Circuit Transformer & Voltage Transformer

การปป้ องกกันระบบไฟฟป้า Power System Protection Pairach kuarpan. 17-4104-2010 Power System Protection

หมป้ อแปลงเครรรื่องวกัดไฟฟป้า • หมม้อแปลงกระแส (Current Transformer) • หมม้อแปลงแรงดดัน (Voltage Transformer)

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer) • หนม้าททท 1. แปลงขนาดกระแสของระบบไฟฟม้ าคคาสสู งใหม้เปป็ นคคาตตทาเพพทอประโยชนน ในวดัดและการปม้ องกดัน 2. แยกวงจร Sec ออกจาก Pri เพพทอความปลอดภดัยในการใชม้งาน 3. ใชม้กระแสมาตรฐานดม้าน Sec (1A,5A) ไดม้ • แบคงตามการใชม้งาน • หมม้อแปลงกระแสสตาหรดับการวดัด (Measurement CT) • หมม้อแปลงกระแสสตาหรดับการปม้ องกดัน (Protection CT)

หมป้ อแปลงเครรรื่องวกัดไฟฟป้า • แบคงตามโครงสรม้าง • Bar Primary

หมป้ อแปลงเครรรื่องวกัดไฟฟป้า • แบคงตามโครงสรม้าง • Wound Primary

หมป้ อแปลงเครรรื่องวกัดไฟฟป้า • แบคงตามโครงสรม้าง ในทางปฏฏิบตดั ฏิ

• Hair-pin Type

หมป้ อแปลงเครรรื่องวกัดไฟฟป้า • แบคงตามโครงสรม้าง ในทางปฏฏิบตดั ฏิ

• Top-core Type

หมป้ อแปลงเครรรื่องวกัดไฟฟป้า • แบคงตามโครงสรม้าง ในทางปฏฏิบตดั ฏิ

• Eye-bolt

ทฤษฎฎีหมป้ อแปลงเครรรื่องวกัดไฟฟป้า • สมการกระแสกดับจตานวนรอบ

NP IP  Ns Is.................................................(2.1) NP = Number of Primary Turns.

Ns = Number of Secondary Turns.

Ip,Is = กระแสดม้าน Primary และ กระแสดม้านSecondary

ทฤษฎฎีหมป้ อแปลงเครรรื่องวกัดไฟฟป้า • สสูตรพพพนฐานหมม้อแปลง

Ek  4.44 B A f N...................................(2.2) แทน B = 1.6 T

Ek  4.44 1.6 A f N...................................(2.3) Ek = Secondary Induce Voltage

= จตานวนของขดลวดทางดม้าน Secondary f = ความถททของระบบ (Hz) A = พพพนทททหนม้าตดัดของแกนเหลป็ก (sq.mm.)

N

ทฤษฎฎีหมป้ อแปลงเครรรื่องวกัดไฟฟป้า

Ex. 2.1 หม ม้อแปลงกระแส (C.T.) มมีอต อั ราสวส นก พท.หน ม้าตอัด เทสากอับ 2000 mm2 ขดลวด Seco ม้ 0.31 Ω ใชแปลงกระแสมมี คาส สสูงสสุดไมสเกกิน 40,0 Burdenสสูงสสุดของหม ม้อแปลงทมีไที่ มสทคาให ม้แมสเหล

วกิธท มี คา เมมอ ที่ N = 2000/5 = 400 รอบ,f คคานวณกระแส Is จากด ม้าน Primary 4 Is = 40,000 X 5/ 2000 = 100 A แทนคสาสมการ 6 Ek  4.44 1.6 2000 10  50 400 248V

ทฤษฎฎีหมป้ อแปลงเครรรื่องวกัดไฟฟป้า Burden มมีคาส เทสากอับ 284/100 = 2.84

Burden ทมีน ที่ ค ามาตสอ C.T. รวมทอังทั้ หมดมมีคาส ส 2.84- 0.31= 2.53 Ω

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer) •พฏิกดดั ของ C.T. ตามมาตรฐาน IEC 1. Burden 2. Rate Current 3. Short Time Current 4. Rate secondary Current 5. Rate Dynamic Current 6. Accurary Limit Factor

