voltage Divider ดังรูปที่ 5.4 ยกตัวอย่างในกรณีที่เกิดฟอลต์ขึ้นในระบบที่เป็น Radial Line ระดับแรงดันตกชั่วขณะที่จุดต่อร่วม (Vcc) หรือจุด PCC สามารถคำนวณหาค่าได้จากสมการ  

  ................. (1)

เมื่อ Z1 คือค่า Impedance ที่ต้นทางของแหล่งจ่าย

เมื่อ Z2 คือค่า Impedance ระหว่างจุดต่อร่วม (PCC) กับจุดที่เกิดฟอลต์

.

รูปที่ 4 หลักการคำนวณแบบ Voltage Divider

.

ในกรณีที่ค่า Z1 และ Z2 ซึ่งเป็นค่าจำนวนเชิงซ้อนและมีอัตราส่วนของ X/R ที่เท่ากัน การเกิดฟอลต์ลักษณะเช่นนี้จะไม่มีผลจาก Phase-Angle Jump เข้ามาเกี่ยวข้อง แต่ในความเป็นจริงแล้วกรณีดังกล่าวเป็นเรื่องที่เกิดขึ้นได้ยากมาก ดังนั้นปัญหาแรงดันตกชั่วขณะโดยส่วนใหญ่จึงต้องนำผลของ Phase-Angle Jump มาเป็นองค์ประกอบที่สำคัญในการพิจารณาด้วย

.

-  ระยะเวลา จากสถิติของปัญหาแรงดันตกชั่วขณะที่เกิดขึ้นนั้น ส่วนใหญ่มีสาเหตุมาจากฟอลต์ที่เกิดขึ้นในระบบ ดังนั้นระยะเวลาของการเกิดเหตุการณ์จึงขึ้นอยู่กับการทำงานของอุปกรณ์ที่ติดตั้งป้องกันฟอลต์อยู่ในระบบ ซึ่งสามารถสรุปเป็นข้อมูลทั่วไปได้ดังนี้

Current-Limiting Fuse: น้อย กว่า 1 Cycle

Expulsion Fuse: 10-1,000 ms

Distance Relay with Fast Breaker: 50-100 ms

Distance Relay in Zone 1: 100-200 ms

Distance Relay in Zone 2: 200-500 ms

Differential Relay 3: 100-300 ms

Overcurrent Relay: 200-2000 ms

.

-  Phase-Angle Jump ปัญหาการเกิดฟอลต์ขึ้นในระบบไม่ได้ทำให้ระดับแรงดันมีขนาดที่ลดลงเท่านั้น แต่ยังเป็นสาเหตุหลักที่สำคัญที่ทำให้เกิดปัญหา Phase-Angle Jump (Df) ที่ตัวอุปกรณ์ไฟฟ้าตามมาด้วย

.

................. (2)

เมื่อ  Z1 = R1 + jX1

และ Z2 = R2 + jX2

.

การพิจารณาปัญหาแรงดันตกชั่วขณะที่มีสาเหตุมาจากฟอลต์ในระบบ จะจำแนกออกเป็น 4 แบบที่สำคัญได้แก่ การเกิดฟอลต์แบบ Three Phase Fault (Type A), Single-Phase Fault (Type B), และ Phase-to-Phase Fault (Type C, D) ดังรูปที่ 5 

.

รูปที่ 5 แรงดันตกชั่วขณะไม่สมดุลแบบต่าง ๆ  

.

Type A เป็นแรงดันตกชั่วขณะที่เกิดจากฟอลต์แบบ Three Phase Fault ซึ่งเป็นผลให้แรงดันมีขนาดลดลงทั้งสามเฟส

.

Type B เป็นแรงดันตกชั่วขณะที่เกิดจากฟอลต์แบบ Single-Phase Fault ซึ่งเป็นผลให้แรงดันมีขนาดลดลง หนึ่ง เฟส แรงดันตกชั่วขณะ Type B นั้นเกิดจากการต่อหม้อแปลงแบบ Wye-Ground ซึ่งมีผลของ Zero Sequence เป็นองค์ประกอบ แต่โดยทั่วไปผลจาก Zero Sequence ยากที่จะส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าในระบบ เนื่องจากอุปกรณ์ 3 เฟสในระบบส่วนใหญ่จะต่อใช้งานเป็นแบบ Delta หรือ Wye-Ungrounded

.

Type C เป็นแรงดันตกชั่วขณะที่เกิดจากฟอลต์แบบ Phase-Phase Fault ในระบบที่เป็น Grounded (Phase to Ground) เมื่อเกิดฟอลต์แบบ Phase-Phase Fault ขึ้น ระดับแรงดันจะลดลงทั้งสองเฟส และมีผลทำให้ Phase-Angle Jump เกิดขึ้นด้วย นอกจากนั้นระบบที่เป็นแบบ Ungrounded (Phase to Phase)  ก็สามารถก่อให้เกิดรูปแบบ Type C ได้เช่นกัน หากเกิดฟอลต์แบบ Phase to Ground Fault ขึ้น

.

Type D เป็นแรงดันตกชั่วขณะที่เกิดจากฟอลต์แบบ Phase-Phase Fault ซึ่งเป็นผลให้แรงดันมีขนาดลดลง หนึ่ง เฟสและเกิด Phase-Angle Jump ขึ้นด้วย โดยทั่วไปจะเกิดกับระบบที่มีอุปกรณ์ไฟฟ้าต่อใช้งานเป็นแบบ Ungrounded (Phase to Phase) 

.

มาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับแรงดันตกชั่วขณะ

.

