พิมพ์คำที่ต้องการค้นหา ทั้งภาษาไทยและอังกฤษ
  1. หน้าแรก
  2. คลังความรู้
  3. ระบบไฟฟ้ากำลังและระบบป้องกัน
  4. รีเลย์กระแสเกิน · ประสาน

// บทที่ 18.8 · ระบบไฟฟ้ากำลังและระบบป้องกัน · Overcurrent Protection & Coordination

รีเลย์กระแสเกินและการประสานการป้องกัน: กราฟ IDMT, TMS, CTI, ฟิวส์ และเบรกเกอร์

รีเลย์กระแสเกินคือการป้องกันที่พบมากที่สุดในระบบจำหน่ายและโรงงาน หลักง่ายมาก — กระแสยิ่งมากยิ่งตัดเร็ว — แต่ศิลปะอยู่ที่การประสาน: รีเลย์ที่ใกล้ฟอลต์ที่สุดต้องตัดก่อนเสมอ และรีเลย์ต้นทางต้องรอพอดี ๆ เพื่อเป็นสำรอง หน้านี้ตั้งค่ารีเลย์สามระดับทีละขั้น แล้วให้คุณลองเองบนกราฟ TCC

เขียนโดย อาจารย์มดอัปเดต
แล็บกราฟ TCC กราฟ IDMT ตั้ง pickup · TMS CTI · ประสาน 3 ระดับ ฟิวส์ · MCB
สรุปใน 30 วินาที
  • t=TMS⋅k/((I/Is)α−1)t = TMS\cdot k/((I/I_s)^\alpha - 1) · SI (0.14, 0.02) · VI (13.5, 1) · EI (80, 2)
  • Pickup: เหนือกระแสโหลดสูงสุด 1.2–1.5 เท่า ต่ำกว่ากระแสฟอลต์ต่ำสุด 1.5 เท่า
  • CTI ≈ 0.2–0.4 s ที่กระแสฟอลต์สูงสุดที่ทั้งคู่มองเห็น
  • ค่าทันที (50) ตั้งเหนือกระแสฟอลต์สูงสุดที่บัสปลายทาง เพื่อไม่ตัดแทนตัวปลายทาง

กราฟเวลาผกผัน IDMT ตาม IEC 60255-151 พื้นฐาน

R2 IEC inverse-time characteristic สมการเวลาทำงาน

t=TMS⋅k(I/Is)α−1t = TMS \cdot \frac{k}{\left(I/I_s\right)^{\alpha} - 1}

R3 Curve constants ค่าคงที่ของกราฟมาตรฐาน

SI: (0.14, 0.02)VI: (13.5, 1)EI: (80, 2)LTI: (120, 1)\text{SI: } (0.14,\ 0.02) \quad \text{VI: } (13.5,\ 1) \quad \text{EI: } (80,\ 2) \quad \text{LTI: } (120,\ 1)

R4 Plug setting multiplier ตัวคูณกระแส

PSM=IfaultIs=IfaultCTratio×PSPSM = \frac{I_{fault}}{I_s} = \frac{I_{fault}}{CT_{ratio}\times PS}

กราฟ SI แทบแบนเมื่อ PSM เกิน 10 (เวลาเปลี่ยนน้อย) ส่วน EI ชันมาก: เวลาลดลงตามกำลังสองของกระแส คล้ายกราฟการหลอมของฟิวส์ (I2tI^2t คงที่) จึงประสานกับฟิวส์ได้ดี

ตัวอย่าง R-1

CT 400/5 PS 1.0 TMS 0.1 SI กระแสฟอลต์ 6,000 A

  1. R4: Is=400I_s = 400 A → PSM=15PSM = 15

  2. R2: t=0.1×0.14/(150.02−1)=0.014/0.0557=0.25t = 0.1 \times 0.14/(15^{0.02} - 1) = 0.014/0.0557 = 0.25 s

  3. ถ้าเป็น EI: t=0.1×80/(152−1)=8/224=0.036t = 0.1 \times 80/(15^2 - 1) = 8/224 = 0.036 s — เร็วกว่ามากที่กระแสสูง

