การวิเคราะห์ระบบป้องกันฟ้าผ่าสำหรับระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนภาคพื้นดินที่กระแสฟ้าผ่าทางตรงขนาด 5 kA 10 kA และ 20 kA
DOI:
https://doi.org/10.14456/rmutlengj.2019.1คำสำคัญ:
ฟ้าผ่า, ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์, ป้องกันฟ้าผ่าบทคัดย่อ
บทความนี้เป็นการวิเคราะห์ผลกระทบของค่าแรงดันและค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุดในกรณีของการเกิดเหตุการณ์ฟ้าผ่าในระบบผลิตพลังงานไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนพื้นดินขนาดกำลังการผลิตไม่เกิน 10 MW โดยมีออกแบบของระบบผลิตไฟฟ้าโดยมีการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันฟ้าชนิด 1 เฟส และ 3 เฟส ในตำแหน่งต่างๆ และจำลองเหตุการณ์การเกิดฟ้าผ่าทางตรงรูปคลื่นฟ้าผ่าทางตรง ขนาด 10/350 ms ที่พิกัดกระแสฟ้าผ่าใน 3 ระดับ คือ 5 kA 10 kA และ 20 kA ซึ่งเป็นระดับไม่เกินค่าพิกัดกระแสฟ้าผ่าของประเทศไทย โดยการใช้โปรแกรม PSCAD เวอร์ชั่น 4.6 ในการสร้างแบบจำลองและวิเคราะห์ผลจากกราฟรูปคลื่นแรงดันและกระแสไฟฟ้าสูงสุดในกรณีของการเกิดฟ้าผ่าลงสายไฟฟ้าซึ่งได้กำหนดจุดด้าน DC บริเวณแผงโซล่าเซลล์ ถึง อินเวอร์เตอร์ และจุดที่ 2 ด้าน AC บริเวณสายไฟเฟส B ก่อนเข้าหม้อแปลง และทำการเปรียบเทียบผลกระทบของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ก่อนและหลังการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า ซึ่งผลการเปรียบเทียบค่าระดับแรงดันไฟฟ้าสูงสุดหลังการออกแบบติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าแล้วนั้น ในกรณีฟ้าผ่าทางตรงด้าน DC มีค่าแรงดันไฟฟ้าในระบบ DC ลดลงเท่ากับ 0.77 kV 0.55 kV และ 0.12 kV ตามลำดับ แรงดันในระบบ AC มีค่าลดลงเหลือ 0.41 kV กรณีฟ้าผ่าทางตรงด้าน AC มีค่าแรงดันไฟฟ้าในระบบ DC มีค่าคงที่เท่ากับ 0.96 kV และแรงดันในระบบ AC มีค่าลดลงเท่ากับ -2.40 kV -4.50 kV -8.66 kV ตามลำดับ จากการออกแบบและวิเคราะห์ผลสามารถนำไปใช้เป็นแนวทางการออกระบบการป้องกันฟ้าผ่าในระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์แบบติดตั้งบนภาคพื้นดินได้
Downloads
References
[2] Klairaung N, Sapho W, Densungnern P. Lightning performance improvement of 22 kV distribution lines. Proceedings of the 48th Kasetsart University Annual Conference; 2010 Feb 3-5; Bangkok, Thailand. 2010. p. 421-428.Thai.
[3] Thai Meteorological Department. Climate center. Report natural disasters in the country. Available from: http://climate.tmd.go.th/disaster/content [Accessed 15th May 2016].
[4] Solar EPCF Co. Ltd. Power plant 6 MW solar power, Ban Lam 1 project. Unpublished material 2015.Thai.
[5] Kruengngam D, Chonsen C, Toprasertphong B. Amorphous silicon solar cell. Full research and development reports. Dept. of Electrical Engineering, Chulalongkorn University; 1994.Thai.
[6] Zaini NH, Ab-Kadir MZ, Izadi M, Ahmad NI, Radzi MA, Azis N. On the effect of lightning on a solar photovoltaic system. Proceedings of the 33rd International Conference on Lightning Protection; 2016 Sep 25-30, Estoril, Portugal. 2016. p. 1-4.
[7] Kalbat A. PSCAD simulation of grid-tied photovoltaic systems and total harmonic distortion analysis. Proceedings of the 3rd International Conference on Electric Power and Energy Conversion Systems; 2013. p. 1-6.
[8] Jia W, Xiaoqing Z. Double-exponential expression of lightning current waveforms. Proceedings of the 4th Asia - Pacific Conference on Environmental Electromagnetics, 2006. p. 320-323.
[9] Brito V, Lira RS, Costa EG, Maia JA. A Wide-range model for metal-oxide surge arrester. IEEE Transactions on Power Delivery. 2018 Feb; 33(1):102-109.
[10] The Engineering Institute of Thailand Under H.M. The King's Patronage (EIT). Lightning protection standards: Part 1 General requirements. Bangkok: Chulalongkorn University Printing House; 2014.Thai.
[11] Yutthagowith P, Pattanadech N. Improved least-square prony analysis technique for parameter evaluation of lightning impulse voltage and current. IEEE Transactions on Power Delivery. 2016;31(1):271-276.
[12] Kulworavanichpong T. Power Transmission System. 1st ed, Bangkok; Powerjoe; 2006. p. 40-42.Thai.
[13] Powered by Manitoba Hydro International Ltd. PSCADTM power systems computer aided design. Available from https://hvdc.ca/uploads/knowledge_base/what_s_new_in_pscad_v4_6_0.pdf [Accessed 15th May 2018].
[14] Assawachatsakul W. Design guidelines for lightning protection systems for solar power generation systems ground installation in the case of direct lightning. Proceedings of the 41th Electrical Engineering Conference; 2018 Nov 21-23; Ubon Ratchathani. Thailand: 2018. p. 224-227.Thai.
[15] Sangkasaad S. High Voltage Electrical Engineering. Bangkok: Chulalongkorn University; 2004.Thai.
สำหรับผู้แต่ง (Author)