ในบทความนี้ จะนำเสนอภาพโดยรวมของขอบเขตการพิจารณานำมาตรฐานเฉพาะในส่วนของมาตรฐาน IEC และ IEEE ไปใช้ในการประเมินระดับของปัญหาทั้งในส่วนของโรงงานอุตสาหกรรม การไฟฟ้า และอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ ที่ติดตั้งในระบบ โดยมุ่งเน้นประเด็นที่สำคัญตามมาตรฐานคุณภาพไฟฟ้า คือ

.

-  ขอบเขตและวิธีในการวิเคราะห์สำหรับการออกแบบและวางแผน

.

-  ขอบเขตและวิธีในการวิเคราะห์สำหรับการใช้งาน

.

-  ขอบเขตความสามารถของเครื่องวัดคุณภาพไฟฟ้า

.

-  ความสอดคล้องกันระหว่างระบบของผู้ใช้ไฟฟ้าและการไฟฟ้า

.

-  ขอบเขตของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงยังคงทำงานได้ตามปกติ

.

มาตรฐาน IEEE Standard และ IEC Standard ยังแบ่งออกเป็นมาตรฐานย่อย ๆ อีกหลายมาตรฐาน ยกตัวอย่าง เช่น มาตรฐาน IEC Standard หมายเลข IEC 1000-2-X กล่าวถึงคุณลักษณะและเงื่อนไขโดยทั่วไปที่อุปกรณ์ยังคงสามารถทำงานได้เป็นปกติ ในส่วนของ IEC Standard หมายเลข IEC 1000-4-X จะให้รายละเอียดของการตรวจวัดและกระบวนการทดสอบอุปกรณ์เพื่อความแน่ใจว่าอุปกรณ์นั้น ๆ จะผ่านเกณฑ์ต่าง ๆ ตามมาตรฐาน ดังตารางที่ 1

.

ตารางที่ 1 แสดงมาตรฐาน IEEE Standard และ IEC Standard

.

·         การนำมาตรฐานไปใช้งานในระบบ (Standards Applied to Systems Analysis)

.

IEEE Standard p1346

มาตรฐานนี้จะนำเสนอข้อมูลทางเทคนิคและข้อสรุปในการวิเคราะห์ความเหมาะสมระหว่างอุปกรณ์ที่ติดตั้งใช้งานกับระบบไฟฟ้าที่เป็นอยู่ ซึ่งมุ่งเน้นการนำข้อมูลต่าง ๆ มาประเมินระดับความรุนแรงของปัญหาแรงดันตกชั่วขณะ โดยมีประเด็นที่น่าสนใจดังนี้

.

-  การเปรียบเทียบในแง่การลงทุนระหว่างเงินที่สูญเสียไป จากปัญหาแรงดันตกกับเงินลงทุนที่ใช้ปรับปรุงระบบ เพื่อลดความรุนแรงของปัญหาแรงดันตก

.

-  การวิเคราะห์ข้อมูลของปัญหาแรงดันตกทั้งในส่วนของขนาดและระยะเวลา รวมทั้งโอกาสในการเกิดแรงดันตก เพื่อประเมินผลกระทบต่อการทำงานของอุปกรณ์ที่ไม่สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันอย่างทันทีทันใดได้ โดยการรวบรวมข้อมูลจากการตรวจวัดตามมาตรฐาน IEEE Std.1159 และแนวทางในการวิเคราะห์ข้อมูลตามมาตรฐาน IEEE Std.493

.

-  การนำเกณฑ์มาตรฐาน Sensibility Curve CBEMA มาใช้ในการกำหนดขีดความสามารถของอุปกรณ์ ซึ่งการกำหนดขีดความสามารถของอุปกรณ์อาจได้จากการทำ Immunity Tests

.

-  การนำข้อมูลการเกิดแรงดันตกมาแสดงผลแบบ 2 มิติ คือ แกนแนวตั้งแสดงขนาดของแรงดันตก ส่วนแกนแนวนอนแสดงผลของระยะเวลาในการเกิดปัญหาแรงดันตก นอกจากนั้นยังแสดงข้อมูลในเชิงสถิติเกี่ยวกับจำนวนครั้งหรือโอกาสในการเกิดปัญหาแรงดันตกดังรูปกราฟด้านล่าง

.

.

IEEE Standard 493

มาตรฐานนี้จะนำเสนอแนวโน้ม และการคาดการณ์โอกาสในการเกิดปัญหาแรงดันตกชั่วขณะทั้งในส่วนของขนาดแรงดันตก ระยะเวลาที่เกิดปัญหาแรงดันตก และสถิติในการเกิดปัญหา เพื่อนำผลลัพธ์ที่ได้ มาหาแนวทางในการป้องกันซึ่งมีสาระสำคัญดังนี้

.

-  การคำนวณขนาดของแรงดันตก ซึ่งจำเป็นต้องทราบค่าอิมพีแดนซ์ทั้งในส่วนของระบบจำหน่ายและสายส่ง โดยอาศัยคอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยในการคำนวณเพื่อประเมินขนาดแรงดันตกที่ตำแหน่งติดตั้งโหลด

.

-  การประเมินระยะเวลาในการเกิดแรงดันตก โดยพิจารณาจากระยะเวลาในการกำจัดฟอลต์ของอุปกรณ์ป้องกันแต่ละชนิด

.

-  การพิจารณาโอกาสในการเกิดปัญหาแรงดันตก ซึ่งอาจพิจารณาในแง่สถิติของการเกิดฟอลต์ในระบบ

.

IEC Standard 1000-2-2

มาตรฐานนี้ไม่ได้เน้นการกำหนดขีดจำกัดของแรงดันตกชั่วขณะ แต่จะชี้ให้เห็นถึงระดับแรงดันตกที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในระบบโดยเฉลี่ยในแต่ละเดือน

.

·         การนำมาตรฐานไปใช้กับอุปกรณ์ (Standards Applied to Equipment)

.