ตั้งค่า pickup และค่าทันที กลาง

R1 Pickup setting กระแสตั้ง

1.2–1.5 Iload,max  ≤  Is  ≤  Ifault,min,end of backup zone1.51.2\text{–}1.5\,I_{load,max} \;\le\; I_s \;\le\; \frac{I_{fault,min,end\ of\ backup\ zone}}{1.5}

R7 Instantaneous (50) setting ค่าตั้งทันที

I>>≥1.25–1.3×Ifault,max at the next downstream busI_{>>} \ge 1.25\text{–}1.3 \times I_{fault,max}\ \text{at the next downstream bus}

ค่าทันทีช่วยตัดฟอลต์ใกล้ตัวรีเลย์ (กระแสสูงมาก) โดยไม่ต้องรอกราฟ แต่ต้องไม่เห็นฟอลต์ในโซนถัดไป สำหรับรีเลย์ที่ต้นทางหม้อแปลง ให้ตั้งเหนือกระแสลัดวงจรที่ฝั่งแรงต่ำ (อ้างอิงฝั่งแรงสูง) และเหนือ inrush ของหม้อแปลง (≈ 8–12 เท่าพิกัด ช่วง 0.1 s)

ช่วงเวลาประสาน (CTI) และการประสาน 3 ระดับ กลาง

R5 Coordination time interval ช่วงเวลาประสาน

tupstream(If)−tdownstream(If)≥CTI=tCB+tovershoot+terrors+tsafety≈0.2–0.4 st_{upstream}(I_{f}) - t_{downstream}(I_{f}) \ge CTI = t_{CB} + t_{overshoot} + t_{errors} + t_{safety} \approx 0.2\text{–}0.4\ \text{s}

R6 Required TMS TMS ที่ต้องการเพื่อได้ CTI

TMSreq=(tdown+CTI)[(If/Is)α−1]k(ปัดขึ้นเป็นขั้นที่รีเลย์ตั้งได้)TMS_{req} = \frac{\left(t_{down} + CTI\right)\left[(I_f/I_s)^{\alpha} - 1\right]}{k} \quad (\text{ปัดขึ้นเป็นขั้นที่รีเลย์ตั้งได้})
ตัวอย่าง R-2

รีเลย์ 3 ระดับ SI ทั้งหมด ฟอลต์สูงสุดที่บัสปลายทาง 10 kA CTI 0.3 s

  1. R1 (ป้อนโหลด): Is=200I_s = 200 A, TMS 0.1 → PSM 50 → t1=0.1(0.14)/(500.02−1)=0.172t_1 = 0.1(0.14)/(50^{0.02}-1) = 0.172 s

  2. R2 (เมนแรงต่ำ): Is=600I_s = 600 A → PSM 16.67 → ต่อ TMS 1: 0.14/(16.670.02−1)=2.4190.14/(16.67^{0.02}-1) = 2.419 s · R6: TMS=(0.172+0.3)/2.419=0.195TMS = (0.172+0.3)/2.419 = 0.195 → ตั้ง 0.20 → t2=0.484t_2 = 0.484 s

  3. R3 (ต้นทาง): Is=1200I_s = 1200 A → PSM 8.33 → ต่อ TMS 1: 3.232 s · TMS=(0.484+0.3)/3.232=0.243TMS = (0.484+0.3)/3.232 = 0.243 → ตั้ง 0.25 → t3=0.808t_3 = 0.808 s

  4. ตรวจ CTI: 0.484−0.172=0.310.484 - 0.172 = 0.31 ✓ · 0.808−0.484=0.320.808 - 0.484 = 0.32 ✓ — ราคาของการเลือกตัด: ฟอลต์ใกล้ต้นทางใช้เวลาเกือบ 1 วินาที จึงมักเพิ่มค่าทันที (R7) ให้ R3