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer) •พฏิกดดั ของ C.T. ตามมาตรฐาน IEC 1. Burden - คคาพฏิกดดั CT ซซท งสามารถใชม้ไดม้เทททยงตรง -หนควย VA -คคาทททนฏิยม 2.5,5,7.5,10,15,30 VA 2. Rate Current - คคาพฏิกดดั กระแสดม้าน Primary

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer) •พฏิกดดั ของ C.T. ตามมาตรฐาน IEC 3. Short Time Current - คคากระแสพฏิกดดั CT. ซซท งสามารถทนไดม้ - เวลาททท CT. ทนกระแสไดม้เวลา 0.5, 1 ,2 ,หรพ อ 3S - คฏิดพฏิกดดั เมพทอ Secondary CT. ถสูกลดัดวงจร

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer) •พฏิกดดั ของ C.T. ตามมาตรฐาน IEC 4. Rate secondary Current - คคาพฏิกดดั กระแส secondary ของ CT. ปกตฏิเทคากดับ 1A หรพ อ 5A 5. Rate Dynamic Current - อดัตราสค วนของ IPEAK : IRATE IPEAK คพอ คคากระแสสสูงสสุ ดของ CT. ทนไดม้โดยไมคเสท ยหาย

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer) •พฏิกดดั ของ C.T. ตามมาตรฐาน IEC 6. Accurary Limit Factor - อดัตราสค วนของ Iprimary : IRATE ททท CT. ยดังสามารถรดักษาคคา Rate Accurary ไวม้ไดม้

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer) • วงจรสมมสูลของหมม้อแปลงกระแส (Equivalent Circuit of CT.)

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer) •ความคลาดเคลพทอนหรพ อความผฏิดพลาดของ CT. (CT. Error) 6. Accurary Limit Factor - อดัตราสค วนของ Iprimary : IRATE ททท CT. ยดังสามารถรดักษาคคา Rate Accurary ไวม้ไดม้

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer) •ความคลาดเคลพทอนหรพ อความผฏิดพลาดของ CT. (CT. Error) 1.การเปลททยนแปลงความถทท ความคลาดเคลพทอนจะเพฏิทมขซพนเมพทอความถททตทาต รวมทดัพงความตม้านทานและความรม้อนจะสสู งขซพน เมพทอความถททเพฏิทมขซพน 2.การเปลททยนรสู ปลดักษณะของคลพทนกระแส จากฮาโมนฏิกสนทท 3 3.ความคลาดเคลพทอนอดันเนพทองจาก CT. อยสูใค กลม้สายไฟทททมทกระแสไฟฟม้ า ไหลผคานจตานวนมาก 4.ความคลาดเคลพทอนจากการใชม้งาน เกฏินพฏิกดดั หากจตาเปป็ นตม้องใชม้งาน เกฏินพฏิกดดั ไมคควรเกฏิน 10 %

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer)

•Burden ของ CT. (Current Transformer Burden) Burden หมายถซง วงจรทททตคออยสูทค างดม้านขดลวด Secondary ของ CT. (โหลด) เชคน CT. ทททมทพฏิกดดั กระแส Secondary 5A มทเบอรนเดน 0.5 Ω ความหมายคพอ Burden 52 x 0.5 = 12.5 VA ทททกระแส 5 A รท เลยนและมาตรวดัดทททตอม้ งใชม้งานรค วมกดับ CT จะตม้องทราบขม้อมสูลเกททยวกดับ คคา berden ซซท งหาไดม้จากบรฏิ ษทดั ผสูผม้ ลฏิต คคา berden รวมของ CT มดักจะมท คคาลดลงเมพทอกระแสทททไหลในวงจร Sec. มทคคาสสูงขซพน เพราะวงจรแมคเหลป็ก หรพ ออสุปกรณนอพทนๆมดักอฏิทมตดัว

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer)

•Burden ของ CT. (Current Transformer Burden) Burden หมายถซง วงจรทททตคออยสูทค างดม้านขดลวด Secondary ของ CT. (โหลด) เชคน CT. ทททมทพฏิกดดั กระแส Secondary 5A มทเบอรนเดน 0.5 Ω ความหมายคพอ Burden 52 x 0.5 = 12.5 VA ทททกระแส 5 A รท เลยนและมาตรวดัดทททตอม้ งใชม้งานรค วมกดับ CT จะตม้องทราบขม้อมสูลเกททยวกดับ คคา berden ซซท งหาไดม้จากบรฏิ ษทดั ผสูผม้ ลฏิต คคา berden รวมของ CT มดักจะมท คคาลดลงเมพทอกระแสทททไหลในวงจร Sec. มทคคาสสูงขซพน เพราะวงจรแมคเหลป็ก หรพ ออสุปกรณนอพทนๆมดักอฏิทมตดัว