มาตรฐาน IEEE Standard และIEC Standard ต่างนำเสนอรูปแบบในการนำไปใช้งานที่แตกต่างกัน แต่มีวัตถุประสงค์ที่เหมือนกันคือ เพื่อต้องการอธิบายหรือประเมินผลกระทบจากปัญหาแรงดันตกชั่วขณะที่อุปกรณ์ต่าง ๆ อาจได้รับ

.

IEEE Standard 1250

IEEE Standard และสถาบัน Computer Business Equipment Manufactures Association(CBEMA) ได้ร่วมกันพัฒนารูปแบบของมาตรฐานเพื่อความสะดวกในการนำมาตรฐานไปใช้งาน ภายใต้ชื่อเกณฑ์มาตรฐาน CBEMA Curve ดังรูปที่ 5.6 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงในการออกแบบอุปกรณ์ที่ไม่สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันได้อย่างทันทีทันใด ซึ่งเกณฑ์มาตรฐาน CBEMA Curve นี้ได้มีการนำเสนออย่างเป็นทางการครั้งแรกในมาตรฐาน IEEE Std. 446 ในปี 1987 หลังจากนั้นได้มีการนำมาใช้เป็นเกณฑ์อ้างอิงกันอย่างกว้างขวาง สำหรับมาตรฐาน IEEE Std. 1250 ได้แนะนำให้ใช้เกณฑ์มาตรฐาน CBEMA Curve สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ เพื่ออธิบายผลกระทบจากปัญหาแรงดันตกต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์คอมพิวเตอร์โดยทั่วไป

.

IEEE Standard 446

มาตรฐานนี้แนะนำให้ใช้เกณฑ์มาตรฐาน CBEMA Curve เพื่อพิจารณาผลกระทบที่เกิดกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จากปัญหาแรงดันตก เกณฑ์มาตรฐาน CBEMA Curve นี้เกิดจากการรวบรวมข้อมูลจากประสบการณ์ของผู้ใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

.

ปัจจุบันเกณฑ์มาตรฐาน CBEMA Curve ได้รับการพัฒนามาเป็นเกณฑ์มาตรฐาน ITIC Curve (The Information Technology Industry Council) เพื่อให้มีความสอดคล้องกับเทคโนโลยีสมัยใหม่มากขึ้น ดังรูปที่ 7 

.

รูปที่ 6 แสดงเกณฑ์มาตรฐาน CBEMA Curve

.

รูปที่ 7 แสดงเกณฑ์มาตรฐาน ITIC Curve

.

IEC Standard 1000-2-4

เงื่อนไขการใช้งานของอุปกรณ์ในมาตรฐาน IEC คือ การทำงานที่สัมพันธ์กันทางสนามแม่เหล็ก (Electromagnetic Compatibility: EMC) ซึ่งกำหนดเป็นความสามารถของชิ้นส่วนอุปกรณ์ เครื่องมือ หรือระบบฟังก์ชันการทำงานที่สามารถทำงานได้สัมพันธ์และสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลง หรือการรบกวนของสนามแม่เหล็กในสภาวะแวดล้อมต่าง ๆ 

.

มาตรฐาน IEC Std.1000-2-4 เป็นมาตรฐานที่ใช้งานในระบบไฟฟ้าที่จ่ายให้กับโรงงานอุตสาหกรรม (ไม่รวมระบบไฟฟ้าในเรือและเครื่องบิน) ซึ่งแบ่งออกเป็น 3 Classes ดังนี้

.

Class 1 สำหรับระบบที่จ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่ไม่สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงจากสิ่งรบกวนในระบบไฟฟ้า

Class 2 สำหรับระบบที่จ่ายให้กับโรงงานอุตสาหกรรม

Class 3 สำหรับระบบที่จ่ายให้กับโรงงานอุตสาหกรรม ที่มีอุปกรณ์ที่ก่อให้เกิดสิ่งรบกวนในระบบไฟฟ้าได้ง่าย เช่น ปัญหาแรงดันตกจากการสตาร์ทมอเตอร์ขนาดใหญ่ 

.

โดยกำหนดให้

DV/Vn     = 10% - 100% สำหรับ Class 1, 2 และ 3

Dt            = 1 Cycle สำหรับ Class 1

Dt            = 1 - 300 Cycle สำหรับ Class 2 และ 3

Vn                  = แรงดันในสภาวะปกติ

.

·         การนำมาตรฐานไปใช้ในการตรวจวัด (Standards Applied to Monitoring)

การตรวจวัดมีส่วนสำคัญในการประเมินระดับความรุนแรง และทำให้ทราบข้อมูลที่แท้จริงเกี่ยวกับปัญหาแรงดันตกชั่วขณะ อย่างไรก็ตามข้อมูลที่ได้รับจากการตรวจวัดอาจให้ผลสรุปแตกต่างกันโดยมีเงื่อนไขที่จำเป็นต้องนำมาพิจารณาร่วมกัน เช่น ตำแหน่งที่ติดตั้งเครื่องมือตรวจวัด ชนิดของเครื่องมือตรวจวัด ขีดความสามารถของเครื่องมือตรวจวัด และวิธีการตรวจวัดตลอดจนวิธีการวิเคราะห์เพื่อประเมินผล เป็นต้น

.

IEEE Standard 1159

มาตรฐาน IEEE Std. 1159 นำเสนอเทคนิคและวิธีในการตรวจวัด เพื่อเก็บข้อมูลรวมทั้งการวิเคราะห์ผลจากการตรวจวัด ซึ่งสามารถนำมาตรฐานนี้มาใช้เป็นเกณฑ์อ้างอิงในการพิจารณาเลือกใช้เครื่องมือตรวจวัด

.

