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 (V_cc) 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/V_n     = 10% - 100% สำหรับ Class 1, 2 และ 3

Dt            = 1 Cycle สำหรับ Class 1

Dt            = 1 - 300 Cycle สำหรับ Class 2 และ 3

V_n                  = 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