หลักการของระบบป้องกัน (Protection System)

1. สภาพการจ่ายไฟทั่วไปของสถานีไฟฟ้า        
              สภาพการจ่ายไฟทั่วไปของสถานีไฟฟ้านั้น จะประกอบด้วยการรับไฟระบบ 115 เควี. มาจากสถานีไฟฟ้าต้นทาง Incoming No.1 เข้าเบย์ที่ 1 ผ่านสวิตช์ใบมีดและเบรคเกอร์ไปยังเมนบัส (Main Bus) และจ่ายไฟสู่เบย์ที่ 2, 4 ซึ่งเป็นเบย์ที่จ่ายไฟให้กับหม้อแปลง TP2, TP1 ตามลำดับ ส่วนเบย์ที่ 5 จะจ่ายไฟระบบ 115 เควี. ให้กับสถานีไฟฟ้าปลายทางต่อไป Outgoing No.1

รูปที่ 1 ระบบไฟฟ้ากำลัง

             สำหรับหม้อแปลง TP1, TP2  จะทำหน้าที่แปลงแรงดันจากระบบ 115 เควี. เป็น 23.1 เควี.ที่พิกัดระดับแรงดันของหม้อแปลง โดยมีเบรคเกอร์รหัส 4YB-01, 1BVB-01 และ 2YB-01, 2BVB-01 เป็นอุปกรณ์ตัดตอนป้องกันหม้อแปลง TP1 และ TP2 ตามลำดับ หม้อแปลง TP1 ขนาด 50 MVA. จะจ่ายไฟระบบ 22 เควี. ให้กับระบบจำหน่ายแรงสูงฟีดเดอร์ 1 - สูงฟีดเดอร์ 5 และมีคาปาซิเตอร์แบงค์สำหรับปรับค่า PF. (Power Factor) ที่บัส MV No.1 และหม้อแปลง TP2 ขนาด 50 MVA. จะจ่ายไฟระบบ 22 เควี. ให้กับระบบจำหน่ายแรงสูงฟีดเดอร์ 6 - สูงฟีดเดอร์ 10 และมีคาปาซิเตอร์แบงค์สำหรับปรับค่า PF. (Power Factor) ที่บัส MV No.2  เช่นกัน โดยที่เบรกเกอร์รหัส 3BVB-01 อยู่ในสถานะปลดอยู่  ดังรูปที่ 2

รูปที่ 2 สภาพการจ่ายไฟทั่วไปของสถานีไฟฟ้า

          การจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับโหลดต่างๆ ในระบบไฟฟ้านั้น บางครั้งอาจเกิดความผิดพร่อง (Fault) ขึ้น Fault ที่เกิดขึ้นนั้นมีสาเหตุจากปัจจัยต่างๆ เช่น การที่ฉนวนไฟฟ้าบางส่วนเสียหายอันเนื่องมาจากความร้อนสูง หรือจากอุบัติเหตุ ซึ่งเมื่อฉนวนเสียหายจะทำให้เกิดการลัดวงจรขึ้นได้ ความผิดพร่องจะทำให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์ในระบบไฟฟ้า รวมทั้งยังไม่สามารถจ่ายไฟให้กับผู้ใช้ไฟฟ้าได้ และเมื่อระบบไฟฟ้าใหญ่ขึ้น กระแสไฟฟ้าที่ไหลขณะลัดวงจรจะสูงมากขึ้น ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อระบบไฟฟ้า เช่น เกิดความร้อนสูง เกิดแรงดันตกและแรงดันเกิน และเกิดความถี่ต่ำ เป็นต้น ดังนั้นระบบไฟฟ้าต้องมีระบบการป้องกัน (Protection System) ที่ดีเพื่อลดความเสียหายต่ออุปกรณ์ในระบบไฟฟ้า สำหรับระบบการป้องกันในไฟฟ้าแรงดันสูงจะใช้ระบบ Relay ป้องกันเป็นหลัก

2. การลัดวงจรในระบบไฟฟ้า

         การลัดวงจรในระบบไฟฟ้าอาจเกิดได้หลายแบบ คือ

1. การลัดวงจร (Short Circuit) ระหว่างเฟสต่อเฟส หรือเฟสกับดิน มีสาเหตุเนื่องมาจากการเสื่อมของฉนวนไฟฟ้า หรือจากอุบัติเหตุ เช่นรถชนเสาไฟฟ้าหัก
2. การเกิดภาวะแรงดันสูง (Over Voltage) มีสาเหตุเนื่องมาจากอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าผิดปกติ ฟ้าผ่า หรือสวิตช์ชิงเสิร์จ (Switching Surge)
3. การเกิดความถี่ต่ำ (Under Frequency) มีสาเหตุเนื่องมาจากการผลิตกำลังไฟฟ้าที่ได้ไม่เพียงพอกับโหลด
4. การเกิด Out of Step อันเนื่องมาจากระบบสายส่งไม่แข็งแรงพอ หรือเกิดการลัดวงจรที่ไม่สามารถถูกกำจัดออกไปอย่างทันท่วงที ทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าในจุดต่างๆ ไม่สามารถทำงานประสานกันได้
5. การเกิดโหลดเกิน (Over Load) มีสาเหตุมาจากการใช้งานอุปกรณ์ไฟฟ้าเกินกำลัง

3. ส่วนประกอบของระบบป้องกันไฟฟ้า

                 ระบบป้องกันประกอบด้วยอุปกรณ์หลายอย่างดังแสดงในรูปด้านล่าง

รูปที่ 3 ส่วนประกอบของระบบป้องกัน

จากรูปประกอบด้วย Circuit Breaker (1) ป้องกัน Feeder เมื่อเกิด Fault ขึ้นในวงจรที่ต้องการป้องกัน Relay (2) ซึ่งรับสัญญาณมาจาก Current Transformer : CT (7) และ Potential Transformer : PT (8) แล้ว Contact ของ Relay (6) จะเคลื่อนที่ปิดเข้าหากัน เมื่อ Contact ปิดจะมีกระแสไหลจากแบตเตอรี่ (5) ในวงจร Trip (4) เมื่อมีกระแสไหลผ่านขดลวด Trip ของ Circuit Breaker (3) และ Circuit Breaker จะเปิดวงจรเพื่อตัดวงจรออกจากระบบไฟฟ้า