แล็บกราฟ TCC: ลองประสานรีเลย์เอง

ค่าตั้งต้นคือตัวอย่าง R-2 ลองเปลี่ยน R1 เป็น EI แล้วดูว่า CTI ที่กระแสต่ำเสียไปหรือไม่ ลองตั้งค่าทันทีให้ R3 (เช่น 15,000 A) หรือกดปุ่มคำนวณ TMS อัตโนมัติ เส้นสีแดงแนวตั้งคือกระแสฟอลต์ที่ใช้ตรวจ

ฟิวส์และเบรกเกอร์แรงต่ำในการประสาน พื้นฐาน

R8 MCB instantaneous (magnetic) trip bands ช่วงตัดทันทีของ MCB (IEC 60898)

B: 3–5 InC: 5–10 InD: 10–20 In\text{B: } 3\text{–}5\,I_n \qquad \text{C: } 5\text{–}10\,I_n \qquad \text{D: } 10\text{–}20\,I_n
อุปกรณ์ลักษณะกราฟข้อควรรู้ในการประสาน
ฟิวส์ HRC (gG)ชันแบบ I2tI^2t คงที่ จำกัดกระแสได้ประสานฟิวส์ต่อฟิวส์ด้วยอัตราส่วนพิกัด ≈ 1.6:1 ขึ้นไป
MCB B / C / Dส่วนความร้อน (bimetal) + ส่วนแม่เหล็ก (ทันที)ในช่วงทันทีประสานด้วยเวลาไม่ได้ ต้องใช้ระดับกระแสหรือตารางของผู้ผลิต
MCCB / ACB electronic tripLSI: Long (L) Short (S) Instantaneous (I) ปรับได้ตั้งช่วง S หน่วงเวลา 0.1–0.4 s เพื่อประสานกับตัวปลายทาง
รีโคลสเซอร์ (ระบบจำหน่าย)กราฟเร็วและช้า ต่อกลับหลายครั้ง“fuse saving”: ตัดเร็วก่อนฟิวส์ขาด ถ้าฟอลต์ยังอยู่ปล่อยให้ฟิวส์ขาด

การประสานกับ MCB ปลายทางใช้หลักเดียวกัน: ที่กระแสฟอลต์สูงสุด ณ ตำแหน่ง MCB เส้นของอุปกรณ์ต้นทางต้องอยู่สูงกว่าเส้นบนสุดของ MCB (เวลาตัดรวม clearing) อย่างน้อย CTI ที่เหมาะกับชนิดอุปกรณ์

คำถามที่พบบ่อย

CTI (Coordination Time Interval) ควรตั้งเท่าไร?

โดยทั่วไป 0.3–0.4 วินาทีสำหรับรีเลย์แบบกลไก และ 0.2–0.3 วินาทีสำหรับรีเลย์ดิจิทัลกับเบรกเกอร์สุญญากาศ CTI ต้องครอบคลุมเวลาเปิดของเบรกเกอร์ปลายทาง ความคลาดเคลื่อนของรีเลย์ทั้งสองตัว ความคลาดเคลื่อนของ CT overshoot และส่วนเผื่อความปลอดภัย

เลือกกราฟ SI VI EI อย่างไร?

เลือกตามว่ากระแสฟอลต์เปลี่ยนตามตำแหน่งมากแค่ไหน ระบบที่อิมพีแดนซ์ต้นทางเล็กเทียบกับสาย กระแสฟอลต์ลดลงมากเมื่อไกลออกไป ใช้ Very Inverse หรือ Extremely Inverse เพื่อให้แยกเวลาได้ดี EI ยังประสานกับฟิวส์และทนกระแสพุ่งเข้าของโหลดเย็น (cold load pickup) ได้ดี ระบบที่กระแสฟอลต์แทบไม่เปลี่ยน ใช้ Standard Inverse หรือ Definite Time

TMS คืออะไร?

Time Multiplier Setting คือตัวคูณที่เลื่อนกราฟเวลาขึ้นลงทั้งเส้น โดยไม่เปลี่ยนรูปร่าง TMS 0.1 ให้เวลาทำงานเป็นหนึ่งในสิบของ TMS 1.0 ที่กระแสเท่ากัน ใช้ปรับให้รีเลย์ต้นทางช้ากว่ารีเลย์ปลายทางตามช่วงเวลาประสาน