IEEE Standard 1100

มาตรฐานIEEE Std.1100 นำเสนอเกณฑ์กำหนด หรือขีดความสามารถของเครื่องมือตรวจวัดคล้ายกับที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน IEEE Std.1159

.

การเลือกใช้มาตรฐานมีบทบาทที่สำคัญในการออกแบบระบบ ให้สามารถรองรับปัญหาแรงดันตกที่เกิดขึ้นให้อยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้ หรืออยู่ในเกณฑ์ที่กำหนดไว้ แต่เนื่องจากมาตรฐานต่าง ๆ ที่ใช้งานกันโดยทั่วไปนั้น ต่างก็มีเงื่อนไขที่จำเป็นต้องนำมาประกอบการพิจารณา ดังนั้นจึงเป็นการยากในการจะระบุว่ามาตรฐานไหนดีกว่ากัน แนวทางในการเลือกใช้มาตรฐานจึงอาจขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการใช้ ความสะดวกในการใช้ และควรสอดคล้องกับระบบที่ใช้งานอยู่  

.

แนวทางการลดผลกระทบแรงดันไฟฟ้าตกชั่วขณะโดยทั่วไป (Overview of Mitigation Methods)

.

·         การลดระยะเวลาของการปลดวงจรเนื่องจากเกิดฟอลต์ (From Fault to Trip)

ดังได้กล่าวไว้แล้วว่าฟอลต์คือ สาเหตุหลักในการทำให้เกิดปัญหาแรงดันไฟฟ้าตกชั่วขณะขึ้นในระบบ การเกิดฟอลต์ที่ค่ากระแสลัดวงจรสูง ๆ หรือการใช้กระแสโหลดมาก ๆ เช่น การสตาร์ทมอเตอร์ขนาดใหญ่ จะทำให้ขนาดของแรงดันไฟฟ้าตกชั่วขณะมีความลึกมาก และหากระบบป้องกันกำจัดฟอลต์ได้ช้า ผลกระทบเนื่องจากระยะเวลาของแรงดันไฟฟ้าตกชั่วขณะอาจมีระดับความรุนแรงที่มากพอจะทำให้อุปกรณ์ของผู้ใช้ไฟปลดวงจรออก และเพื่อให้เกิดภาพที่ชัดเจนขึ้น รูปที่ 5.8 จะแสดงให้เห็นแนวทางในการแก้ปัญหาแรงดันไฟฟ้าตกชั่วขณะที่เกิดจากการลัดวงจรซึ่งนำไปสู่การปลดวงจรของอุปกรณ์

.

รูปที่ 8 แสดงแนวทางในการลดปัญหาแรงดันตก

.

·         แนวทางการลดจำนวนของฟอลต์ (Reducing the Number of Faults)   

การป้องกันไม่ให้เกิดฟอลต์ขึ้นในระบบถือเป็นการแก้ปัญหาแรงดันตกชั่วขณะที่ดีที่สุด แต่อย่างไรก็ตามในความเป็นจริงไม่สามารถหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าวได้ เนื่องจากระบบจำหน่ายและสายส่งที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบันเป็นระบบเหนือดิน (Overhead Lines) มีโอกาสเกิดฟอลต์ได้ อย่างไรก็ตามการลดจำนวนครั้งของการเกิดฟอลต์ในระบบอาจดำเนินการได้ดังนี้

.

-  การนำระบบ Underground Cables มาใช้งานแทนระบบ Overhead Lines เพื่อผลในการลดจำนวนครั้งของการเกิดฟอลต์ แต่ระบบ Underground Cables ก็มีข้อเสียที่ต้องพิจารณาคือ เมื่อเกิดความเสียหายต้องใช้เวลาซ่อมเป็นเวลานานทำให้ระยะเวลาไฟดับเกิดขึ้นนานเมื่อเปรียบเทียบกับระบบ Overhead Lines

.

-  การนำสายหุ้มฉนวน เช่น Aerial Cable หรือ Partially Insulated Cable (PIC) มาใช้งานแทนสายเปลือยในระบบ Overhead Lines

.

-  การป้องกันมิให้ต้นไม้หรือสิ่งก่อสร้างต่าง ๆ ที่อยู่ใกล้แนวระบบจำหน่ายหรือสายส่ง น้อย กว่าระยะปลอดภัย หรือครอบฉนวนไฟฟ้าเพื่อป้องกันการเกิดฟอลต์

.

-  การเพิ่มค่าความเป็นฉนวนของระบบให้สูงขึ้น เพื่อไม่ให้เกิดการเบรกดาวน์ของฉนวนจนนำไปสู่การ Flashover นั้นก็เป็นอีกวิธี หนึ่ง ในการลดจำนวนการเกิดฟอลต์ โดยที่ระดับความเป็นฉนวนที่เพิ่มขึ้นจะมากหรือ น้อย นั้น ขึ้นอยู่กับสภาวะแวดล้อมของพื้นที่ด้วยว่ามีปัญหาเกี่ยวกับมลภาวะหรือไม่ เพราะหากมีปัญหาเรื่องมลภาวะ ความจำเป็นในการเพิ่มระดับความเป็นฉนวนให้มากขึ้นจะต้องถูกนำมาพิจารณา อย่างไรก็ตามการทำนายระดับความรุนแรงของแรงดันฟ้าผ่านั้นกระทำได้ยาก ดั้งนั้นการเกิดฟอลต์ก็ยังมีโอกาสเกิดขึ้นได้

.

-  จัดทำแผนงานการบำรุงรักษาระบบไฟฟ้าทั้งในส่วนของผู้ใช้และการไฟฟ้า เพื่อลดความเสี่ยงในการเกิดฟอลต์

.

