การออกแบบเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบโซลิดสเตดสำหรับระบบไฟฟ้าแรงต่ำ

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบโซลิดสเตดสำหรับระบบไฟฟ้าแรงต่ำ ซึ่งเซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ใช้ทั่วไปไม่สามารถป้องกันความผิดพร่องได้ทั้งหมด เนื่องจากการทำงานของเซอร์กิตเบรกเกอร์จะมีโครงสร้างการป้องกันอยู่ 2 แบบคือแผ่นโลหะคู่ทำหน้าที่ในการตรวจจับกระแสไฟฟ้าโหลดเกินและขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าทำหน้าที่ตรวจจับการลัดวงจร การทำงานของเซอร์กิตเบรกเกอร์จึงได้แบ่งขั้นตอนการทำงานคือขั้นตอนการตรวจจับกระแสและแรงดันไฟฟ้า ขั้นตอนการสวิตช์ และขั้นตอนการทำงานเมื่อมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้น จึงพบได้ว่าปัญหา การทำงานของเซอร์กิตเบรกเกอร์ยังไม่สามารถแก้ปัญหาคุณภาพไฟฟ้าได้ทั้งหมด ดังนั้นวิทยานิพนธ์ นี้จึงได้ศึกษาและออกแบบเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบโซลิดสเตดเพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว โดยใช้สวิตช์แบบ โซลิดสเตดเป็นตัวตัดต่อวงจรและใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นตัวประมวลผลและส่งสัญญาณภายใต้เงื่อนไข แรงดันไฟฟ้าตก แรงดันไฟฟ้าเกิน กระแสไฟฟ้าเกิน กระแสไฟฟ้ารั่ว การลัดวงจรและ การอาร์ค โดยการตรวจจับเหตุการณ์ แรงดันไฟฟ้าเกิน แรงดันไฟฟ้าตก กระแสไฟฟ้าเกินและกระแสไฟฟ้ารั่วจะใช้วิธีการตรวจจับแบบอาร์เอ็มเอส ส่วนการลัดวงจรจะใช้การตรวจจับค่ายอด และการตรวจจับอาร์คจะใช้วิธีการชี้วัดความแข็งแกร่งของสัญญาณด้านรับ (อาร์เอสเอสไอ) การจำลองการทำงานของเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบโซลิดสเตดขนาดพิกัดกระแสทริป 30 แอมแปร์ แรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์ ความถี่ 50 เฮิรตซ์ จะจา ลองการตัดวงจรเมื่อเกิด แรงดันไฟฟ้าเกินแรงดันไฟฟ้าตก กระแสไฟฟ้าเกิน กระแสไฟฟ้ารั่ว การลัดวงจรและการอาร์ค และสร้างต้นแบบเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบโซลิดสเตดขนาดพิกัดตามที่เสนอและได้ทำการทดสอบการตัดและต่อวงจรในสภาวะผิดปกติ โดยอ้างอิงมาตรฐาน IEC 60898 และ มาตรฐาน UL 1966 ดังนั้นการออกแบบเซอร์กิตเบรกเกอร์แบบโซลิดสเตดในวิทยานิพนธ์นี้สามารถเป็นต้นแบบและนำไปพัฒนาได้ในอนาคต

This study aims to design a solid state circuit breaker (SSCB) for low voltage system. The general circuit breaker could not protect all faults because the bimetal structure detected excess overload current while the magnetic coil detected the short circuit. The operation of general circuit breakers can be classified the operation process involved detection of voltage and current, switching process, and abnormal operation process. This circuit breaker could not detect all of power quality problem, so the design of the SSCB is created using IGBTs as switching devices and the microcontroller as the processor under conditions of voltage sag, voltage swell, overload current, leakage current, short circuit, and arcing. By the way, The voltage sag, voltage swell, overload current and leakage current were detected by RMS method while the short circuit was detected by peak detection method and Received Signal Strength Indication (RSSI) method detected arcing phenomena. The design of the SSCB included 30 AT, 220 V, and 50 Hz and displayed signal voltage and current. It was disconnected in case of voltage sag, voltage swell, overload current, leakage current, short circuit, and arcing. The results revealed that voltage and current signal were disconnected and connected in abnormal conditions by referring to the IEC 60898 and UL1966 standards. Therefor, this SSCB can be created as the principles of SSCB develop in the future.