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer) Ex.ททท 2.5 จงคตานวณคคา VA ขาออก (VA Output) ทททตอม้ งการสตาหรดับ CT. ทททมทพฏิกดดั กระแส Secondary 5A Burden ของ CT. ประกอบดม้วย รท เลยนททตอม้ งการ 10 VA ทททกระแส 5 A และวงจรของสายมทความ ตม้านทานรวม 0.1Ω จงเลพอก CT.ทททเหมาะสม วฏิธททาต VA ทททตอม้ งการจคายความตม้านทานของสาย = I2 R รท เลยนททตอม้ งการ 10 VA = 52 x 0.1 = 2.5 VA ∴ VA ขาออก = 10 + 2.5 = 12.5 VA ดดังนดัพน เลพอกใชม้ CT. พฏิกดดั ขาออก 15 VA และกระแส 5 A

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer)

การหาคคา (VA) ประสฏิ ทธฏิผลของ berden Ex.กตาหนดใหม้ CT.มทพฏิกดดั Sec. 5 A ถม้ารท เลยนกฏินไฟ 3 VA ทททคคา Plug Setting 2.5 A จงคตานวณหา VA ประสฏิ ทธฏิผลของ berden ทททมทตคอ CT วฏิธททาต จากสมการ Pc = Pr (Is / Ir)2 เมพทอ Pr = VA, Burden ของรท เลยนทท Setting 3 VA Pc = VA ประสฏิ ทธฏิผลของ Burden Is = พฏิกดดั กระแส Seccondary ของ CT Ir = Setting Current ของรท เลยน = 2.5 A จะไดม้ Pc = 3 x (5/2.5)2 = 12 VA ดดังนดัพน CT. ทททใชม้มทพฏิกดดั ขาออก 15 VA

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer)

การหาคคา (VA) ประสฏิ ทธฏิผลของ berden Ex.กตาหนดใหม้ CT.มทพฏิกดดั Sec. 5 A ถม้ารท เลยนกฏินไฟ 3 VA ทททคคา Plug Setting 2.5 A จงคตานวณหา VA ประสฏิ ทธฏิผลของ berden ทททมทตคอ CT วฏิธททาต จากสมการ Pc = Pr (Is / Ir)2 เมพทอ Pr = VA, Burden ของรท เลยนทท Setting 3 VA Pc = VA ประสฏิ ทธฏิผลของ Burden Is = พฏิกดดั กระแส Seccondary ของ CT Ir = Setting Current ของรท เลยน = 2.5 A จะไดม้ Pc = 3 x (5/2.5)2 = 12 VA ดดังนดัพน CT. ทททใชม้มทพฏิกดดั ขาออก 15 VA

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer) -การแบคงชดัพนความแมคนยตาของ CT. เพพทอการปม้ องกดัน มท 2 Class 1. CT. Class “P” - Burden (VA) - Class 5P , 10P - Accuracy Limit Factor (ALF) ALF คพอจตานวนเทคา (10 หรพ อ 20 ) ของกระแสทททไหหลผคาน ดม้าน Primary

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer) -การแบคงชดัพนความแมคนยตาของ CT. เพพทอการปม้ องกดัน มท 2 Class 1. CT. Class “P” - Burden (VA) - Class 5P , 10P - Accuracy Limit Factor (ALF) ALF คพอจตานวนเทคา (10 หรพ อ 20 ) ของกระแสทททไหหลผคาน ดม้าน Primary

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer) -การแบคงชดัพนความแมคนยตาของ CT. เพพทอการปม้ องกดัน มท 2 Class 1. CT. Class “X” - Rate Burden (VA) - Turns Ratio - Knee Point Voltage - Max. current - Secondary Resistance

