การป้องกันความถี่ต่ำ (Underfrequency Relay)

ในระบบผลิตกำลังไฟฟ้านั้น การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย(กฟผ.) จะเดินเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้เพียงพอต่อปริมาณความต้องการใช้ไฟฟ้าของประเทศไทย ในการเดินเครื่องกำเนิดของ กฟผ. จะจัดให้มีกำลังการผลิตสำรองพร้อมจ่ายทันที (Spinning Reserve) เท่ากับกำลังการผลิตของโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่สุดในระบบ ประมาณ 700 MW. หากเกิดเหตุขัดข้องในระบบผลิตกำลังไฟฟ้าของ กฟผ. เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าโรงจักรไฟฟ้าต่างๆหยุดจ่ายไฟฟ้ากะทันหัน หรือสายส่งฯลฯ ที่สำคัญๆเชื่อมโยงจ่ายไฟฟ้าจากแหล่งกำเนิดไฟฟ้าเข้าสู่ระบบขัดข้อง หรือ เกิดอุบัติเหตุเป็นเหตุทำให้กำลังผลิตไฟฟ้าลดลง กำลังผลิตสำรองที่เหลือจะสามารถจ่ายกำลังไฟฟ้าแทนได้ทันที 

และหากมีผลต่อเนื่องทำให้โรงไฟฟ้าหลุดออกจากระบบเพิ่มมากกว่าปริมาณโหลดที่จ่ายอยู่ในขณะนั้นมากขึ้น จะทำให้มีผลต่อระบบการจ่ายไฟฟ้าโดยรวม วิธีการที่จะช่วยรักษาสภาพการจ่ายไฟฟ้าให้คงอยู่ได้มากและเหมาะสมกับสภาพการผลิตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในขณะนั้น 

การแก้ปัญหาในส่วนของ กฟภ. ก็คือการจัดทำแผน Load Shedding โดยอาศัย Under frequency Relay (UF Relay) ซึ่งจะถูกติดตั้งและ Setting ค่าต่าง ๆ ไว้ตามสถานีไฟฟ้าต่างๆ เพื่อปลดโหลดบางส่วนออก โดยกระจายปลดโหลดไปทั่วประเทศตามความถี่ของระบบที่ต่ำลง เพื่อรักษาเสถียรภาพส่วนใหญ่ของระบบให้คงอยู่ได้ โดย กฟภ. ได้จัดทำแผนปลดโหลดด้วย Under frequency Relay (UF Relay) เพื่อปลดโหลดผู้ใช้ไฟที่ละวงจร หรือฟีดเดอร์ต่างๆ ของหม้อแปลงภายในสถานีไฟฟ้าของ กฟภ. แบ่งเป็น 5 Step โดยจะปลดโหลดออก Step ละ 10% ของโหลด กฟภ. ดังนี้

EGAT& PEA Underfrequency Relay LOAD SHEDDING

การป้องกันสายส่งโดยวิธีการนำร่อง (Pilot Protection of Transmission Lines) ตอนที่ 3

3.4 Direct Underreaching Transferred Trip (DUTT) Scheme 
          ตรรกะอย่างง่ายสาหรับ Directional Underreaching Transferred Trip สามารถแสดงได้ดังรูปที่ 20

รูปที่ 20 Direct Uderreaching Trianfer Trip (DUTT) Scheme

- รูปแบบนี้จา เป็นต้องใช้ Tripping Function เป็นแบบ Underreach (RU) ซึ่งการปรับตั้งค่า การมองเห็นจะไม่เกินปลายอีกข้างหนึ่งขอสาย (Remote Terminal) แต่ต้องซ้อนทับ (Overlap) กับ RU ของอีกฝั่งหนึ่ง เพื่อไม่ให้เกิดจุดบอด (Blind Spot) ขึ้น