·         แนวทางการลดระยะเวลาในการกำจัดฟอลต์ (Reducing the Fault-Clearing Time)

การลดระยะเวลาในการกำจัดฟอลต์มีส่วนช่วยลดความรุนแรงของปัญหาแรงดันไฟฟ้าตกชั่วขณะที่เกิดขึ้นในระบบ ยกตัวอย่างกรณีของ Current - Limiting Fuses ซึ่งสามารถกำจัดฟอลต์ได้ภายในเวลา ½ Cycle เป็นผลให้ระยะเวลาที่เกิดแรงดันไฟฟ้าตกชั่วขณะเกิดขึ้นเพียงชั่วระยะเวลาสั้น ๆ ซึ่งโดยทั่วไปไม่เกิน 1 Cycle แต่ผลกระทบที่จะต้องพิจารณาควบคู่ไปด้วยก็คือ ค่าแรงดันไฟฟ้าเกิน (Over Voltage) ที่เกิดขณะตัดวงจร

.

รูปที่ 9 (a) แสดงรูปแบบของระบบป้องกันในระบบจำหน่ายที่ประกอบไปด้วยฟิวส์และรีโครสเซอร์ (Recloser) โดยที่รีโครสเซอร์ติดตั้งเป็นระบบป้องกันสำหรับสายเมนหรือสายเมนย่อย มีคุณลักษณะการทำงานที่สัมพันธ์กันระหว่างกระแสและเวลา (Time Current Characteristic Curve) และสามารถกำหนดค่าการทำงานได้ทั้งแบบทำงานเร็ว (Fast Curve) และแบบทำงานช้า (Slow Curve) ส่วนฟิวส์ใช้ติดตั้งเป็นระบบป้องกันในสายแยกที่มีโหลดไม่มากนัก ลักษณะการทำงานของฟิวส์เป็นแบบ Extremely Inverse Time Characteristic คือเมื่อกระแสเกินพิกัดยิ่งมีค่ามากเวลาที่ฟิวส์หลอมละลายจะยิ่งเร็วขึ้น โดยปกติฟิวส์จะเริ่มหลอมละลายเมื่อมีกระแสเกินพิกัดตั้งแต่สองเท่าของพิกัดฟิวส์ขึ้นไป

.

ในการกำหนดค่าการทำงานของรีโครสเซอร์และการเลือกชนิดของฟิวส์เพื่อกำจัดฟอลต์นั้น ต่างก็มีส่วนในการลดผลกระทบจากปัญหาแรงดันตกชั่วขณะ กล่าวคือหากตั้งค่าการทำงานของรีโครสเซอร์ไว้เร็วหรือเลือกใช้ฟิวส์แบบ K ปัญหาแรงดันตกชั่วขณะจะเกิดขึ้นเพียงชั่วระยะเวลาสั้น ๆ เมื่อเกิดฟอลต์ขึ้นในระบบ เนื่องจากอุปกรณ์ป้องกันสามารถกำจัดฟอลต์ได้รวดเร็ว แต่ทั้งนี้จะต้องพิจารณาการจัดการทำงานของอุปกรณ์ป้องกันให้สัมพันธ์ (Co-ordination) และชนิดของฟอลต์ส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นว่าเป็นแบบชั่วคราวหรือถาวรประกอบกันไปด้วย จึงจะมีความเหมาะสมมากยิ่งขึ้น

.

รูปที่ 9 (a) แสดงรูปแบบการป้องกันระหว่าง Fuse กับ Recloser

.

รูปที่ 9 (b) แสดงรูปแบบการป้องกันระหว่าง Overcurrent Relay

.

 

   รูปที่ 10 แสดง Curve การทำงานของ Fuse และ Recloser

.

จากรูปที่ 9 (b) แสดงรูปแบบการป้องกันที่ประกอบไปด้วย Overcurrent Relay ซึ่งเป็นรีเลย์ที่ออกแบบให้ทำงานเมื่อมีกระแสเกินพิกัดที่กำหนดไว้ และในการกำหนดค่าการทำงานของรีเลย์สามารถเลือกได้ 2 รูปแบบคือ แบบ Fixed Time หรือ Definite Time และแบบ Inverse Time นอกจากนี้ลักษณะของ Inverse Time นี้ยังแบ่งออกได้หลายชนิด คือ Long Inverse Time, Standard Inverse Time, Very Inverse Time และ Extremely Inverse Time ดังในรูปที่ 11

.

ในการกำหนดค่าการทำงานโดยทั่วไปจะกำหนดค่าเริ่มต้นการทำงาน (Pick Up) ด้วยการทำงานในรูปแบบ Inverse Time และ รูปแบบ Definite Time สำหรับการทำงานแบบ Instantaneous และจากรูปที่ 11 แสดงให้เห็นว่าที่ค่ากระแสลัดวงจรสูง ๆ การทำงานในลักษณะ Inverse Time ชนิด Extremely Inverse Time จะให้ผลในการลดระยะเวลาของการเกิดแรงดันตกชั่วขณะได้ดีที่สุด เนื่องจากสามารถกำจัดฟอลต์ได้รวดเร็ว นอกจากนั้นการกำหนดค่าการทำงานระหว่างรีเลย์ให้ทำงานสัมพันธ์กัน ก็เป็นอี กบ ทบาท หนึ่ง ในการลดความรุนแรง    ของแรงดันตกชั่วขณะไม่ให้ขยายวงกว้าง โดยพิจารณากำหนดค่า Margin ระหว่างรีเลย์ตัวหน้าและตัวหลังให้ น้อย ลงเพื่อให้สามารถกำหนดค่า Pick Up ของรีเลย์ให้ต่ำลงได้   แต่อย่างไรก็ตามการกำหนดค่าการทำงานดังกล่าวต้องอยู่ภายใต้เงื่อนไขไม่ทำให้เกิดการ Trip พร้อมกันระหว่างรีเลย์ตัวหน้า (Protecting Relay) และตัวหลัง (Protected Relay)

.