หมป้ อแปลงกระแส (Current Transformer) -การเลพอก CT. Rating โดยทฎีรื่

Ip › In

Ip ครอ กระแสพพิกดกั ดป้ าน Primary In ครอ กระแสพพิกดกั ของวงจรทฎีรื่ปป้องกกัน CT. Secondary Rating ดป้ าน Secondary ยาวเกพิน 30 m ใหป้ 1 A Secondary อกัตราสส่ วนสส งสส ด ครอ ประมาณ 3000/1 เนรรื่องจาก 1) ขป้ อจจากกัดของ CT 2) ถป้ า CT ขนาดพพิกดกั สส งมาก แรงดกันเปพิ ดวงจร (Open Circuit V0ltage) จะสส งมาก

หมป้ อแปลงแรงดกัน (Voltage Transformer) แบคงเปป็ น 2 ประเภท 1. Electromagnetic VT. หลกักการทจางาน ครอ อาศกัยการเหนฎีรื่ยวนจาขดลวดสนามแมส่ เหลล็ก จากขดลวด Primary เหนฎีรื่ยวนจาทจาใหป้ เกพิดแรงดกันทฎีรื่ Secondary

หมป้ อแปลงแรงดกัน (Voltage Transformer) แบคงเปป็ น 2 ประเภท 1. Coupling Capacitor VT.(CCVT) หลกักการทจางาน ครอ ลดทอนแรงดกันคส่ าสส งๆ (Voltage Divider) ใหป้ เหลรอคส่ าตจรื่าๆ

หมป้ อแปลงแรงดกัน (Voltage Transformer) -Voltage Ratio

คส่ ามาตรฐาน ครอ 110 V หรรอ 120 V

-Rate Power Rate Power หรพ อ Bueden ของหมม้อแปลง ซซทงมทคคา 10, 15, 25, 30, 50, 75, 100, 200 VA

หมป้ อแปลงแรงดกัน (Voltage Transformer) การตคอใชม้หมม้อแปลงแรงดดัน การตส่ อ VT แบบ Y-Y

การตคอแบบ Y-Y แรงดดันไดม้จาก Secondary ตคอแบบนทพจะเปป็ นแรงดดันแบบ Phase Voltage

หมป้ อแปลงแรงดกัน (Voltage Transformer) การตคอใชม้หมม้อแปลงแรงดดัน การตส่ อ VT แบบ V-Conection

การตคอแบบ V-Conection แรงดดันไดม้จาก Secondaryตคอแบบนทพ จะเปป็ นแรงดดันแบบ Residual

หมป้ อแปลงแรงดกัน (Voltage Transformer) การตคอใชม้หมม้อแปลงแรงดดัน การตส่ อ VT แบบ Y(Wye-Open Delta) โดยตรง

การตคอแบบ Wye-Open Delta ใชม้สาต หรดับตรวจสอบความ ผฏิดพรค องลงดฏิน (Ground Fault)

หมป้ อแปลงแรงดกัน (Voltage Transformer) การตคอใชม้หมม้อแปลงแรงดดัน การตส่ อ VT แบบ Y(Wye-Open Delta) โดยตรง -ขณะทตางานปกตฏิ(ไมคมท Ground Fault) แรงดดัน ขาออก VT (3E0) = 0 - เมพทอเกฏิด Ground Fault แรงดดัน ขาออก VT = 3E0 เปป็ น Voltage polarization

แบบทดสอบเกล็บคะแนน (ใชป้ เวลา 30 นาทฎี) 1. พฏิจารณา CT. 600/5 A จงหาเบอรนเดนททททาต ใหม้เกฏิดความผฏิด พลาดไมคเกฏิน 10% ขณะทททกระแสปฐมภสูมฏิมทคคาเทคากดับ 5000 Aแรง ดดันตกครค อมทททเบอรน เดนไมคเกฏิน 400 V กระแสทสุตฏิยภสูมฏิ เทคากดับ 5(20)

แบบทดสอบเกล็บคะแนน 1. พฏิจารณา CT. 600/5 A จงหาเบอรนเดนททททาต ใหม้เกฏิดความผฏิด พลาดไมคเกฏิน 10% ขณะทททกระแสปฐมภสูมฏิมทคคาเทคากดับ 5000 Aแรง ดดันตกครค อมทททเบอรน เดนไมคเกฏิน 400 V เฉลย

End of Section