- การสื่อสารจะใช้แบ Frequency Shift Keying (FSK) โดยสถานะปกติจะส่งสัญญาณ GUARD ตลอดเวลาจนกระทั่งเมื่อ RU ทา งานจะมีการเปลี่ยนความถี่ของสัญญาณที่ออกมาจากตัวส่ง (XMTR) เป็นสัญญาณ Trip จากรูปที่ 20 เมื่อเกิด Fault ภายในบริเวณช่วงที่เหลื่อมกัน (Overlap) RU ของแต่ละฝั่งจะสั่ง Trip Circuit Breaker โดยตรงและส่งสัญญาณไปยังตัวรับที่อยู่อีกข้างด้วย สา หรับ Fault ที่อยู่ใกล้ปลายข้างใดข้างหนึ่ง RU ที่อยู่ฝั่งใกล้ Fault จะสั่ง Trip Circuit ของตัวมันเอง และส่งสัญญาณไปให้ตัวรับที่อยู่ อีกฝั่งเพื่อให้ Circuit Breaker ฝั่งไกล Fault Trip

ข้อดี และข้อเสีย
     1. ระบบจะ Trip ด้วยความเร็วสูงถ้าเกิด Fault ที่อยู่ใกล้บริเวณป้องกัน
     2. ถ้าระบบสื่อสารไม่ทา งานและเกิด Fault อยู่เฉพาะใน Zone ของ Underreaching ตัวใดตัวหนึ่ง ระบบจะไม่สามารถส่งสัญญาณไป Trip Circuit Breaker ตัวที่อยู่ที่ปลายอีกข้างหนึ่งได้
     3. ถ้าการสื่อสารในแต่ละข้างใช้ช่องสัญญาณเพียงช่องสัญญาณเดียว และเกิดมีสัญญาณ Output
ออกมามากระบบอาจเข้าใจผิดว่าเป็นสัญญาณ Trip วิธีแก้ไขคือให้แต่ละข้างใช้ช่องสัญญาณ 2 ช่อง และ นา มาผ่าน AND เพื่อให้เกิดความปลอดภัย และอาจปรับปรุงขึ้นไปอีกโดยเมื่อเวลาสั่ง Trip ให้
ช่องสัญญาณหนึ่งเปลี่ยนความถี่เพิ่มขึ้นส่วนอีกช่องลดความถี่ลง

4. เนื่องจากไม่มี Overreaching Function จึงไม่สามารถมี Time-Delay Backup ได้
5. เนื่องจากมีการส่งสัญญาณ GUARD ตลอดเวลาฉะนั้นจึงสามารถตรวจสอบการทา งานของ
ระบบได้ตลอดเวลาได้โดยไม่ต้องมีอุปกรณ์เพิ่มเติม

การป้องกันสายส่งโดยวิธีการนำร่อง (Pilot Protection of Transmission Lines) ตอนที่ 2

3. รูปแบบของระบบ Pilot Relay (Pilot Relaying Schemes)
          รูปแบบของระบบ Pilot Relaying ในปัจจุบันมีอยู่มากมาย ในแต่ละแบบมีข้อดีข้อเสียในแง่ของความรวดเร็ว (Speed) ความปลอดภัย (Security) และความน่าเชื่อถือ (Dependability) ต่างกันไปขึ้นอยู่กับการนำไปประยุกต์ใช้ ในที่นี้จะกล่าวถึงรูปแบบ 7 รูปแบบ คือ

1. Zone 1 Extension Scheme
2. Zone Acceleration Scheme
3. Directional Comparison Blocking Scheme
4. Direct Under reaching Transferred Trip (DUTT) Scheme
5. Permissive Overreaching Transferred Trip (POTT) Scheme
6. Permissive Under reaching Transferred Trip (PUTT) Scheme
7. Current Differential Scheme

3.1 Zone 1 Extension Scheme
          ตรรกะอย่างง่ายสาหรับ Zone 1 Extension Scheme สามารถแสดงได้ดังรูปที่ 17

รูปที่ 17  Zone 1 Extension Scheme