รูปที่ 11 แสดง Curve การทำงานของ Overcurrent ชนิดต่าง ๆ

.

ในส่วนของระบบป้องกันของสายส่งโดยทั่วไปใช้ Distance Relay ในการป้องกันซึ่งมีรูปแบบการทำงานเป็นแบบ Zone ดังรูปที่ 12

หมายเหตุ: กรณีที่เป็น Radial Line

รูปที่ 12 แสดงการทำงานเป็น Zone ของ Distance Relay

.

จากรูปที่ 12 เมื่อเกิดฟอลต์ที่ Zone 1 อุปกรณ์ป้องกันจะใช้เวลาในการกำจัดฟอลต์ด้วยเวลาที่เร็วมาก ดังนั้นระยะเวลาในการเกิดแรงดันตกชั่วขณะจึงสั้นมากเช่นกัน แต่เนื่องจาก Zone 1 เป็น Zone การป้องกันสายส่งและสายจำหน่ายในส่วนของการไฟฟ้าที่อยู่ใกล้กับแหล่งจ่ายไฟ ขนาดของกระแสลัดวงจรจึงมีค่ามากเป็นผลให้ขนาดความลึกของแรงดันตกชั่วขณะมีค่ามากด้วยเช่นกัน

.

การลดผลกระทบจากแรงดันตกชั่วขณะ สามารถทำได้โดยการกำหนดค่าการทำงาน (Operating Time) ในแต่ละ Zone ป้องกันให้ น้อย ที่สุดเพื่อลดระยะเวลาในการกำจัดฟอลต์ ซึ่งการกำหนดค่าดังกล่าว จะต้องพิจารณาให้สามารถทำงานสัมพันธ์กับรีเลย์ตัวอื่น ๆ ด้วย 

.

·         แนวทางการปรับปรุงระบบไฟฟ้า (Changing the Power System)

การลดผลกระทบตามแนวทางการปรับปรุงระบบ อาจทำโดยการติดตั้งระบบสำรองเพิ่มเติมให้กับโหลดที่มีความสำคัญ ยกตัวอย่างเช่น

.

-  การติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อช่วยรักษาระดับแรงดันระหว่างที่เกิดปัญหาแรงดันตกชั่วขณะ ให้กับโหลดที่ไม่สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน

.

-  แยกบัส (Bus) ระหว่างโหลดที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันและโหลดอื่น ๆ

.

-  พิจารณาเพิ่มแหล่งจ่ายให้กับโหลดที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน โดยแหล่งจ่ายที่เพิ่มขึ้นนั้นไม่ควรมาจากแหล่งจ่ายเดียวกัน การลดผลของแรงดันตกชั่วขณะจึงจะได้ผลที่ดี

.

·         ติดตั้งอุปกรณ์เพื่อลดผลกระทบเพิ่มเติม (Installing Mitigation Equipment)

-  ติดตั้งเครื่องสำรองไฟฟ้าฉุกเฉิน (Uninterruption Power Supplies :UPS) ไว้สำหรับจ่ายให้กับโหลดที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน เช่น คอมพิวเตอร์ วงจรควบคุมเครื่องจักร

.

-  ติดตั้งมอเตอร์-เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งจะสามารถแก้ไขปัญหาแรงดันตกในช่วงระยะเวลาสั้น ๆ ได้ประมาณ 2.5 วินาที

.

-  ติดตั้ง Voltage Source Converters (VSCs) ซึ่งจะสามารถจ่ายแรงดันเพื่อชดเชยขนาดของแรงดันตกได้ทั้งขนาดและเฟสโดยอาศัยวงจร Switching DC Voltage

.

-  ติดตั้งเครื่องควบคุมแรงดันแบบอัตโนมัติ (Automatic Voltage Stabilizer) ซึ่งโดยทั่วไปสามารถแก้ไขปัญหาแรงดันตกได้  ±15% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดและสามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายออกมาให้มีค่าเกือบคงที่เปลี่ยนแปลงไม่เกิน ±5%

.

·         วิธีการปรับปรุงอุปกรณ์ให้สามารถทนต่อสภาวะแรงดันตกชั่วขณะได้ (Improving Equipment Immunity)

-  อุปกรณ์ประเภทอิเล็กทรอนิกส์, คอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ควบคุม (เช่น อุปกรณ์แรงต่ำชนิด Single Phase) สามารถปรับปรุงโดยการต่อเพิ่มค่าความจุทางไฟฟ้าให้กับ Internal DC Bus ซึ่งการเพิ่มค่าความจุทางไฟฟ้านี้ จะช่วยทำให้อุปกรณ์มีความสามารถในการทนต่อสภาวะแรงดันตกชั่วขณะได้นานขึ้น เพราะค่าความจุทางไฟฟ้าจะช่วยขยายช่วงเวลาสูงสุดที่อุปกรณ์สามารถทนต่อสภาวะแรงดันตกชั่วขณะ

.

-  อุปกรณ์แรงต่ำชนิด Single Phase สามารถปรับปรุงได้โดยการปรับปรุงวงจร DC/DC Converter ให้มีความซับซ้อนมากขึ้น เพื่อช่วยขยายช่วงระดับแรงดันขาเข้าของอุปกรณ์ให้กว้างขึ้น ซึ่งทำให้อุปกรณ์สามารถทำงานอยู่ได้ในขณะเกิดสภาวะแรงดันตก

.

-  อุปกรณ์ปรับความเร็วรอบ (Adjustable Speed Drives: ASDs) จะเห็นว่าอุปกรณ์ประเภท AC Drives จะสามารถทนต่อสภาวะแรงดันตกชั่วขณะที่เกิดเนื่องจากฟอลต์แบบ Single Phase และ Phase to Phase ได้ โดยการต่อเพิ่มค่าความจุทางไฟฟ้าที่ DC Bus สำหรับความสามารถในการทนต่อ Three Phase Fault นั้นจำเป็นที่จะต้องไปปรับปรุงในภาคของอินเวอร์เตอร์และเร็กติไฟเออร์ต่อไป

.

-  การปรับปรุงอุปกรณ์ประเภทปรับความเร็วรอบของ DC Motor (DC Adjustable Speed Drives) นั้น ทำได้ยากมาก เนื่องจากกระแสในขดลวดอาเมเจอร์ และแรงบิดของ DC Motor จะตกลงอย่างรวดเร็วเมื่อเกิดสภาวะแรงดันตก ดังนั้นการลดผลกระทบเนื่องจากการเกิดสภาวะแรงดันตกชั่วขณะ จะขึ้นอยู่กับข้อจำกัดในการประยุกต์ใช้งานของ Drives

.

-  สำหรับการปรับปรุงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ประเภท Drives และ Process Control Computer นั้น สิ่งที่สำคัญคือ การหมั่นตรวจสอบการทำงานและสภาพของหน้าสัมผัส, รีเลย์ และเซนเซอร์ต่าง ๆ อย่างละเอียด

.

-  เมื่อมีแผนการติดตั้งอุปกรณ์ตัวใหม่เข้าในระบบที่อุปกรณ์นั้น ควรมีข้อมูลเกี่ยวกับการป้องกันตัวอุปกรณ์เองเมื่อเกิดสภาวะแรงดันตกชั่วขณะ หรือวิธีการปรับปรุงอุปกรณ์นั้น ให้สามารถทนต่อสภาวะแรงดันตกแนบมาให้ด้วย หรือถ้าเป็นไปได้ ควรให้ทางผู้ผลิตจัดรวมมากับคู่มือการใช้งานของอุปกรณ์นั้นเลย

.

·         ตัวอย่างเหตุการณ์ของการเกิดสภาวะแรงดันตกชั่วขณะ และวิธีลดผลกระทบเนื่องจากสภาวะแรงดันตกชั่วขณะนั้น (Different Events and Mitigation Method)

-  แรงดันตกชั่วขณะที่เกิดเนื่องจากการลัดวงจรในสายส่งและในระบบจำหน่ายนั้น จะมีช่วงระยะเวลาที่สั้นมาก โดยทั่วไปจะมีค่าไม่เกิน 100 ms ซึ่งการลดผลกระทบเนื่องจากแรงดันตกประเภทนี้ที่แหล่งจ่ายไฟ หรือการแก้ไขปรับปรุงในระบบนั้นทำได้ค่อนข้างยาก ทางเดียวที่จะช่วยลดผลกระทบได้คือ การปรับปรุงอุปกรณ์ในระบบ หรือติดตั้งอุปกรณ์จ่ายไฟฟ้าสำรองที่อุปกรณ์ที่คาดว่าจะได้รับผลกระทบเนื่องจากเกิดสภาวะแรงดันตก ซึ่งอุปกรณ์จ่ายไฟฟ้าสำรองสำหรับอุปกรณ์แรงต่ำก็คือ UPS นั่นเอง

.

-  เนื่องจากช่วงระยะเวลาที่เกิดสภาวะแรงดันตกเมื่อเกิดความผิดปกติในระบบจำหน่าย จะขึ้นอยู่กับชนิดของอุปกรณ์ป้องกันที่เลือกใช้ในระบบนั้น เช่น อุปกรณ์ป้องกันประเภท ฟิวส์จำกัดกระแส จะสามารถปลดวงจรการทำงานเมื่อเกิดสภาวะผิดปกติในระบบได้ที่ช่วงเวลา น้อย กว่า 1 Cycle (1/50 วินาที) และอุปกรณ์ป้องกันประเภทรีเลย์กระแสเกิน จะสั่งปลดวงจรที่หน่วยเวลาเป็นวินาที ซึ่งหากเกิดสภาวะแรงดันตกเป็นระยะเวลานานและมีขนาดลึก จะทำให้อุปกรณ์ในระบบถูกสั่งปลดวงจรแน่นอน ดังนั้นในกรณีนี้การปรับปรุงแก้ไขที่ระบบไฟฟ้าจะเหมาะสมและทำได้ง่ายกว่าการปรับปรุงที่ตัวอุปกรณ์

.

-  การเกิดแรงดันตกชั่วขณะเนื่องจากมีความผิดปกติในระบบจำหน่ายที่ระยะไกล ๆ และการเกิดแรงดันตกชั่วขณะเมื่อมีการสตาร์ทมอเตอร์ หากแรงดันที่ตกมีค่าไม่ต่ำกว่า 85% สภาวะแรงดันตกชั่วขณะก็จะไม่ส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ตัวอื่น ๆ ในระบบ ซึ่งถ้ามีอุปกรณ์ตัวอื่นในระบบถูกสั่งปลดวงจร โดยที่ระดับแรงดันที่ตกชั่วขณะยังไม่ต่ำกว่า 85% แสดงว่าต้องมีการปรับปรุงแก้ไขที่อุปกรณ์นั้น ๆ แต่ถ้าอุปกรณ์ตัวอื่นในระบบถูกสั่งปลดวงจรเนื่องจากเกิดสภาวะแรงดันตกที่มีขนาดอยู่ระหว่าง 70% - 80% และสภาวะแรงดันตกนั้นเกิดขึ้นเป็นระยะเวลานาน การแก้ปัญหาต้องทำโดยการปรับปรุงที่ระบบแทน

.

สรุป

เนื่องจากระบบไฟฟ้ากำลังประกอบด้วยส่วนสำคัญต่าง ๆ เช่น ระบบผลิต, ระบบสายส่ง และระบบจำหน่าย ซึ่งเมื่อส่วน หนึ่ง ส่วนใดของระบบไม่ว่าจะอยู่ในส่วนของการไฟฟ้า หรือในส่วนของผู้ใช้ไฟฟ้าเกิดฟอลต์ขึ้นหรือมีการใช้กระแสโหลดมาก ๆ เช่น การสตาร์ทมอเตอร์ขนาดใหญ่ ก็จะส่งผลให้ระดับแรงดันไฟฟ้าของระบบตกลงชั่วขณะ (Voltage Sags) ซึ่งผู้ใช้ไฟที่ต่อร่วมอยู่ในระบบเดียวกันก็จะได้รับผลกระทบเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าตกชั่วขณะนั้นด้วย

.

ปัญหาแรงดันตกชั่วขณะที่เกิดขึ้นในระบบ บางครั้งมีความซับซ้อนและยากในการอธิบาย เนื่องจากปัญหาที่เกิดขึ้นมีความสัมพันธ์กับองค์ประกอบอื่น ๆ ประกอบกับอุปกรณ์ที่ผู้ใช้ไฟนำมาติดตั้งในระบบมักได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อให้มีขีดความสามารถสูงและมีขนาดที่เล็กลง ซึ่งเป็นผลให้ใช้พลังงาน น้อย ลงด้วย แต่โดยส่วนใหญ่อุปกรณ์เหล่านี้ มักไม่สามารถทนต่อสภาวะการเปลี่ยนแปลงของแรงดันโดยฉับพลันได้ ดังนั้นมาตรฐานที่มีใช้งานในปัจจุบัน จึงจำเป็นต้องมีการปรับปรุงอยู่เสมอเพื่อให้สอดคล้องกับความเป็นจริงของระบบ ซึ่งผู้ใช้ไฟฟ้าและหน่วยงานที่เกี่ยวข้องจำเป็นต้องศึกษาและติดตาม รวมทั้งควรมีส่วนร่วมในการปรับปรุงมาตรฐานด้วย เนื่องจากการทราบข้อมูลที่ชัดเจนและการเลือกมาตรฐานที่เหมาะสมกับระบบ จะมีส่วนช่วยลดผลกระทบจากปัญหาแรงดันตกชั่วขณะได้ ส่วนเรื่องของการลดผลกระทบที่เกิดขึ้นจึงเป็นสิ่งที่หลายฝ่ายควรร่วมกันดำเนินการ โดยอาจนำหลาย ๆ วิธีดังที่กล่าวไว้แล้วในเบื้องต้น มาประยุกต์ใช้ร่วมกันภายใต้เงื่อนไขของการทำงานที่สอดคล้องกันระหว่างส่วนต่าง ๆ ของระบบทั้งในส่วนของผู้ใช้ไฟฟ้าและการไฟฟ้าเอง

.

เอกสารอ้างอิง

.

1.         IEC 1000-2-1-1990-Part 2 : Environment-Section 1: “ Description of the environment-Electromagnetic environment for low-frequency conducted disturbances and signaling in public low-voltage power supply systems”

2.         IEEE p.1346(D2.0.95) “Recommended Practice for Evaluating Electronic Power systems compatibility with Electronic Equipment-Working Group Electric Power System Compatibility with industrial process equipment-pt1-Voltge Sag’s” Industrial &Commercial System of May 1994(Draft)

3.         IEC 1000-2-2-1990-Part 2: Environment-Section 2: “Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signaling in public low-voltage power supply systems”.

4.         IEC 1000-2-4-1994-Part 2: Environment-Section 4: “Compatibility levels in industrial plants for low-frequency conducted disturbances “.

5.         IEEE 1159-1995-“IEEE Recommended Practice for Monitoring Electronic Power Quality”.

6.         IEEE 493-1990(ANSI)-“IEEE Recommended Practice for Design of Reliable Industrial and Commercial Power Systems(Gold Book)”

7.         IEEE 446-1995(ANSI)-“IEEE Recommended Practice for Emergency and Standby Power Systems for Industrial and Commercial Applications(Orange Book)”

8.         IEC1000-4-11-994-Part 4 : Testing and Measurement techniques-Section11-  “ Voltage Dips, short Interruptions and voltage variations immunity tests”

9.         C.Becker, w.Braum, Carrick, T.Diliberti, C.Grigg, J.Groesch, B.Hazen, T.Imel, D.Koval, D.Mueller, t.s.Joh, L.E.Conrad, -“Proposed Chapter 9 for Predicting Voltage Sags(Dips) in Revision to IEEE sTD 493 The Gold Book”-IEEE Transactions on Industry Application, V32, N6, May/June 1994

10.      IEEE 1250-1995-(ANSI)”IEEE Guide for Service to Equipment sensitive to Momentary Voltage Disturbances”

11.      G.T.Heydt “Electric Power Quality-A Tutorial Introduction”-IEEE computer Applications in Power-January 1998.

12.      IEEE 1100-1992-(ANSI)’IEEE Recommended Practice for Powering and Grounding Sensitive Electronic Equipment(Emerald Book)”

13.      IEC 1000-1-2-Part1-General-Section1-Application and Interpretation of Fundamental definitions and terms

14.      Protective Relays Application Guide .GEC Alsthom Measurement Ltd, Stafford, , 1987

15.      W.E. Kazibew and M.H. Sendaula, Electric Power Quality Control Techniques, Van Nostrad Reinhold, New York , 1996

16.      R.C. Dugan, M.F. McGranaghan, and H.W. Beaty, Electric Power Systems Quality, McGraw Hill, New York , 1996

สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.

ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด