π‘μ¬ “√‡∑§‚π‚≈¬’∑’Ë¡’«‘»«°√‰øøÑ“Õà“π¡“°∑’Ë ÿ¥„πª√–‡∑»
www.eit.or.th ªï∑’Ë 17 ©∫—∫∑’Ë 5 °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
ELECTRICAL ENGINEERING MAGAZINE Wide Spectrum Technical Magazine for Electrical Engineers
¢âÕ§«√√–«—ß∑’Ë«‘»«°√§«√√Ÿâ °“√„™âß“π “¬Àÿâ¡©π«π§√Õ ≈‘Èß‚æ≈’‡Õ∑∑’≈’π º≈°√–∑∫¢Õߌ“√å¡Õπ‘° μàÕ√–∫∫ªÑÕß°—π¢Õ߇§√◊ËÕß°”‡π‘¥‰øøÑ“
°“√ª√–‡¡‘π ¡√√∂π–¢Õß°—∫¥—°‡ ‘√å® ¿“¬À≈—ß°“√μ‘¥μ—Èß„™âß“π ¥“«‡∑’¬¡®“°¡ÿ¡¡ÕߢÕß °“√ÕÕ°·∫∫√–∫∫ ◊ËÕ “√ ∂“π’∫√‘°“√‰øøÑ“ ”À√—∫√∂¬πμå ‰øøÑ“
ªï∑’Ë 17 ©∫—∫∑’Ë 5 °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553 E-mail : eemag@eit.or.th, eit@eit.or.th
“√∫—≠
11
—¡¿“…≥å摇»…
11
สุทัศน ปทมสิริวัฒน กับอนาคต กฟผ. สูองคกรชั้นนำระดับสากล
¡“μ√∞“π·≈–§«“¡ª≈Õ¥¿—¬
33
13 20 23
มารูจักกับมาตรฐานการปองกันฟาผาภาค 2 : การบริหารความเสี่ยง (ตอนที่ 1) : น.ส.เทพกัญญา ขัติแสง ขอควรระวังที่วิศวกรควรรู การใชงานสายหุมฉนวนครอสลิ้งโพลีเอททีลีน : นายกิตติศักดิ์ วรรณแกว ระบบปองกันฟาผาแบบ Nonconvention (ตอนที่ 6) ความเปนผลของวิธีการรวมปริมาตร/ วิธีความเขมสนาม สำหรับการจัดวางแทงลอฟาบนอาคาร : นายวิวัฒน กุลวงศวิทย
‰øøÑ“°”≈—ß·≈–Õ‘‡≈Á°∑√Õπ‘° å°”≈—ß
44 56
33 39 44
มอเตอรและการควบคุม : ผศ.ถาวร อมตกิตติ์ กรณีศึกษาดานคุณภาพไฟฟา ผลกระทบของฮารมอนิกตอระบบปองกันของเครื่องกำเนิดไฟฟา : ฝายวิจัยและพัฒนา การไฟฟานครหลวง การประเมินสมรรถนะของกับดักเสิรจภายหลังการติดตั้งใชงาน : นายกิตติกร มณีสวาง
‰øøÑ“ ◊ËÕ “√·≈–§Õ¡æ‘«‡μÕ√å
50
ดาวเทียมจากมุมมองของการออกแบบระบบสื่อสาร (ตอนที่ 1) : ผศ.ดร.วชิระ จงบุรี
æ≈—ßß“π
78
56 59
ระบบผลิตไฟฟาพลังงานแสงอาทิตยแบบเชื่อมตอสายสง Grid-Connected Photovoltaic Systems (ตอนที่ 2) : นายศุภกร แสงศรีธร สถานีบริการไฟฟาสำหรับรถยนตไฟฟา (ตอนที่ 1) : นายธงชัย มีนวล
‡∑§‚π‚≈¬’·≈–π«—μ°√√¡
65 73
การควบคุมและปฏิบัติการ DG รวมกับระบบ Smart Grids (ตอนที่ 2) : ดร.ประดิษฐ เฟองฟู มาทำความรูจักบัสเวย (Busway) กันดีกวา (ตอนที่ 1) : นายสุรพงษ สันติเวทยวงศ
ª°‘≥°–
78 83 85 86
Up in the air : น.ส.นพดา ธีรอัจฉริยกุล ศัพทวิศวกรรมนารู “Partition” : อาจารยเตชทัต บูรณะอัศวกุล ขาวประชาสัมพันธ เผาออยใตแนวสายสงไฟฟา ทำใหไฟตก ไฟดับได : การไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย
ความคิดเห็นและบทความตาง ๆ ในนิตยสารไฟฟาสารเปนความคิดเห็นสวนตัวของผูเขียน ไมมีสวนผูกพันกับวิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ
∫∑∫√√≥“∏‘°“√ ดวยปจจุบันทั่วโลกตางใหความสนใจเรื่องของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (Climate Change) เพราะปญหานี้เปนปญหาที่เกิดขึ้นและสงผลตอทุกคนบนโลกใบนี้ อีกทั้งไดเพิ่มระดับความรุนแรงของปญหามากขึ้นเรื่อย ๆ หากพวกเราทุกคนไมรวมมือ รวมแรงกันแกปญหาก็อาจจะสายเกินแกก็เปนได ซึ่งจะสังเกตเห็นไดวาในทุกแวดวง สัมมนาวิชาการจึงมักตองพวงเรื่องนี้ไวดวยเสมอ ประเทศของเราก็พยายามสงเสริมการใช พลังงานหมุนเวียนทดแทนการใชพลังงานจากน้ำมัน รวมทั้งสนับสนุนการใชพลังงานอยาง มีประสิทธิภาพ ทั้งนี้เพื่อลดการปลอยกาซเรือนกระจกไปสูชั้นบรรยากาศ อยางไรก็ดี การนำเทคโนโลยีสมัยใหมมาใช เพื่อใหประหยัดพลังงานหรือการใชอุปกรณไฟฟาที่มีประสิทธิภาพสูงก็อาจจะไมใชคำตอบสุดทาย หากผูใชพลังงานหรือ ผูใชไฟทั้งหลายยังคงขาดจิตสำนึกในการใชพลังงานอยางประหยัด หากคิดเพียงวามีเงินมากพอที่จะจายคาไฟได การแก ปญหาภาวะโลกรอนก็คงจะทำไดยากยิ่งขึ้น ในโอกาสนี้ผมจึงขอเชิญชวนทุกทานใหเริ่มฝกวินัยการใชไฟ/พลังงานอยาง ประหยัดและมีประสิทธิภาพสูงสุด และก็สอนไปถึงลูกหลานของเราใหติดเปนนิสัยตอไป หากพวกเราทุกคนชวยกันทำ เพียงเทานี้จะสามารถชวยลดปญหาภาวะโลกรอนไดเปนอยางดีครับ สำหรับนิตยสารฉบับนี้ก็เชนเดิม มีบทความวิชาการหลายบทความที่นาสนใจเหมือนฉบับที่ผาน ๆ มา ซึ่งมีหลาย บทความที่เราไดลงเปน Series เชน เรื่องกรณีศึกษาดานคุณภาพไฟฟา ซึ่งทุกตอนที่ไดลงไปมีเนื้อหาที่นาสนใจ และ เปนประสบการณจริงที่ไดรับการแกไขปญหาไปแลว ซึ่งจะเปนกรณีตัวอยางในการแกปญหาสำหรับกรณีอื่น ๆ ที่ ใกลเคียงไดเปนอยางดี สำหรับฉบับนี้บทความที่นาสนใจ เชน กรณีศึกษาดานคุณภาพไฟฟา - ผลกระทบของฮารมอนิก ตอระบบปองกันของเครื่องกำเนิดไฟฟา, ระบบปองกันฟาผาแบบ Nonconvention (ตอนที่ 6) ความเปนผลของวิธีการ รวมปริมาตร/วิธีความเขมสนามสำหรับการจัดวางแทงลอฟาบนอาคาร, มอเตอรและการควบคุม, การประเมินสมรรถนะ ของกับดักเสิรจภายหลังการติดตั้งใชงาน, ระบบผลิตไฟฟาพลังงานแสงอาทิตยแบบเชื่อมตอสายสง (ตอนที่ 2) และ การควบคุมและปฏิบัติการ DG รวมกับระบบ Smart Grids (ตอนที่ 2) ซึ่งนอกจากบทความที่กลาวขางตนนี้แลวยังมี บทความอื่นที่นาสนใจอีกหลายบทความใหทุกทานไดติดตามกันดวยครับ อนึ่งหากทานผูอานทานใดมีขอแนะนำ หรือติชมใด ๆ แกกองบรรณาธิการ ทานสามารถมีสวนรวมกับเราได โดยส ง เข า มาทางไปรษณี ย หรื อ ที่ Email: eemag@eit.or.th และสุ ด ท า ยผมขอขอบคุ ณ ผู ส นั บ สนุ น นิ ต ยสาร “ไฟฟาสาร” ทุกทานที่ใหความอุปการะดวยดีเสมอมาและขอใหกิจการของทานจงเจริญรุงเรืองขึ้นไปเรื่อย ๆ ครับ สวัสดีครับ ดร.ประดิษฐ เฟองฟู
เจาของ : สาขาวิศวกรรมไฟฟา สมาคมวิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ 487 รามคำแหง 39 (ซอยวัดเทพลีลา) ถนนรามคำแหง แขวงวังทองหลาง เขตวังทองหลาง กรุงเทพฯ 10310 โทรศัพท 0 2319 2410-13 โทรสาร 0 2319 2710-11 http://www.eit.or.th e-mail : eit@eit.or.th
§≥–°√√¡°“√∑’˪√÷°…“ ฯพณฯ พลอากาศเอก กำธน สินธวานนท ศ.ดร.บุญรอด บิณฑสันต ศ.อรุณ ชัยเสรี รศ.ดร.ณรงค อยูถนอม รศ.ดร.ไกรวุฒิ เกียรติโกมล รศ.ดร.ตอตระกูล ยมนาค ดร.การุญ จันทรางศุ นายเรืองศักดิ์ วัชรพงศ พล.ท.ราเมศร ดารามาศ นายอำนวย กาญจโนภาศ
§≥–°√√¡°“√Õ”π«¬°“√ « ∑. นายประสงค ธาราไชย รศ.ดร.พิชนี โพธารามิก นายสุวัฒน เชาวปรีชา ศ.ดร.วรศักดิ์ กนกนุกุลชัย นายเกชา ธีระโกเมน รศ.ดร.วรากร ไมเรียง นายสืบศักดิ์ พรหมบุญ นายนินนาท ไชยธีรภิญโญ รศ.ดร.หรรษา วัฒนานุกิจ รศ.ดร.วิชัย กิจวัทวรเวทย นายธเนศ วีระศิริ นายทศพร ศรีเอี่ยม นายพิชญะ จันทรานุวัฒน รศ.ดร.วันชัย เทพรักษ รศ.ดร.ดำรงค ทวีแสงสกุลไทย รศ.ดร.ปยะบุตร วานิชพงษพันธุ ผศ.ดร.สัจจา บุญยฉัตร นายโสภณ เหลาสุวรรณ นายธิติ ปวีณชนา รศ.พูลพร แสงบางปลา ดร.พงศธร ธาราไชย รศ.ดร.วัชรินทร กาสลัก นายวิวัฒน กุลวงศวิทย นายจักรพันธ ภวังคะรัตน รศ.ดร.ยุทธชัย บันเทิงจิตร รศ.ดร.ขวัญชัย ลีเผาพันธุ นายเยี่ยม จันทรประสิทธิ์ รศ.ดร.ชวลิต รัตนธรรมสกุล นายอดิศักดิ์ โรหิตะศุน นายกุมโชค ใบแยม รศ.ดร.เสริมเกียรติ จอมจันทรยอง รศ.วิชัย ฤกษภูริทัต รศ.ดร.สมนึก ธีระกุลพิศุทธิ์ ผศ.ดร.สงวน วงษชวลิตกุล รศ.ดร.ชูศักดิ์ ลิ่มสกุล
นายก อุปนายกคนที่ 1 อุปนายกคนที่ 2 อุปนายกคนที่ 3 เลขาธิการ เหรัญญิก นายทะเบียน ประชาสัมพันธ โฆษก สาราณียกร ประธานกรรมการสิทธิและจรรยาบรรณ ประธานกรรมการโครงการ ประธานสมาชิกสัมพันธ ปฏิคม ประธานกรรมการตางประเทศ ประธานกรรมการสวัสดิการ กรรมการกลาง 1 กรรมการกลาง 2 ประธานวิศวกรอาวุโส ประธานวิศวกรหญิง ประธานยุววิศวกร ประธานสาขาวิศวกรรมโยธา ประธานสาขาวิศวกรรมไฟฟา ประธานสาขาวิศวกรรมเครื่องกล ประธานสาขาวิศวกรรมอุตสาหการ ประธานสาขาวิศวกรรมเหมืองแร โลหการ และปโตรเลียม ประธานสาขาวิศวกรรมเคมี ประธานสาขาวิศวกรรมสิ่งแวดลอม ประธานสาขาวิศวกรรมยานยนต ประธานสาขาวิศวกรรมคอมพิวเตอร ประธานสาขาภาคเหนือ 1 ประธานสาขาภาคเหนือ 2 ประธานสาขาภาคตะวันออกเฉียงเหนือ 1 ประธานสาขาภาคตะวันออกเฉียงเหนือ 2 ประธานสาขาภาคใต
√“¬π“¡§≥–°√√¡°“√ “¢“«‘»«°√√¡‰øøÑ“ « ∑. 2551-2553 ∑’˪√÷°…“ ดร.ประศาสน จันทราทิพย, นายอุดม จะโนภาษ, นายประสิทธิ์ เหมวราพรชัย, นายนริศ ศรีนวล, นายภูเธียร พงษพิทยาภา, นายสมศักดิ์ นิติศฤงคาริน, รศ.ศุลี บรรจงจิตร, นายวงศวัฒน พิลาสลักษณาการ, นายเกียรติ อัชรพงศ, นายเพิ่มสิน ศิริรัตนอัสดร, นายพงษศักดิ์ หาญบุญญานนท, นายทักษิณ วัชรวิทยากุล, นายเจนวิ ช วิ สั ย จร, นายจิ รั ฏ ฐ มงคลวิ เ ศษวรา, นายสุ พ จน ศิ ริ คู ณ , นายไพบูลย อังคณากรกุล, นายยงยุทธ รัตนโอภาส, นายปราการ กาญจนวตี, นายสมเกียรติ สุจริตพานิช, นายกิตติพงศ เตมียะประดิษฐ, นายพงษจรูญ ศรีโสวรรณา, นายอุ ทิ ศ จั น ทร เ จนจบ, นายบุ ญ ส ง พ อ ค า ทอง, นายวิ วั ฒ น อมรนิ มิ ต ร, นายชาญยง อำนาจสกุลฤทธิ์, ดร.ชยุติ คงสวัสดิ์ศักดิ์, นายวชิระ ศิริเทียนทอง, นายธรรมยศ ศรีชวย, ผศ.ชลชัย ธรรมวิวัฒนุกูร, นายชาญณรงค สอนดิษฐ, ดร.ธงชัย มีนวล, นายโสภณ สิกขโกศล
ª√–∏“π°√√¡°“√ นายวิวัฒน กุลวงศวิทย
§≥–°√√¡°“√ ผศ.ดร.นำคุ ณ ศรี ส นิ ท , ผศ.ถาวร อมตกิ ต ติ์ , ผศ.ดร.วชิ ร ะ จงบุ รี , นายประดิษฐพงษ สุขสิริถาวรกุล, นายเตชทัต บูรณะอัศวกุล, ดร.ประดิษฐ เฟองฟู, นายสุรพงษ สันติเวทยวงศ, นายกิตติศักดิ์ วรรณแกว, นายศิวเวทย อัครพันธุ, นายสุ ธี ป น ไพสิ ฐ , น.ส.เทพกั ญ ญา ขั ติ แ สง, น.ส.นพดา ธี ร อั จ ฉริ ย กุ ล , ผศ.ดร.ปฐมทัศน จิระเดชะ, นายชายชาญ โพธิสาร
∫√√≥“∏‘°“√ ดร.ประดิษฐ เฟองฟู
°Õß∫√√≥“∏‘°“√ นายอุ ด ม จะโนภาษ, นายวิ วั ฒ น กุ ล วงศ วิ ท ย , นายปราการ กาญจนวตี , นายยงยุทธ รัตนโอภาส, นายชาญณรงค สอนดิษฐ, ผศ.ถาวร อมตกิตติ์, นายเตชทั ต บู ร ณะอั ศ วกุ ล , นายวิ วั ฒ น อมรนิ มิ ต ร, นายสุ ธี ป น ไพสิ ฐ , รศ.พิ ชิ ต ลำยอง, รศ.ดร.ชั ย วุ ฒิ ฉั ต รอุ ทั ย , รศ.ดร.วิ จิ ต ร กิ ณ เรศ, ผศ.ดร.ปฐมทัศน จิระเดชะ, ผศ.ดร.นำคุณ ศรีสนิท, ผศ.ดร.วชิระ จงบุรี, นายกิตติศักดิ์ วรรณแกว, น.ส.เทพกัญญา ขัติแสง, น.ส.นพดา ธีรอัจฉริยกุล, ดร.ธงชัย มีนวล, นายชายชาญ โพธิสาร
ΩÉ“¬‚¶…≥“ ประกิต สิทธิชัย, ฉัตรชัย ปราบสาน, จิราวรรณ พันชนกกุล
®—¥∑”‚¥¬
∫√‘…—∑ ‰¥‡√Á§™—Ëπ ·æ≈π ®”°—¥ 539/2 อาคารมหานครยิบซั่ม ชั้น 22 ถนนศรีอยุธยา แขวงถนนพญาไท เขตราชเทวี กรุงเทพฯ 10400 โทร. 0 2247 2330, 0 2247 2339, 0 2642 5243, 0 2642 5241 (ฝายโฆษณา ตอ 112-113) โทรสาร 0 2247 2363 www.DIRECTIONPLAN.org E-mail : DIRECTIONPLAN@it77.com
Interview —¡¿“…≥å摇»…
ÿ∑—»πå ªí∑¡ ‘√‘«—≤πå
°—∫Õπ“§μ °øº. ŸàÕߧå°√™—Èππ”√–¥—∫ “°≈ ลองนึ ก ภาพหากไม มี ไ ฟฟ า ใช สั ก วั น หนึ่ ง ดู สิ คงเดือดรอนกันวุนวาย ทั้งบานเรือน ที่ทำงาน ธุรกิจ คงจลาจลพอ ๆ กับจราจร ยิ่งหนารอนอยางนี้ไฟดับแคสิบนาทีก็จะตายกัน เปนแถว ๆ แลว ดังนั้นหนวยงานที่รับผิดชอบเรื่องการผลิตไฟฟา จึงมีความสำคัญยิ่ง “ความทาทายของ กฟผ.อยูที่วาจะทำอยางไรจึงจะ สร า งโรงไฟฟ า ใหม ๆ ให เ พี ย งพอและทั น ต อ ความ ตองการใชไฟฟาได และคงตองใหความสำคัญในเรื่อง ของ CSR โดยการเนนการสื่อสารใหประชาชนทราบถึง หนาที่และภารกิจของ กฟผ. ซึ่งไดดำเนินการไมนอยกวา รัฐวิสาหกิจอื่น ๆ รวมถึงประเด็นภาวะโลกรอน” ผู ว า การ การไฟฟ า ฝ า ยผลิ ต แห ง ประเทศไทย (กฟผ.) นายสุทัศน ปทมสิริวัฒน กลาวถึงความทาทาย ในการเขามารับตำแหนงผูนำสูงสุดของหนวยงานที่มีหนาที่ ในการผลิต จัดหา และสงพลังงานไฟฟาที่มีมาตรฐาน ในราคาที่เปนธรรมใหแกประชาชนทั่วประเทศไดอยาง เพียงพอ รวมถึงสนับสนุนใหมีการประหยัดพลังงาน เพื่อ คุณภาพชีวิตที่ดีของคนไทย
นายสุทัศน ปทมสิริวัฒน ผูวาการ การไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย
°øº.¬—ߥŸ·≈ —ߧ¡¥â“πÕ◊Ëπ Ê ¥â«¬ “คือ กฟผ.มุงมั่นสรางสรรคสังคมไทยใหมีความ ผาสุ ก ชุ ม ชนมี วิ ถี ชี วิ ต ที่ พึ่ ง พาตนเองได อ ย า งยั่ ง ยื น สิ่งแวดลอมโดยรวมไดรับการดูแลใหดีขึ้น เราจึงจัดทำ แผนแม บ ทความรั บ ผิ ด ชอบต อ สั ง คม หรื อ CSR ให ครอบคลุมประเด็นหลักอยางครบถวนทั้งดานสิ่งแวดลอม การพัฒนาสังคม การดูแลผูบริโภค การกำกับดูแลที่ดี การคำนึงถึงสิทธิมนุษยชน และการปฏิบัติดานแรงงาน”
Õ¬“°„Àâ¬°μ—«Õ¬à“ß CSR ∑’Ë °øº.¥”‡π‘π°“√Õ¬Ÿà “เราทำหลายโครงการดวยกัน เชน “โครงการ กฟผ. คืนชางสูปา” รวมบริจาคชาง 4 ตัวแกมูลนิธิ คื น ช า งสู ธ รรมชาติ รวมทั้ ง ก อ สร า งรั้ ว ไฟฟ า พลั ง งาน แสงอาทิ ต ย แ รงดั น ต่ ำ เพื่ อ กั น ช า งไม ใ ห เ ข า มาในเขต เกษตรกรรม ความยาว 11 กิโลเมตร ที่เขตรักษาพันธุ สัตวปาซับลังกา จังหวัดลพบุรี อีกโครงการที่เราทำมา นานแลวคือ “โครงการปลูกปาถาวรเฉลิมพระเกียรติฯ กฟผ.” ทำมาตั้งแตป 2537 โดยทั้งปลูกและบำรุงรักษา ปาทั่วประเทศรวมแลวกวา 384,000 ไร ในปนี้ กฟผ. ไดดำเนินโครงการปลูกตนไมรอบ บ า นพ อ ที่ จั ง หวั ด ประจวบคี รี ขั น ธ ซึ่ ง เป น หนึ่ ง ใน โครงการเฉลิมพระเกียรติแหงการบรมราชาภิเษก ปที่ 60 พระบาทสมเด็จพระเจาอยูหัว ของ กฟผ. ภายใต แนวคิดโครงการ “ลดโลกรอนถวายพอ” ของกระทรวง พลังงาน เปนจำนวน 840,000 ตน โดยใหประชาชน ผู ส นใจมี ส ว นร ว มในโครงการ เริ่ ม ตั้ ง แต ป ลายเดื อ น มิถุนายนที่ผานมา และไดปลูกครบจำนวนไปแลวอยาง รวดเร็วภายในเวลาเพียง 21 วันนับแตเปดโครงการฯ ทำให กฟผ. ตองเพิ่มจำนวนตนไมอีก 144,000 ตน รวมเปน 984,000 ตน เพื่อฟนฟูพื้นที่ปาใหอุดมสมบูรณ ชางปาและสัตวตาง ๆ ไดมีแหลงอาหารและที่อยูอาศัย เพิ่ ม ขึ้ น อั น จะส ง ผลให ป ระชาชนในพื้ น ที่ มี แ หล ง ทรัพยากรธรรมชาติเพื่อหาเลี้ยงชีพไดอยางยั่งยืนตอไป °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
11
นอกจากนี้ เ รายั ง ได ใ ห ค วามสำคั ญ กั บ การกี ฬ า ก อ ตั้ ง “โครงการพลังเพื่อความสุขของคนไทย” โดยสนับสนุน นั ก กี ฬ ายกน้ ำ หนั ก คว า เหรี ย ญทองในการแข ง ขั น กี ฬ า โอลิมปกทั้งในเอเธนสเกมสและปกกิ่งเกมส ซึ่งเรายังคง เดินหนาสนับสนุนสมาคมฯ ตอไปใหเขาชิงชัยกีฬาโอลิมปก ที่ลอนดอน ในป ค.ศ.2012”
§«“¡∑â“∑“¬¢Õßß“π„πμ”·ÀπàߺŸâ«à“°“√œ “งานในตำแหนงผูวาการฯ นี้มีความทาทายเปน อยางยิ่งครับ ผมตองการทำให กฟผ.เปนที่ยอมรับและไว วางใจของสังคมไทย เพราะนี่เปนหัวใจของความสำเร็จ ในทุกดาน เรายังมุงมั่นพัฒนาให กฟผ.เปนองคกรที่มี ประสิ ท ธิ ภ าพสู ง เที ย บเคี ย งองค ก รชั้ น นำระดั บ สากล มี ต น ทุ น ที่ แ ข ง ขั น ได มี ก ารบริ ห ารการจั ด การทั น สมั ย ระดับสากล รวมทั้งเปนองคกรหลักเชิงยุทธศาสตรของ ประเทศที่สนับสนุนการขับเคลื่อนธุรกิจของคนไทย”
“เรายั ง มุ ง พั ฒ นาทั้ ง ธุ ร กิ จ หลั ก และธุ ร กิ จ ที่ „πÕπ“§μ °øº.«“ß·ºπ√Õß√—∫‡√◊ËÕß°“√º≈‘μ เกี่ยวเนื่องใหเขาสูเวทีระดับนานาชาติดวยนะครับ เรามี บริษัท กฟผ. อินเตอรเนชั่นแนล ไปลงทุนโครงการใน ‰øøÑ“‰«âÕ¬à“߉√∫â“ß “กฟผ.มีเปาหมายที่จะพัฒนาพลังงานหมุนเวียน ตางประเทศที่เยเมน ภูฏาน พมา ฯลฯ แลวเรายังขยาย ใหไดอยางนอย 5% หรือประมาณ 250 เมกะวัตตใน ธุรกิจดานการบำรุงรักษา ธุรกิจวิศวกรรม ธุรกิจเชื้อเพลิง อี ก 10 ป ข า งหน า ไม ว า จะเป น พลั ง งานแสงอาทิ ต ย และอื่น ๆ อีกเพื่อเปนการสรางรายไดใหองคกร” อย า งที่ เ ริ่ ม ต น ทำไปแล ว ที่ เ ขื่ อ นสิ ริ น ธร จั ง หวั ด อุ บ ลราชธานี หรื อ พลั ง งานลม และกำลั ง จะพั ฒ นา พลังงานจากขยะ ซึ่งพลังงานลมเวลานี้มีการติดตั้งไป แล ว 2.5 เมกะวั ต ต ที่ โ รงไฟฟ า ลำตะคอง จั ง หวั ด นครราชสี ม า และกำลั ง จะก อ สร า งเพิ่ ม ขึ้ น อี ก 18 เมกะวัตต โดยใชเงินลงทุนประมาณ 1,700 ลานบาท จะแลวเสร็จในปหนานี้”
12
กว า 30 ป ภ ายใต ร ม เงาของ กฟผ. ผู บ ริ ห าร สูงสุดขององคกรคนนี้รูจักหนวยงานของตนดีจึงยืนยัน ปดทายการสนทนาวา “เราต อ งมุ ง มั่ น พั ฒ นาต อ ไปเพื่ อ การเป น ศู น ย ก ลางของโครงข า ยระบบส ง ไฟฟ า ในภู มิ ภ าค อาเซี ย น รองรั บ การส ง ผ า นและการซื้ อ ขายพลั ง งาน ไฟฟาตามมาตรฐานสากล”
Standard & Safety
¡“μ√∞“π·≈–§«“¡ª≈Õ¥¿—¬
π. .‡∑æ°—≠≠“ ¢—μ‘· ß
¡“√Ÿâ®—°°—∫¡“μ√∞“π°“√ªÑÕß°—πøÑ“ºà“¿“§ 2 :
°“√∫√‘À“√§«“¡‡ ’Ë¬ß (μÕπ∑’Ë 1)
หลังจากที่ไดรูจักมาตรฐานการปองกันฟาผาภาค 1 ขอกำหนดทั่วไป ในครั้งนี้จะกลาวถึงมาตรฐานการปองกัน ฟาผาภาค 2 การบริหารความเสี่ยง ซึ่งเปนหนึ่งในอนุกรม ของมาตรฐาน IEC 62305 อันมีชื่อวา “Protection against lightning - Part 2 : Risk management” ปจจุบัน (สิงหาคม 2553) มาตรฐานการปองกันฟาผา ภาค 2 กำลังอยูระหวางการพิจารณาของคณะอนุกรรมการ มาตรฐานการปองกันฟาผา วสท. มาตรฐานการปองกันฟาผาภาค 2 กลาวถึงการ ประเมินความเสี่ยง โดยความเสี่ยงดังกลาว คือ คาเฉลี่ย ตอปของการสูญเสียที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากฟาผานั่นเอง ซึ่ ง จะนำไปใช เ พื่ อ ตั ด สิ น ความจำเป น ของการป อ งกั น ฟาผา และเพื่อเลือกมาตรการปองกันฟาผาตอไป
2. Õߧåª√–°Õ∫§«“¡‡ ’Ë¬ß (Risk component)
องค ป ระกอบความเสี่ ย งจะพิ จ ารณาแยกเป น องคประกอบความเสี่ยงของสิ่งปลูกสราง และองคประกอบ ความเสี่ยงของระบบสาธารณูปโภค 2.1 องคประกอบความเสี่ยงของสิ่งปลูกสราง เมื่ อ พิ จ ารณาจากตำแหน ง การเกิ ด วาบฟ า ผ า สามารถแบงองคประกอบความเสี่ยงของสิ่งปลูกสรางได ดังนี้ ก. องค ป ระกอบความเสี่ ย งของสิ่ ง ปลู ก สร า ง เนื่องจากวาบฟาผาลงสิ่งปลูกสราง ไดแก - RA องคประกอบความเสี่ยงที่สัมพันธกับการ บาดเจ็บของสิ่งมีชีวิตเนื่องจากแรงดันสัมผัสและแรงดัน ชวงกาว - RB องค ป ระกอบความเสี่ ย งที่ สั ม พั น ธ กั บ ความเสียหายทางกายภาพ 1. §«“¡‡ ’Ë¬ß (Risk, R) - RC องค ป ระกอบความเสี่ ย งที่ สั ม พั น ธ กั บ ความเสี่ยง (R) สำหรับสิ่งปลูกสรางจำแนกตาม ความลมเหลวของระบบภายใน การสูญเสีย (L) ไดดังนี้ - R1 ความเสี่ยงตอการสูญเสียชีวิตคน ข. องค ป ระกอบความเสี่ ย งของสิ่ ง ปลู ก สร า ง - R2 ความเสี่ ย งต อ การสู ญ เสี ย บริ ก ารต อ เนื่องจากวาบฟาผาใกลสิ่งปลูกสราง ไดแก สาธารณะ - RM องค ป ระกอบความเสี่ ย งที่ สั ม พั น ธ กั บ - R3 ความเสี่ ย งต อ การสู ญ เสี ย มรดกทาง ความลมเหลวของระบบภายใน วัฒนธรรม - R4 ความเสี่ ย งต อ การสู ญ เสี ย มู ล ค า ทาง ค. องค ป ระกอบความเสี่ ย งของสิ่ ง ปลู ก สร า ง เศรษฐศาสตร สวนความเสี่ยงสำหรับระบบสาธารณูปโภคจำแนก เนื่ อ งจากวาบฟ า ผ า ลงระบบสาธารณู ป โภคที่ ต อ กั บ สิ่งปลูกสราง ไดแก ตามการสูญเสียไดดังนี้ - RU องคประกอบความเสี่ยงที่สัมพันธกับการ - R’2 ความเสี่ ย งต อ การสู ญ เสี ย บริ ก ารต อ บาดเจ็บของสิ่งมีชีวิตเนื่องจากแรงดันสัมผัสและแรงดัน สาธารณะ - R’4 ความเสี่ ย งต อ การสู ญ เสี ย มู ล ค า ทาง ชวงกาว เศรษฐศาสตร ความเสี่ ย ง (R) เป น ผลรวมขององค ป ระกอบ ความเสี่ยงตาง ๆ °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
13
- RV องค ป ระกอบความเสี่ ย งที่ สั ม พั น ธ กั บ 3. °“√ª√–‡¡‘π§à“Õߧåª√–°Õ∫§«“¡‡ ’Ë¬ß แต ล ะองค ป ระกอบความเสี่ ย งของสิ่ ง ปลู ก สร า ง ความเสียหายทางกายภาพ - RW องค ป ระกอบความเสี่ ย งที่ สั ม พั น ธ กั บ ได แ ก R A ,R B ,R C ,R M ,R U ,R V ,R W ,R Z และ องคประกอบความเสี่ยงของระบบสาธารณูปโภค R’V , ความลมเหลวของระบบภายใน R’W ,R’Z ,R’B ,R’C สามารถคำนวณไดจากสมการพื้นฐาน ง. องค ป ระกอบความเสี่ ย งของสิ่ ง ปลู ก สร า ง คือ R=NxPxL เนื่ อ งจากวาบฟ า ผ า ใกล ร ะบบสาธารณู ป โภคที่ ต อ กั บ โดยที่ สิ่งปลูกสราง ไดแก N คือ จำนวนเฉลี่ยของเหตุการณอันตรายตอป - RZ องค ป ระกอบความเสี่ ย งที่ สั ม พั น ธ กั บ P คือ ความนาจะเปนที่จะเกิดความเสียหาย ความลมเหลวของระบบภายใน L คือ ความสูญเสียที่ตามมา จำนวนเฉลี่ยของเหตุการณอันตรายตอป (N) คือ 2.2 อ ง ค ป ร ะ ก อ บ ค ว า ม เ สี่ ย ง ข อ ง ร ะ บ บ เหตุการณการเกิดพายุฝนฟาคะนอง ซึ่งคำนวณไดจาก สาธารณูปโภค สำหรั บ ระบบสาธารณู ป โภคสามารถแบ ง ผลคูณของความหนาแนนวาบฟาผาลงดิน Ng กับพื้นที่ องค ป ระกอบความเสี่ ย งของระบบสาธารณู ป โภคได รั บ ฟ า ผ า สมมู ล การคำนวณโดยละเอี ย ดอธิ บ ายไว ใ น ภาคผนวก ก ของมาตรฐานการปองกันฟาผาภาค 2 ในลักษณะเดียวกับสิ่งปลูกสราง นั่นคือ ความนาจะเปนที่จะเกิดความเสียหาย (P) จะแยก ก. องคประกอบความเสี่ยงของระบบสาธารณูปโภค พิจารณาตามองคประกอบความเสี่ยง คือ PA ,PB ,PC , เนื่องจากวาบฟาผาลงระบบสาธารณูปโภค ไดแก - R’V องค ป ระกอบความเสี่ ย งที่ สั ม พั น ธ กั บ PM ,PU ,PV ,PW ,PZ (สำหรับสิ่งปลูกสราง) และ P’V , P’W ,P’Z ,P’B ,P’C (สำหรับระบบสาธารณูปโภค) วิธีการ ความเสียหายทางกายภาพ - R’W องค ป ระกอบความเสี่ ย งที่ สั ม พั น ธ กั บ ประเมิ น ค า ความน า จะเป น สำหรั บ สิ่ ง ปลู ก สร า งและ สำหรับระบบสาธารณูปโภคไดกลาวไวในภาคผนวก ข ความลมเหลวของบริภัณฑที่ตออยู และภาคผนวก ง ของมาตรฐานการปองกันฟาผาภาค 2 ข. องคประกอบความเสี่ยงของระบบสาธารณูปโภค ตามลำดับ ความนาจะเปนที่จะเกิดความเสียหายนี้มีคา สูงสุดคือ 1 เมื่อไมมีการใชมาตรการปองกันใด ๆ และ เนื่องจากวาบฟาผาใกลระบบสาธารณูปโภค ไดแก - R’Z องค ป ระกอบความเสี่ ย งที่ สั ม พั น ธ กั บ มี ค า ลดลงเมื่ อ คุ ณ ลั ก ษณะของสิ่ ง ที่ จ ะป อ งกั น หรื อ มาตรการป อ งกั น ที่ จ ะใช ส ามารถป อ งกั น สิ่ ง ที่ เ กิ ด ขึ้ น ความลมเหลวของสายและบริภัณฑที่ตออยู เนื่องจากฟาผา ดังคาความนาจะเปน PB และ PC ที่ ค. องคประกอบความเสี่ยงของระบบสาธารณูปโภค แสดงไวในตารางที่ 3.1 และ 3.2 จะมีคาลดลงเมื่อมี เนื่องจากวาบฟาผาลงสิ่งปลูกสรางที่ระบบสาธารณูปโภค การใชมาตรการปองกัน ความสูญเสียที่ตามมา (L) จะพิจารณาแยกตาม ตออยู ไดแก - R’B องค ป ระกอบความเสี่ ย งที่ สั ม พั น ธ กั บ ชนิดของความสูญเสีย (L1, L2, L3, L4) โดยคำนวณ จากการสูญเสียเนื่องจากความเสียหาย (D1, D2, D3) คือ ความเสียหายทางกายภาพ - Lt การสูญเสียเนื่องจากการบาดเจ็บจากแรงดัน - R’C องค ป ระกอบความเสี่ ย งที่ สั ม พั น ธ กั บ สัมผัสและแรงดันชวงกาว ความลมเหลวของบริภัณฑที่ตออยู - Lf การสู ญ เสี ย เนื่ อ งจากความเสี ย หายทาง กายภาพ - L O การสู ญ เสี ย เนื่ อ งจากความล ม เหลวของ ระบบภายใน
14
ความเสี่ยงสำหรับสิ่งปลูกสรางเมื่อพิจารณาตาม นอกจากนี้ยังมีคาตัวประกอบลด (r) และคาตัว ประกอบเพิ่ม (h) สำหรับปรับลดและเพิ่มคา Lt, Lf และ ชนิ ด การสู ญ เสี ย แสดงไว ใ นตารางที่ 3.3 ซึ่ ง สามารถ Lo ดวย วิธีคำนวณคาความสูญเสียสำหรับสิ่งปลูกสราง คำนวณคาความเสี่ยงตอการสูญเสียไดดังนี้ - ความเสี่ยงตอการสูญเสียชีวิตคน (R1) และสำหรั บ ระบบสาธารณู ป โภคได อ ธิ บ ายไว ใ นภาค ผนวก ค และภาคผนวก จ ของมาตรฐานการปองกัน R1 = RA + RB + RC + RM + RU + RV + RW + RZ ฟาผาภาค 2 ตามลำดับ - ความเสี่ยงตอการสูญเสียบริการตอสาธารณะ (R2) R2 = RB + RC + RM + RV + RW + RZ ตารางที่ 3.1 คาความนาจะเปน PB ซึ่งขึ้นอยูกับมาตรการ - ความเสี่ยงตอการสูญเสียมรดกทางวัฒนธรรม ปองกันเพื่อลดความเสียหายทางกายภาพ (R3) R3 = RB + RV คุณลักษณะ ชั้นของระบบ PB - ค ว า ม เ สี่ ย ง ต อ ก า ร สู ญ เ สี ย มู ล ค า ท า ง ของสิ่งปลูกสราง ปองกันฟาผา เศรษฐศาสตร (R4) ไมไดรับการปองกันดวยระบบ 1 R4 = RA + RB + RC + RM + RU + RV + RW + ปองกันฟาผา RZ 4 0.2 ไดรับการปองกันดวยระบบปองกัน ฟาผา
3 2 1 มีระบบตัวนำลอฟาเปนไปตามระบบปองกันฟาผา ระดับ 1 และมีโครงโลหะที่ตอเนื่องหรือโครงของ คอนกรีตเสริมแรงทำหนาที่เปนระบบตัวนำลงดิน โดยธรรมชาติ มีหลังคาโลหะหรือมีระบบตัวนำลอฟา ซึ่งอาจรวมถึง องคประกอบโดยธรรมชาติ โดยมีการปองกันฟาผา โดยตรงลงสิ่งติดตั้งใด ๆ บนหลังคาอยางสมบูรณ และมีโครงโลหะที่ตอเนื่องหรือโครงของคอนกรีต เสริมแรงทำหนาที่เปนระบบตัวนำลงดินโดยธรรมชาติ
0.1 0.05 0.02 0.01
0.001
ตารางที่ 3.2 คาความนาจะเปน PSPD ซึ่งขึ้นอยูกับระดับ การปองกันฟาผาที่ออกแบบโดยใชอุปกรณปองกันเสิรจ ระดับการปองกันฟาผา
PSPD
ไมมีการปองกันดวยอุปกรณปองกันเสิรจที่มี 1 การประสานสัมพันธ 3-4 0.03 2 0.02 1 0.01 อุปกรณปองกันเสิรจมีคุณลักษณะการ ปองกันที่ดีกวา เมื่อเทียบกับขอกำหนดของ อุปกรณปองกันเสิรจสำหรับการปองกัน 0.005 - 0.001 ฟาผาระดับ 1 (เชน ความสามารถทนตอ กระแสสูงกวา ระดับการปองกันต่ำกวา เปนตน)
ส ว นความเสี่ ย งต อ การสู ญ เสี ย สำหรั บ กรณี ข อง ระบบสาธารณูปโภคในตารางที่ 3.4 จะไดวา - ความเสี่ยงตอการสูญเสียบริการตอสาธารณะ (R’2) R’2 = R’V + R’W + R’Z + R’B + R’C - ค ว า ม เ สี่ ย ง ต อ ก า ร สู ญ เ สี ย มู ล ค า ท า ง เศรษฐศาสตร (R’4) R’4 = R’V + R’W + R’Z + R’B + R’C องคประกอบความเสี่ยงและผลรวมขององคประกอบ ความเสี่ยงสำหรับสิ่งปลูกสรางแสดงไวในตารางที่ 3.5 คอลัมนขวามือเปนผลรวมขององคประกอบความเสี่ยง เมื่อพิจารณาตามความเสียหาย (D1, D2, D3) และ แถวลางสุดเปนผลรวมขององคประกอบความเสี่ยงเมื่อ พิจารณาตามแหลงกำเนิดความเสียหายคือวาบฟาผาลง สิ่ ง ปลู ก สร า งโดยตรงและโดยอ อ ม ส ว นองค ป ระกอบ ความเสี่ ย งและผลรวมขององค ป ระกอบความเสี่ ย ง สำหรับระบบสาธารณูปโภคแสดงไวในตารางที่ 3.6 คาความเสี่ยงตอการสูญเสีย (R1 ,R2 ,R3) จะนำ มาเปรี ย บเที ย บกั บ ค า ความเสี่ ย งสู ง สุ ด ที่ ย อมรั บ ได (RT) เพื่อใชสำหรับพิจารณาความจำเปนของการปองกัน
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
15
ตารางที่ 3.3 องคประกอบความเสี่ยงสำหรับสิ่งปลูกสราง พิจารณาตามชนิดของการสูญเสีย แหลงกำเนิดของความเสียหาย
วาบฟาผา ลงสิ่งปลูกสราง S1
วาบฟาผา ใกลสิ่งปลูกสราง S2
วาบฟาผาลงสาย วาบฟาผาใกลสาย ที่ตอกับสิ่งปลูกสราง ที่ตอกับสิ่งปลูกสราง S3 S4
องคประกอบความเสี่ยง
RA
RB
RC
RM
RU
RV
RW
RZ
ความเสี่ยงของการสูญเสียแตละชนิด R1 R2 R3 R4
* * * *2)
* *
*1) *
*
* *
*1) *
*1)
*
*
*
* * * *2)
*
*
*
หมายเหตุ 1) เฉพาะสิ่งปลูกสรางที่มีความเสี่ยงตอการระเบิด และโรงพยาบาลหรือสิ่งปลูกสรางอื่นซึ่งความลมเหลวของระบบภายในทำใหเกิด อันตรายตอชีวิตคนโดยทันที 2) เฉพาะสถานที่ ซึ่งสัตวอาจสูญเสียได
ตารางที่ 3.4 องคประกอบความเสี่ยงสำหรับระบบสาธารณูปโภค พิจารณาตามชนิดของการสูญเสีย แหลงกำเนิดของความเสียหาย
วาบฟาผา ลงระบบสาธารณูปโภค S3
วาบฟาผา ใกลระบสาธารณูปโภค S4
วาบฟาผา ลงสิ่งปลูกสราง S1
องคประกอบความเสี่ยง
R’V
R’W
R’Z
R’B
R’C
ความเสี่ยงของการสูญเสียแตละชนิด R’2 R’4
* *
* *
* *
* *
* *
ตารางที่ 3.5 องคประกอบความเสี่ยงสำหรับสิ่งปลูกสรางและผลรวมขององคประกอบความเสี่ยง แหลงกำเนิด ความเสียหาย
ความเสียหาย D1 การบาดเจ็บของ สิ่งมีชีวิต D2 ความเสียหายทาง กายภาพ D3 ความลมเหลวของ ระบบไฟฟาและ อิเล็กทรอนิกส ผลรวมความเสี่ยง ตามแหลงกำเนิด ความเสียหาย
16
ตำแหนงวาบฟาผาลงสิ่งปลูกสราง โดยตรง S1 วาบฟาผา ลงสิ่งปลูกสราง
S2 วาบฟาผา ใกลสิ่งปลูกสราง
โดยออม S3 วาบฟาผา ลงสาธารณูปโภค ที่เขามา
S4 วาบฟาผา ใกลระบบ สาธารณูปโภค ที่เขามา
ผลรวม ความเสี่ยงตาม ความเสียหาย
ตารางที่ 3.6 องคประกอบความเสี่ยงสำหรับระบบสาธารณูปโภคและผลรวมขององคประกอบความเสี่ยง แหลงกำเนิด ความเสียหาย
ความเสียหาย
ตำแหนงวาบฟาผาลงระบบสาธารณูปโภค โดยตรง โดยออม S3 S4 S1 วาบฟาผา วาบฟาผา วาบฟาผา ลงระบบสาธารณูปโภค ใกลระบบสาธารณูปโภค ลงสิ่งปลูกสราง
ผลรวมความเสี่ยงตาม ชนิดของความเสียหาย
D2 ความเสียหายทาง กายภาพ D3 ความลมเหลวของ ระบบไฟฟาและ อิเล็กทรอนิกส ผลรวมความเสี่ยง ตามแหลงกำเนิด ความเสียหาย
4. §«“¡‡ ’Ë¬ß Ÿß ÿ¥∑’ˬա√—∫‰¥â (Tolerable Risk, RT)
ผลรวมขององคประกอบความเสี่ยงมีคามากกวาความเสี่ยง สู ง สุ ด ที่ ย อมรั บ ได (R > R T) แสดงว า สิ่ ง ปลู ก สร า ง คาความเสี่ยงสูงสุดที่ยอมรับได (RT) เมื่อจำแนก ดังกลาวควรมีมาตรการปองกันฟาผา ตามความสูญเสีย (L) แสดงไวในตารางที่ 4.1 เพื่อใช เมื่ อ พิ จ ารณาแล ว ว า สิ่ ง ปลู ก สร า งดั ง กล า วควรมี เปนเกณฑพิจารณาความจำเปนของการปองกัน มาตรการปองกันเพื่อลดความเสี่ยง ตอไปจึงเปนขั้นตอน ของการพิจารณาเลือกมาตรการปองกัน ตารางที่ 4.1 คาความเสี่ยงสูงสุดที่ยอมรับได (RT) พิจารณาตามชนิดของการสูญเสีย (L) ชนิดของการสูญเสีย
RT (ตอป)
การสูญเสียชีวิตคนหรือบาดเจ็บแบบถาวร การสูญเสียการบริการตอสาธารณะ การสูญเสียมรดกทางวัฒนธรรม
10-5 10-3 10-3
5. °“√æ‘®“√≥“§«“¡®”‡ªìπ¢Õß°“√ªÑÕß°—π ความจำเปนของการปองกันฟาผาจะพิจารณาจาก ความเสี่ยงตอการสูญเสีย R1 ,R2 ,R3 สวน R4 จะใชเมื่อ พิจารณาความคุมคาของมาตรการปองกัน ขั้นตอนการพิจารณาความจำเปนของการปองกัน แสดงไวในรูปที่ 5.1 เริ่มตนจากการกำหนดสิ่งปลูกสราง ที่จะปองกันและคุณลักษณะตาง ๆ ของสิ่งปลูกสรางนั้น และกำหนดคาความเสี่ยงสูงสุดที่ยอมรับได จากนั้นจึง คำนวณค า องค ป ระกอบความเสี่ ย งที่ เ กี่ ย วข อ งทั้ ง หมด แล ว เปรี ย บเที ย บผลรวมขององค ป ระกอบความเสี่ ย ง ( ) กับคาความเสี่ยงสูงสุดที่ยอมรับได ถา
รูปที่ 5.1 การพิจารณาความจำเปนของการปองกัน °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
17
6. °“√æ‘®“√≥“‡≈◊Õ°¡“μ√°“√ªÑÕß°—π ขั้นตอนการเลือกมาตรการปองกันแสดงไวในรูปที่ 6.1 นั่นคือ หลังจากกำหนดสิ่งปลูกสรางที่จะปองกัน กำหนดความชนิดของการสูญเสีย และคำนวณคาของ แตละองคประกอบความเสี่ยงแลว หากพบวาผลรวมของ ความเสี่ ย งมากกว า ค า ความเสี่ ย งสู ง สุ ด ที่ ย อมรั บ ได (R > R T) แสดงว า จำเป น ต อ งมี ม าตรการป อ งกั น ที่ เหมาะสม สิ่งแรกที่จะพิจารณาตอมาคือ เปรียบเทียบ คาองคประกอบความเสี่ยงที่สัมพันธกับความเสียหาย ทางกายภาพเมื่อเกิดวาบฟาผาโดยตรงลงสิ่งปลูกสราง (RB) กับความเสี่ยงสูงสุดที่ยอมรับได
ถ า R B > R T แสดงว า ต อ งมี ก ารติ ด ตั้ ง ระบบ ปองกันฟาผาที่เหมาะสมทั้งระบบปองกันฟาผาภายนอก และภายใน แตถา RB < RT ควรพิจารณาติดตั้งระบบ ปองกันฟาผาเพื่อปองกันความเสียหายเนื่องจากอิมพัลส แมเหล็กไฟฟาจากฟาผา (LEMP) ที่เหมาะสม จากนั้น จึงคำนวณคาองคประกอบความเสี่ยงเพื่อเปรียบเทียบ คาความเสี่ยง (R) และ RT อีกครั้ง หากคา R > RT จำเปนตองเลือกใชมาตรการปองกันใหมจนกระทั่งผลรวม ขององคประกอบความเสี่ยงมีคานอยกวาคาความเสี่ยง สูงสุดที่ยอมรับได (R < RT)
รูปที่ 6.1 การพิจารณาเลือกมาตรการปองกัน
18
7. °“√ª√–‡¡‘𧫓¡§ÿâ¡§à“¢Õß¡“μ√°“√ªÑÕß°—π คาความเสี่ยงตอการสูญเสีย R1 ,R2 ,R3 จะนำไป เปรี ย บเที ย บกั บ ค า ความเสี่ ย งสู ง สุ ด ที่ ย อมรั บ ได (R T) เพื่อพิจารณาความจำเปนของการปองกัน สวนความเสี่ยง ตอการสูญเสียมูลคาทางเศรษฐศาสตร (R4) จะไมมีการ กำหนดความเสี่ ย งสู ง สุ ด ที่ ย อมรั บ ได แต จ ะเป น การ พิจารณาจากความเหมาะสมระหวางมูลคาของมาตรการ ปองกันที่ใชกับมูลคาความสูญเสียเนื่องจากฟาผา ซึ่งการ ประเมินมูลคาของการสูญเสีย (CL ,CRL ,CPM) อธิบายไว ในภาคผนวก ช ของมาตรฐานการปองกันฟาผาภาค 2
รูปที่ 7.1 การพิจารณาความคุมคาของมาตรการปองกัน
ขั้ น ตอนการพิ จ ารณาความคุ ม ค า ของมาตรการ ปองกันแสดงไวในรูปที่ 7.1 เมื่อระบุมูลคาของสิ่งปลูก สราง และคำนวณคาความเสี่ยงตอการสูญเสียมูลคาทาง เศรษฐศาสตร (R4) แลว จากนั้นจึงคำนวณมูลคาการ สูญเสียทั้งหมดเมื่อไมมีมาตรการปองกัน (CL) มูลคา ทั้งหมดของการสูญเสียคงเหลือเมื่อมีมาตรการปองกัน (CRL) และมูลคาของมาตรการปองกัน (CPM) ผลรวม ของมู ล ค า ของมาตรการป อ งกั น และมู ล ค า ทั้ ง หมดของ
การสูญเสียคงเหลือ (CPM + CRL) จะนำมาเปรียบเทียบ กับมูลคาการสูญเสียทั้งหมด (CL) ถา CRM + CRL > CL แสดงวามาตรการปองกันที่พิจารณานั้นไมมีความคุมคา แตถา CRM + CRL < CL นั่นคือ มาตรการปองกันที่ พิจารณานั้นมีความคุมคา หน ว ยงาน IEC ได พั ฒ นาซอฟต แ วร ส ำหรั บ ประเมิ น ค า ความเสี่ ย งตามวิ ธี ก ารในมาตรฐาน IEC 62305-2 ขึ้น โดยมีชื่อวา “The Simplified IEC Risk Assessment Calculator (SIRAC)” ซอฟตแวรดังกลาว เปนเพียงเครื่องมือชวยในการประเมินความเสี่ยงเบื้องตน เทานั้น หากสิ่งที่ตองการปองกันมีความซับซอน หรือมี ยานปองกันหลายยาน หรือตองการคำนวณโดยละเอียด ผูประเมินจำเปนตองทำการคำนวณเองตามขั้นตอนใน มาตรฐานการปองกันฟาผาภาค 2 นี้ การประเมินคาความเสี่ยงเปนขั้นตอนที่มีความ สำคัญและมีความจำเปนในการออกแบบระบบปองกัน ฟาผา เพื่อชวยใหสามารถเลือกมาตรการปองกันฟาผา ไดอยางถูกตอง เหมาะสม คุมคา เพื่อความปลอดภัย ตอชีวิตและทรัพยสิน เพื่ อ ความเข า ใจยิ่ ง ขึ้ น เกี่ ย วกั บ วิ ธี ก ารประเมิ น ความเสี่ยงที่สอดคลองตามมาตรฐานการปองกันฟาผา ภาค 2 ในครั้งตอไปจะไดกลาวถึงตัวอยางการประเมิน ความเสี่ยงตามมาตรฐานนี้ เอกสารอางอิง [1] วิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ, เอกสารประกอบการประชุม “มาตรฐานการปองกันฟาผา ภาคที่ 2 การบริหารความเสี่ยง”, วสท., 2553 [2] Protection against lightning – Part 2: Risk management, 1st Edition, 2006 [3] DEHN + SOHNE - Lightning protection guide, nd 2 updated edition, 2007
ประวัติผูเขียน นางสาวเทพกัญญา ขัติแสง • นักวิจัย โครงการวิจัยและพัฒนาความชำนาญดาน ไฟฟากำลัง คณะวิศวกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร • อนุกรรมการมาตรฐานการปองกันฟาผา
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
19
Standard & Safety
¡“μ√∞“π·≈–§«“¡ª≈Õ¥¿—¬
𓬰‘μμ‘»—°¥‘Ï «√√≥·°â« Õ’‡¡≈ : kittisak_wk@yahoo.com
¢âÕ§«√√–«—ß∑’Ë«‘»«°√§«√√Ÿâ
°“√„™âß“π “¬Àÿâ¡©π«π§√Õ ≈‘Èß‚æ≈’‡Õ∑∑’≈’π สายไฟฟาที่มีการออกแบบใชงานกับระบบไฟฟาแรงต่ำที่มีอยูสองชนิดหลัก ๆ ดวยกัน ไดแก สายไฟฟา หุมฉนวนโพลีไวนิลคลอไรด (PVC) และ สายไฟฟาหุมฉนวนครอสลิ้งโพลีเอททีลีน (XLPE) หรือที่เรียกกัน โดยทั่ ว ไปว า สาย CV สำหรั บ สายไฟฟ า หุ ม ฉนวน PVC นั้ น มี ก ารผลิ ต และทดสอบตามมาตรฐานผลิ ต ภั ณ ฑ อุตสาหกรรม หรือ มอก.11 สวนสายหุมฉนวน XLPE มีการผลิตและทดสอบตามมาตรฐานสากล เชน IEC 60502 เปนตน ดังแสดงตัวอยางสายไฟฟาหุมฉนวน PVC และ สายไฟฟาหุมฉนวน XLPE ที่มีการติดตั้งใชงานกับระบบ ไฟฟาแรงต่ำ ในรูปที่ 1
รูปที่ 1 ตัวอยางสายหุมฉนวน PVC (รูปบน) และสายไฟฟาหุมฉนวน XLPE (รูปลาง)
สายไฟฟาหุมฉนวน PVC มีคุณสมบัติที่เดนคือ ไมลามไฟ ซึ่งแตกตางจากสายไฟฟาหุมฉนวน XLPE ที่มีการลามไฟ ดังนั้นการเดินสายไฟฟาหุมฉนวน XLPE ภายในอาคารจึงตองใหความสำคัญการเดินสายดังกลาว ภายในอาคารตองเดินในชองเดินสายที่ปดมิดชิด ปองกัน ไมใหเกิดปญหาไฟลามไปติดวัสดุที่ติดไฟอื่น ๆ ได แตถา เปนการติดตั้งใชงานสายไฟฟาภายนอกอาคารก็ไมตอง ระมัดระวังในเรื่องดังกลาวนี้
20
ปจจุบันสายไฟฟาหุมฉนวน XLPE นั้น เปนที่นิยม ใชกันมากขึ้น เนื่องจากวาสายไฟฟาหุมฉนวน XLPE สามารถรองรั บ อุ ณ หภู มิ สู ง สุ ด ของตั ว นำในการทำงาน ปกติ ไ ด ถึ ง 90 องศาเซลเซี ย ส แต ส ำหรั บ สายไฟฟ า หุมฉนวน PVC สามารถรองรับอุณหภูมิสูงสุดของตัวนำ ในการทำงานปกติไดเพียง 70 องศาเซลเซียส ดังนั้น สายไฟฟาหุมฉนวน XLPE จึงนำกระแสไดดีกวาสายไฟฟา หุมฉนวน PVC ดังแสดงตัวอยาง พิกัดกระแสระหวาง สายหุมฉนวน PVC และ สายไฟฟาหุมฉนวน XLPE เปรียบเทียบกัน ตามตารางที่ 1
ตารางที่ 1 เปรียบเทียบพิกัดกระแสระหวางสายหุมฉนวน PVC และสายไฟฟาหุมฉนวน XLPE ที่วิธีการเดินสายแตกตางกัน
สายแกนเดียวเดินลอยในอากาศ
ขนาดกระแส (แอมแปร) วิธีการเดินสาย สายแกนเดียวเดินในทอในอากาศ
สายแกนเดียวเดินในทอฝงดิน
ขนาดสาย (ตร.มม.)
2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95
สาย PVC
สาย XLPE
สาย PVC
สาย XLPE
สาย PVC
สาย XLPE
23 31 42 60 81 111 137 169 217 271
36 47 60 82 110 148 184 224 286 356
18 24 31 43 56 77 95 119 148 187
25 33 42 56 76 100 123 153 191 239
24 32 42 58 77 103 126 156 195 242
31 41 52 70 93 123 151 184 230 285
จากตารางที่ 1 จะเห็นวาสายไฟฟาหุมฉนวน XLPE นำกระแสไดดีกวาสายไฟฟาหุมฉนวน PVC ยกตัวอยาง เชน สายไฟฟาขนาด 25 ตร.มม. เดินในทอในอากาศ หากเป น สายไฟฟ า หุ ม ฉนวน PVC นำกระแสได 77 แอมแปร แตถาเปนสายไฟฟาหุมฉนวน XLPE นำกระแส ได 100 แอมแปร จึงทำใหสายไฟฟาหุมฉนวน XLPE จะสามารถนำกระแสไดมากกวา 23 แอมแปร หรือ 29% ของสายไฟฟาหุมฉนวน PVC ดังนั้นวิศวกรหรือ ผู ที่ เ กี่ ย วข อ งสามารถเลื อ กขนาดสายไฟฟ า ที่ เ ล็ ก ลงได หากพิจารณาเฉพาะขนาดกระแสของโหลด นอกจากนี้ การใชงานสายไฟฟาหุมฉนวน XLPE มีขอควรระวังที่ตองทำความเขาใจกันในประเด็นหลัก ๆ ซึ่ ง บทความนี้ ผู เ ขี ย นจะกล า วถึ ง ข อ ควรระวั ง ที่ ค วรรู ใ น การใช ง านสายไฟฟ า หุ ม ฉนวน XLPE สำหรั บ ระบบ จำหน า ยแรงต่ ำ เพื่ อ ให ก ารใช ง านสายไฟฟ า ดั ง กล า ว มี ค วามเหมาะสมทางวิ ศ วกรรมเกิ ด ความปลอดภั ย ต อ
ผูใชไฟ โดยขอควรระวังในการใชงานสายดังกลาวที่กลาวไว ในมาตรฐานการติ ด ตั้ ง ทางไฟฟ า สำหรั บ ประเทศไทย เปนดังนี้ 1) การติดตั้งภายในอาคารตองเดินในชองเดินสาย ที่ ป ด มิ ด ชิ ด ยกเว น เปลื อ กนอกของสายมี คุ ณ สมบั ติ ไมลามไฟ (Flame-Retardant) โดยที่คุณสมบัติไมไหม ลุกลามของเปลือกนอกนั้นตองไดรับการยืนยันจากผูผลิต หรือผานการทดสอบตามมาตรฐาน IEC 60332 ไมใช เลือกใชสายที่มีเปลือกนอกเปน PVC ปกติ 2)การนำไปใชงานตองคำนึงถึงพิกัดกระแสและ อุณหภูมิของอุปกรณที่จะนำไปใชประกอบรวมกับสายให มีความสัมพันธกัน ดวยการติดตั้งใชงานกับขั้วตอสาย ของอุปกรณไฟฟาหรือเครื่องใชไฟฟาที่ออกแบบใหใชงาน ที่อุณหภูมิ 75 องศาเซลเซียส ดังแสดงตัวอยางในรูปที่ 2 การติดตั้งใชงานในลักษณะดังกลาวจะทำใหขั้วตอสาย มีความรอนสูงเกินพิกัดที่ทนได นำไปสูการเกิดเพลิงไหมได °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
21
ของขั้วตอสายสำหรับสายหุมฉนวน XLPE ควรมีการ ปรึกษาหารือกับผูผลิต เพื่อทำการออกแบบขั้วตอสายที่ สามารถรองรับอุณหภูมิของสายดังกลาวได เพื่อแกปญหา จุดรอนที่ขั้วตอสายในการใชงานสายหุมฉนวน XLPE ในอนาคต รูปที่ 2 ตัวอยางการใชงานสายไฟฟาหุมฉนวน XLPE ตอเขา เอกสารอางอิง 1. IEC 60502-1,Power cables with extruded เซอรกิตเบรกเกอรที่มีอุณหภูมิที่ขั้วตอสาย 75 องศาเซลเซียส
แนวทางการใช ง านสายไฟฟ า หุ ม ฉนวน XLPE ที่เหมาะสมมีสองแนวทาง ไดแก 1) การเลือกใชงาน สายไฟฟาหุมฉนวน XLPE ที่พิกัดกระแสที่อุณหภูมิ 75 องศาเซลเซี ย ส และ 2) การเลื อ กใช ง านสายไฟฟ า หุมฉนวน XLPE ที่พิกัดกระแสที่อุณหภูมิ 90 องศา เซลเซียส และตอเขากับบริภัณฑไฟฟาที่อุณหภูมิของ ขั้วตอสาย 75 องศาเซลเซียส สามารถทำไดโดยการตอ สายที่กลองตอสายดวยหางปลาที่สามารถรองรับกระแส ที่อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส กอนที่จะนำมาตอเขากับ ขั้วตอสายของบริภัณฑ ตามตัวอยางในรูปที่ 3
insulation and their accessories for rated voltages from 1 kV up to 30 Part 1 : Cables for rated voltages of 1 kV and 3 kV, International Electrotechnical Commission 2. IEC 60332-3-22, Tests on electric and optical fibre cables under fire conditions – Part 3-22: Test for vertical flame spread of vertically-mounted bunched wires or cables – Category A, International Electrotechnical Commission 3. Wire Temperature Ratings and Terminations, Bulletin No. 0110DB9901R2/02, Jim Pauley, Square D Company 4. National Electrical Code.,NFPA 70., NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION. 5. มาตรฐานการติ ด ตั้ ง ทางไฟฟ า สำหรั บ ประเทศ, วิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ
ประวัติผูเขียน
รูปที่ 3 ตัวอยางการใชงานสายไฟฟาหุมฉนวน XLPE ตอกับ บริภัณฑไฟฟาที่อุณหภูมิของขั้วตอสาย 75 องศาเซลเซียส โดยการตอสายที่กลองตอสายดวยหางปลาที่สามารถรองรับ กระแสที่อุณหภูมิ 90 องศาเซลเซียส
บทสรุป การใชงานสายหุมฉนวน XLPE ควร ระมัดระวังการใชงาน สำหรับการติดตั้งใชงานในอาคาร หากต อ งการเดิ น สายโดยไม ป ด มิ ด ชิ ด ต อ งพิ จ ารณา ขอกำหนดทางเทคนิคของสายใหมีคุณสมบัติไมลามไฟ ที่ผานการทดสอบตามมาตรฐาน IEC 60332 ในสวน
22
นายกิตติศักดิ์ วรรณแกว • สำเร็จการศึกษาวิศวกรรมศาสตรบัณฑิต และวิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต จากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร ป 2539 และป 2542 ตามลำดับ • หั ว หน า แผนกมาตรฐานการ กอสรางระบบจำหนาย กองมาตรฐาน ระบบไฟฟา ฝายมาตรฐานและความปลอดภัย การไฟฟา สวนภูมิภาค • คณะกรรมการสาขาวิ ศ วกรรมไฟฟ า และคณะ อนุกรรมการวิชาการตาง ๆ วิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ • วิทยากรบรรยายมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟา และ มาตรฐานการกอสรางระบบจำหนายใหกับหนวยงานตาง ๆ
Standard & Safety
¡“μ√∞“π·≈–§«“¡ª≈Õ¥¿—¬
𓬫‘«—≤πå °ÿ≈«ß»å«‘∑¬å Õ’‡¡≈ : watkul@ksc.th.com
√–∫∫ªÑÕß°—πøÑ“ºà“·∫∫ Nonconvention (μÕπ∑’Ë 6)
§«“¡‡ªìπº≈¢Õß«‘∏’°“√√«¡ª√‘¡“μ√/«‘∏’§«“¡‡¢â¡ π“¡ ”À√—∫°“√®—¥«“ß·∑àß≈àÕøÑ“∫πÕ“§“√ ∑—Ë«‰ª เนื่องจากราคาตอหนวยของอุปกรณลอฟาอีเอสอี มีราคาแพงมาก เพื่อทำใหการใชจำนวนแทงลอฟาลดลง เมื่อเทียบกับตัวเองหรือเทียบกับแทงลอฟาแบบแฟรงกลิน ดังนั้นจึงมีผูนำเสนอทฤษฎีวิธีการรวมปริมาตร (Collection Volume Method = CVM) หรือทฤษฎีวิธีความเขม สนามไฟฟา (Field Intensification Method = FIM) ซึ่งตอไปจะเรียกวาวิธีซีวีเอ็ม / เอ็ฟไอเอ็ม ที่มีพื้นฐาน มาจากวิธีโมเดลของเรขาคณิตไฟฟา (Electrogeometric model (EGM)) ซึ่งในการนำเสนอทฤษฎีวิธีการรวม ปริมาตรหรือซีวีเอ็ม หมายถึง หัวลอฟาอีเอสอีสามารถ ใหการปองกันในปริมาตรที่มาก ถาหากหัวนำรองขาลง ในขั้นสุดทายเคลื่อนเขามาอยูในปริมาตรนี้จะเกิดฟาผา ลงหัวลอฟาได ในการเสนอบทความนี้ผูเขียนไดนำเสนอ ความจริงตามทฤษฎีทางวิชาการ มิไดมีเจตนาเบี่ยงเบน รูปที่ 1 ปริมาตรรวมที่สามารถทำใหเกิดฟาผาหัวลอฟา ภายในบริเวณปริมาตรนี้ได ประเด็นการคา จึงขอใหวิศวกรหรือผูอานใชวิจารณญาณ บทความนี้ เ ป น จริ ง หรื อ เท็ จ ประการใด ผู เ ขี ย นหวั ง ว า บทความนี้จะมีประโยชนเพื่อการศึกษาระบบฟาผาแบบ การสมมุติวา สนามไฟฟา E เปนผลคูณของสนามไฟฟา Nonconvention Eo กับคาตัวประกอบ Ki ซึ่ง Ki เรียกวาองคประกอบการ เพิ่มขยายของสนาม หรือองคประกอบความเขมสนาม 1. ∫∑π” วิธีของซีวีเอ็ม / เอ็ฟไอเอ็มนั้นไดพัฒนาจากวิธี สำหรับอาคารสูง Ki เปนฟงกชั่นของอัตราสวนของความ อิริกสันที่เรียกวาวิธีเรขาคณิตทางไฟฟาหรืออีจีเอ็ม ซึ่ง สูงกับรัศมีรูปทรงกระบอก ซึ่งรัศมีดังกลาวทำใหเทากับ ใช กั บ เสาสู ง และสามารถใช ไ ด กั บ สายส ง และเสาส ง ได รัศมีโคโรนาวิกฤตโดยที่อิริกสันไดกำหนดให Ki = 60 เชนเดียวกัน อิริกสันไดสมมุติวาการกระโดดครั้งสุดทาย สำหรับเสาสูง 60 เมตร ซึ่งหมายความวาการกระโดด ของฟาผาจะเกิดขึ้นไดก็ตอเมื่อสนามไฟฟาที่ปลายยอด ครั้งสุดทายสนามไฟฟา Eo = 50 kV/m (0.5 kV/cm) ของโครงสรางมีคา 3,000 kV/m (30 kV/cm) โดยมี ซึ่งสามารถคำนวณไดตามสูตร °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
23
E = Ki E0
= 50 kV/m (0.5 kV/cm E คือ สนามไฟฟาที่มีความเขมวิกฤตที่ทำใหสตรีมเมอรแบบเสถียร E0 คือ สนามไฟฟาแวดลอมที่อยูบริเวณเสาสงและสนามไมมีความเพี้ยนจากความสูงวัตถุ
รูปที่ 2 ปริมาตรทรงกลมที่เสาสงทั้งสองตามทฤษฎีของซีวีเอ็ม ถาหัวนำรองไดเขามาอยูในบริเวณปริมาตรแลวจะทำใหเกิดฟาผา
∑ƒ…Æ’Õ’®’‡ÕÁ¡ (EGM) ¢ÕßÕ‘√‘° —π อิริกสันไดเสนอวิธีซีวีเอ็มโดยใชวิธีการของอีจีเอ็ม สำหรับประยุกตใชกับเสาสงไดดังนี้ 1. กรณีระยะทางรวมทางเรขาคณิต r มีคานอยกวารัศมีการโจมตี rs ซึ่งกรณีนี้คือ ความสูง h < rg ซึ่งรัศมี การรวมทางเรขาคณิตในแนวราบคำนวณไดจากสูตร
24
รูปที่ 3 รัศมีรวม r มีคานอยกวา rg
โดยที่ rg คือรัศมีของระดับการปองกันฟาผา เชน การปองกันระดับฟาผาที่ 4, rg มีคา 60 เมตร เปนตน ดังนั้นโอกาสที่ฟาผาคือ ปริมาตรที่อยูในภายในระยะของ r 2. กรณีที่ความสูงมีคาเทากับรัศมีการปองกันของระดับการปองกันฟาผา ซึ่งรัศมีรวมสามารถคำนวณไดจาก r = rs โดยที่ h > rg
รูปที่ 4 ปริมาตรของระยะทางรวมทางเรขาคณิต r ของเสาสง ถาหัวนำรองอยูนอกปริมาตรจะเกิดฟาผาขางเคียง
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
25
3. กรณีโมเดลที่ใชไดทั่วไปนอกจากวิธีของอีจีเอ็มแลวจะเปนโมเดลทางกายภาพ
รูปที่ 5 โมเดลทางกายภาพของเสาสง
จากรูปแสดงเสาสงซึ่งความนาจะเปนของฟาผาที่มีตอเสาสง คือ ถูกผาโดยตรงกับถูกผาขางเคียง โดยที่ h คือความสูงของเสา และ r คือระยะการรวมทางเรขาคณิตที่มีความนาจะเปนที่ฟาจะผาโดยตรง เราสามารถคำนวณหาคา r จากสูตร (1) ตารางที่ 1 แสดงคาของตัวคงที่ของแตละโมเดล โมเดล
c
a
b
อิริกสัน ริกซ เดลเลอรา-การบักนาติ
0 0 3h0.6
0.84 h0.6 0.83 h0.4 0.80
0.76 0.63 0.9
ในที่นี้เราสนใจแตโมเดลของอิริกสัน จากสมการที่ (1) จะได (2) ซึ่งเราจะใชในการวิเคราะหหาขอบกพรองของอิริกสันตอไป
2. ¢âÕ∫°æ√àÕß„π«‘∏’Õ’®’‡ÕÁ¡¢ÕßÕ‘√‘° —π ขอบกพรองที่สำคัญของโมเดลอิริกสันพอสรุปไดดังนี้ 1. การที่จะใหไดรับเกรเดียนท 3,000 kV/m ที่ปลายยอดของโครงสรางไมใชสภาวะที่พอเพียง 2. การประมาณคาตัวประกอบการเกิดความเขมสนาม Ki ไมเปนเหตุเปนผล 3. การคำนวณสนามที่ไมถูกรบกวนที่ไดมีคามากเกิน ในขณะเดียวกันไดละทิ้งผลกระทบจากการกั้นของกลุม ประจุ ซึ่งอาจเกิดขึ้นระหวางฐานของกลุมเมฆกับผิวของดิน
26
จากขอบกพรองดังกลาวขางตนนั้นในแตละขอที่ กลาวถึงมีผลกระทบตอระยะการโจมตีที่ขยายขึ้น โดย เฉพาะอย า งยิ่ ง เมื่ อ มี ค วามสู ง ของสิ่ ง ปลู ก สร า งมา เกี่ยวของผลลัพธจากวิธีของอิริกสันมีการใชระยะโจมตี และรัศมีปองกันของแทงตัวนำลอฟามีคาเกิน ขอเท็จจริงขางตนจะเปนการพิสูจนตนเองดังตอไปนี้ 4. การประมาณระยะโจมตีของอิริกสันมีคาเกิน กวาคาที่วัดได 5. ผลลั พ ธ ข องอิ ริ ก สั น ไม ต อ งตรงกั น ข อ มู ล ทาง หองทดสอบที่เกี่ยวของกับวาบฟาผาที่เกิดในแก็ปอากาศ
3. ¿“«– ”À√—∫°“√‡°‘¥°“√°√–‚¥¥§√—Èß ÿ¥∑⓬
ต อ ไปเราต อ งการหาความสั ม พั น ธ ร ะหว า ง ความเร็วของสตรีมเมอรกับกระแสของลำฟาผายอนกลับ ซึ่งจะตองการขอมูลของกระจายทางความถี่ของความเร็ว ลำฟาผา โดยสามารถหาไดจากคณะทำงาน IEEE และ ตองเปนไปตามขอมูลจากการวัดจากแหลงตาง ๆ อยาง นอย 4 แหง การกระจายทางความถี่ของขนาดกระแส และความสัมพันธระหวางกระแสลำฟาผากับความเร็วนั่น คือ คา I และ V ที่ใหคาความนาจะเปนสะสม อิริกสันกับคณะไดใชคากระแสที่เปนตัวกลางมีคา 30 kA จากการวิเคราะหของ Mousa ใชคา 24 kA จากการใช ค า ทางสถิ ติ NALDN (North American Lightning Detection Network) ไดใชคา 23 kA และ Ritz ใชคา 23 kA ในที่นี้เลือกใชคา 24 kA พรอมกับ คาความเร็วของ IEEE ใชสมการ 1 โดยเลือกคา I ที่มี คาระหวาง 10-80 kA เราสามารถคำนวณหาคา U ได 1 = 10 kA V = ความเร็วของแสงที่มีคาตอ หนวยเปน 0.106 ซึ่งเปนความเร็วของกระแสลำฟาผา
ความไมเพียงพอของเกณฑของอิริกสันไดรับการชี้ บอกจากคณะทำงาน CIGRE วาเกณฑของการเกิดหัว นำรองที่อยูบนพื้นฐานแนวคิดรัศมีวิกฤตดูเหมือนจะไม พอเพียงที่จะเกิดความมั่นใจตอการเกิดสตรีมที่เสถียรจน กระทั่งถึงจุดดักตัดกับนำรองแบบขั้นบันไดขาลง Golde เป น คนแรกที่ ค ำนวณระยะโจมตี โ ดยใช U = 1.2 x 105 V / (1-2.2 V2) (2) เกณฑของเกรเดียนทเฉลี่ยครอมแก็ปมีคา 500 kV/m ที่ = 1.2 x 105 x 0.106 / จำเปนตอการกระโดดครั้งสุดทาย Rizk ใช ค า 500 kV/m เช น เดี ย วกั น เป น ค า เกรเดียนทเฉลี่ยที่การกระโดดครั้งสุดทายจำเปนตองใช = 1270/97528 ในการกระโดดขามระหวางปลายยอดของหัวนำรองขาขึ้น = 13.042 kV กับขาลง Young กับคณะไดใชคาเกรเดียนทเฉลี่ยที่ครอม โครงสรางสูงในพิสัย 10-100 เมตร วิธีของอิริกสัน สำหรับการกระโดดครั้งสุดทายในพิสัย 550-600 kV/m เราลองมาตรวจสอบคาที่ไดกลาวมาแลววาเปนไป ใชสมการที่ 2 ดังกลาวมาแลวขางตน เพื่อคำนวณหา ตามวิธีของอิริกสันหรือไม โดยใชวิธีการคำนวณระยะ คารัศมี โจมตีของอิริกสันโดยใชกระแสเดียวกันที่ทำใหเกิดแรงดัน (3) ของหัวนำรองขาลง แรงดันหารดวยระยะทางโจมตีจะได คาเกรเดียนทโดยเฉลี่ย กำหนดให H = 100 เมตร จาก (3), แรงดันของลำฟาผา U(kV) กับความเร็วของแสง ที่มีคาตอหนวย (เปอรยูนิต) ของความเร็วแสง ความเร็ว นี้ คื อ ความเร็ ว ของสตรี ม เมอร ต ามสมการที่ (1) เรา สามารถคำนวณแรงดันฟาผาไดจากสมการดังตอไปนี้ U = 1.2 x 105 V/ (1-2.2 V2)
(1)
(4)
สมการนี้ไดพัฒนาจาก Wagner ซึ่ง Young กับ คณะไดนำมาใช °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
27
โดยทั่วไปโครงสรางของอีจีเอ็มคารัศมีเปนองคประกอบในแนวระดับของระยะโจมตี (S) ดังนั้นคา Ra จะเล็ก กวาคา S ในตัวอยางที่ใช โดยอิริกสันกับคณะจะสมมุติวาเสนที่อยูระหวางปลายยอดของหัวนำรองขาลงกับดานบน ของสิ่งปลูกสรางมีมุม 45° ดังนั้น (5)
รูปที่ 6 รูปแบบของแก็ปที่ควบคุมการตกกระทบของหัวนำรองกับตัวนำลอฟา
จากสมการ 3 สำหรับ H = 100 เมตร เราคำนวณ คา S ไดดังนี้
ให I = 10 kA, จะได Ra = 13.31x 100.74 = 13.31x5.499 = 73.14 เมตร
= 103.4 เมตร
28
ดังนั้น
คาอื่นจะคำนวณไดตามตารางที่ 1 ตารางที่ 2 คาเกรเดียนทเฉลี่ยที่ครอมอยูระหวาง การกระโดดครั้งสุดทาย ตามวิธีของอิริกสันใช H = 100 เมตร
ตารางที่ 2 แสดงคา E ที่คำนวณไดที่ขนาดของกระแสฟาผาจาก 10 kA-80 kA I kA
V P.U.
V kV
S m
E kV /m
10 20 30 40 50 60 70 80
0.106 0.156 0.215 0.300 0.435 0.490 0.520 0.532
13,042 19,779 28,721 44,888 89,429 124,634 154,028 169,181
103.4 172.8 233.2 288.5 340.4 389.5 436.6 481.9
126 114 123 155 263 320 353 351
คาเกรเดียนท E ในตารางที่ 2 มีคานอยกวา 500 kV/m อยางมีนัยสำคัญ ซึ่งรวมถึงคาโจมตีและ คารัศมีมีคามากกวาคาจริงอยางมีนัยสำคัญดวย การเปรียบเทียบกับการสังเกตสนามไฟฟา สมการทั่วไปของอิริกสันในการคำนวณหาคารัศมี
กรณี I = 16 kA จะได = 28.23 x 8.864 = 250 เมตร และกรณี I = 27 kA จะได
(6) (7) แทนคา ซึ่งจะตางไปจากของ Berger ประมาณ 10 เทา ดั ง นั้ น จึ ง สามารถพิ สู จ น ไ ด ว า วิ ธี ข องอิ ริ ก สั น ยั ง มี ขอบกพรองอยู แทนคา a = 0.787 ลงไปในสมการที่ (6) จะได
4. «‘∏’¢Õß´’«’‡ÕÁ¡
ในป 1997 ผูผลิตอุปกรณปองกันฟาผาที่เกี่ยวกับ การกระจายทางสถิติของกระแสฟาผา เราสามารถหา คากระแสไดจากสูตร I = 10.6 Q0.7 I = กระแสที่วัดไดเปน kA (8) Q = ประจุมีหนวยเปนคูลอมบ เราสามารถคำนวณหาค า I ที่ สั ม พั น ธ กั บ ค า จากการวัดของ Berger โดยใชกลองแบบหมุน ประจุไฟฟาดังตารางที่ 3 ของกระแสขนาด 16 kA และ 27 kA จะได 27 เมตร ตารางที่ 3 และ 37 เมตร ตามลำดับ จากการคำนวณสูตรของอิริกสัน ประจุลีดเดอร กระแสคายอด ตามสมการที่ 8 0.5 C 0.9 C 1.5
6.5 kA 10 kA 16 kA °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
29
จากตารางที่ 3 เราสามารถคำนวณหาระดับการ ปองกันไดโดยการเปรียบเทียบคานอกอันตรภาคชั้น
รูปที่ 7 ผิวของทรงกลมที่มีรัศมีการโจมตีรอบจุด A
จากรูปที่ 7 แสดงหัวนำรองขาลงวิ่งเขาหาจุดที่อยู บนดินระยะไกล ระยะโจมตีรูปครึ่งทรงกลมกำหนดใหอยู เหนือจุดนี้ รัศมีขึ้นอยูกับประจุของหัวนำรองและสมนัย กับระยะซึ่งคาความเขมสนามไฟฟาเกินคาวิกฤต ซึ่งก็คือ ความเขมสนามไฟฟาที่เพียงพอที่จะทำใหหัวนำรองขาขึ้น ไปดักรับได ระยะโจมตีมีที่เปนรูปครึ่งทรงกลมจะเปน ผูกำหนดหัวนำรองฟาผาที่มีประจุไฟฟาบวกเขาใกลกวา จุดบนพื้นดินกอนที่จะบรรลุผลถึงภาวะวิกฤต สำหรับ การกำเนิดหัวนำรองขาขึ้น ถาประจุมากขึ้นระยะทาง จะมากขึ้น เมื่อภาวะวิกฤตถึงจุดบรรลุผล จุดประสงค การบวกแบบรัศมีครึ่งทรงกลมสามารถเลือกไดวาอันไหน สั ม พั น ธ กั บ ระดั บ การป อ งกั น ที่ ต อ งการ วิ ธี ซี วี เ อ็ ม คิ ด รวมถึ ง ความเร็ ว สั ม พั ท ธ ข องหั ว นำร อ งขาขึ้ น กั บ ขาลง ไมมีหัวนำรองทั้งหมดที่เขาไปในระยะโจมตีครึ่งทรงกลม สวนที่เขาไปเปนการดักรับกับหัวนำรองขาขึ้นอีกตอไป หั ว นำร อ งที่ อ ยู น อกทรงกลมมี ค วามเป น ไปได ที่ จ ะ เคลื่ อ นที่ เ ป น ขาลงต อ ไปและตั ด กั บ หั ว นำร อ งขาขึ้ น อื่ น ซึ่งนำไปสูการสรางกราฟพาราโบลาที่จำกัดขอบเขตจึงได ปริมาตรที่ปดลอมนี้เรียกวา ปริมาตรรวบรวมหัวนำรองที่ กำลังลงเขาไปในปริมาตรนี้มีความแนใจวามีการดักรับ รูปที่ 8 แสดงพาราโบลาความเร็วจำกัดขนาดของการ รวบรวม
30
รูปที่ 8 การสรางกราฟพาราโบลาเพื่อเปนปริมาตรซีวีเอ็ม ความกวางของปากของกราฟพาราโบลาขึ้นอยูกับคา kv คือ อัตราสวนของความเร็วหัวนำรองขาลงกับสตรีมเมอรขาขึ้น
รูปที่ 9 แสดงการประยุกตใชวิธีซีวีเอ็ม เพื่อสรางเปนปริมาตรดักรับฟาผา
ในการออกแบบวิธีซีวีเอ็มใชพารามิเตอรกระแส ฟาผาตามตารางที่ 3 จะใหการวิเคราะหความเสี่ยงที่ดีกวา ขนาดของปริมาตรรวบรวมพิจารณาจากกระแสคายอด นั่นคือ ถาผูออกแบบตองการระดับการปองกันที่สูง เชน ที่กระแสคายอด 6.5 kA 98% ของฟาผาทั้งหมดจะ เกินคานี้การดิสชารจที่มีขนาดใหญขึ้น ซึ่งที่คาบเกี่ยว มากขึ้น การออกแบบใหมีสมรรถนะถึง 98% ฟาผา ทั้งหมดที่นอยกวาระดับการปองกันนั้นจะไมผาแทงลอฟา มีเพียงแตโอกาสทางสถิติที่บางกระแสฟาผาอาจไมตัดกับ หัวนำรองขาขึ้นที่ไหลออกจากภายในปริมาตรรวบรวม
วิธีซีวีเอ็มสมมุติวาทุกจุดบนสิ่งปลูกสรางเปนจุดที่ มีศักยภาพที่ฟาผา วิธีซีวีเอ็มมักจะมีการวัดวางเสาสูง 10 เมตร ดังรูปที่ 5 แสดงวา Ki มีคาประมาณ 50 เทา ซึ่ง เปรียบเทียบกับซีวีเอ็มอิริกสันที่เสาสูง 60 เมตร มีคา ความเขมสนาม 60 เทา
5. «‘∏’ √â“ß°√“øª√‘¡“μ√¥—°√—∫øÑ“ºà“ จากมาตรฐาน NZS / AS 1768-1991 ไดแสดง วิธีการสรางปริมาตรดักรับฟาผาไวในภาคผนวก ซึ่งวิธี การสรางพอสรุปไดดังนี้
รูปที่ 10 แสดงการนำวิธีของอิริกสันมาใชโดยซึ่ง กราฟทรงกลมคว่ำจะเปนวิธีของอีจีเอ็ม และกราฟพาราโบลาเปนวิธีซีวีเอ็ม
รูปที่ 12 กราฟแสดง Ra เปนฟงกชั่นกระแสสำหรับ แตละความสูง
หรื อ สามารถเขี ย นเป น ความสั ม พั น ธ ข องกราฟ ระหวาง รัศมีการดึงดูดกับ Ra กับกระแสฟาผายอนกลับ โดยที่แตละความสูงมีคาคงที่ดังรูปที่ 12 ตัวอยางการใชกราฟ จงหาพื้นที่ราบที่มีการกำบัง จากเสาตั ว นำสู ง 20 เมตร กำหนดให ก ระแสฟ า ผ า 10 kA วิธีทำ จากกราฟรูปที่ 13 สามารถอานคาจาก h = 20 จะได Ra = 40 เมตร สำหรับ I = 10 kA ดังนั้นพื้นที่การปองกันมีรัศมี 40 เมตร
ในการสรางปริมาตรการดักรับฟาผาประกอบไป ดวยกราฟทรงกลมของรัศมีการโจมตีกับกราฟพาราโบลา การคิดคนของกราฟทั้งสองจะไดระยะ Ra ซึ่งเปนระยะ รวมทางเรขาคณิต ซึ่งระยะ Ra จะขึ้นอยูกับขนาดของ กระแสฟาผา ซึ่งสามารถเขียนไดเปนกราฟไดดังนี้
รูปที่ 13 การหาคา Ra ในกรณี h = 20 เมตร, I = 10 kA จะได Ra = 38 เมตร รูปที่ 11 กราฟของรัศมีการดึงดูดกระแสฟาผา Ra กับความ สูงของสิ่งปลูกสราง h ซึ่งคาของกระแสฟาผายอนกลับมีคา คงที่แตละคา
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
31
ตัวอยางการสรางกราฟปริมาตรการปองกัน กำหนดใหกระแสฟาผามีขนาด 10, 15, 20 kA ตามลำดับ จงหา Ra วิธีทำ จากกราฟรูปที่ 13, ที่ความสูง 20 เมตร กระแส 10 kA อานรัศมี Ra ได 40 เมตร 15 kA อานรัศมี Ra ได 44 เมตร 20 kA อานรัศมี Ra ได 54 เมตร คำนวณหารัศมีการโจมตี Rs จากสูตร
√ÿª 1. วิ ธี ซี วี เ อ็ ม ของอิ ริ ก สั น ไม เ ป น เหตุ เ ป น ผลด ว ย เหตุผลหลายขอ ซึ่งมีการใชคาตัวประกอบความเขมใน การขยายที่เกินความเปนจริง 2. วิ ธี ซี วี เ อ็ ม ของอิ ริ ก สั น ให ค า ระยะโจมตี ที่ มี ค า มากกวา 1 อันดับคือใหญกวาขนาดที่วัดไดจริง 3. วิธขี องซีวีเอ็ม / เอ็ฟไอเอ็ม ซึ่งใชหลักการของ อิริกสันและใชสูตรเดียวกันในการสรางกราฟพาราโบลา ซึ่งวิธีของอิริกสันมีขอบกพรองแลวดังนั้นวิธีนี้ก็จะใชไมได เชนเดียวกัน 4. วิ ธี ก ารสร า งกราฟตามมาตรฐาน NZS/AS 1768-1991 นั้นในมาตรฐานใหม NZS/AS 1768-2003 ไดยกเลิกวิธีการของซีวีเอ็มแลว เอกสารอางอิง 1. Abdul M.Mousa, Validity of the collection volumes method / Field intensification Method for the placement of lightning rods on buildings, abdul. mousa @ be hydro.bc.ca 2. A.J. Surtees, Active lightning protection systems and a means of calculating the protective area, Erico Inc. Cleveland, Ohio. 3. F D’Alessandro and N.I. Petrov, Field study on the interception efficiency of lightning protection systems and comparison with models, Pro. R. Sic. A 2006 402, 1365 1386 cloi : 10.1098/rspa.2008.1625 4. Dr.F D’Alessandrao, A. modern perspective on direct strike lightning protection, Erico, Australia 5. NZS/AS 1768-1991, Lightning Protection
ประวัติผูเขียน
รูปที่ 14 การสรางกราฟโดยใชคา Ra และคารัศมีการโจมตีที่ เปนฟงกชั่นของกระแส
32
นายวิวัฒน กุลวงศวิทย ตำแหน ง ประธานวิ ช าสาขา วิศวกรรมไฟฟา วสท. ป 2551-2553 ผลงานดานวิชาการ เขียนตำรา เชิงวิชาชีพวิศวกรรมไฟฟาทั้งหมด 12 เลม (ป 2552)
Power Engineering & Power Electronics ‰øøÑ“°”≈—ß·≈–Õ‘‡≈Á°∑√Õπ‘° å°”≈—ß
º».∂“«√ Õ¡μ°‘μμ‘Ï §≥–«‘»«°√√¡»“ μ√å ¡À“«‘∑¬“≈—¬»√’ª∑ÿ¡
¡Õ‡μÕ√åå ·≈·≈–– °“√§«∫§ÿ¡ ¡Õ‡μÕ√ ∫∑§—¥¬àÕ บทความนี้ ท ำให ท ราบรหั ส อั ก ษรของมอเตอร , ตัวประกอบใชงาน, กระแสโหลดเต็มของมอเตอร, สาย วงจรยอยของมอเตอร, อุปกรณปองกันฟอลตลงดินและ ลัดวงจรของวงจรยอยของมอเตอร, อุปกรณปองกันโหลด เกินของมอเตอร, กระแสยึดโรเตอร เพื่อใหถูกตองตาม ขอกำหนดและเกิดความปลอดภัย มอเตอร ไ ฟฟ า กระแสสลั บ เป น อุ ป กรณ ไ ฟฟ า ที่ นิ ย มใช อ ย า งแพร ห ลายทั้ ง ในวงการอุ ต สาหกรรม, พาณิชยกรรม และที่อยูอาศัย การที่จะนำมอเตอรมาใชงานใหเกิดประสิทธิภาพ และเกิดความปลอดภัยไดนั้น จะตองทราบถึงพื้นฐาน การติดตั้งมอเตอรและการควบคุมมอเตอรเปนอยางนอย
Àâ“¢—ÈπμÕπ„π√–∫∫‰øøÑ“ ”À√—∫¡Õ‡μÕ√å ปกติแลวอุณหภูมิในการทำงานของมอเตอรเปน ตั ว ชี้ ถึ ง อายุ ที่ ค าดไว เนื่ อ งจากคุ ณ สมบั ติ ข องฉนวน ภายในมอเตอรขึ้นอยูกับเวลาและอุณหภูมิ ระดับชั้นของ ฉนวนแบ ง ตามอุ ณ หภู มิ ฉ นวนทนได แ ละอุ ณ หภู มิ ที่ เพิ่ ม ขึ้ น โดยใช ง านที่ ภ าวะอากาศแวดล อ มมี อุ ณ หภู มิ ไมเกิน 40oC แสดงในตารางที่ 1
ตารางที่ 1 ระดับชั้นฉนวนและระดับชั้นอุณหภูมิ ระดับ อุณหภูมิที่ฉนวนทนได ชั้นฉนวน (oC) A E B F H N R S C
105 120 130 155 180 200 220 240 มากกวา 240
อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น (oC) 55 65 80 105 125 -
หากมีมอเตอร 10 แรงมา 3 เฟส 380 โวลต ชนิ ด โรเตอร ก รงกระรอกที่ มี ร หั ส อั ก ษร F และ ตัวประกอบใชงาน (service factor) เปน 1.15 โดยรับ ไฟฟาจากแผงไฟฟาหลักที่หางจากตัวมอเตอร 18 เมตร มอเตอรควบคุมไดดวยมือโดยปุม “ทำงาน-หยุด” ในชุด ควบคุมมอเตอรและมีปุม “หยุด” ระยะไกลที่อยูหางจาก ชุ ด ควบคุ ม มอเตอร 15 เมตร ตามรู ป ที่ 1 ทั้ ง นี้ ชุดควบคุมมอเตอรมีอุปกรณปองกันโหลดเกินสำหรับ มอเตอร °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
33
2. À“¢π“¥ “¬«ß®√¬àÕ¬¢Õß¡Õ‡μÕ√å สายวงจรยอยที่จายใหมอเตอรตัวเดียวกรณีที่ใช งานตอเนื่อง ตองมีขนาดกระแสไมนอยกวา 125% ของ กระแสโหลดเต็มของมอเตอรตามรูปที่ 2 โดยมีขนาด ไมเล็กกวา 1.5 ตร.มม.
รูปที่ 1 ตัวอยางไดอะแกรมเสนเดี่ยวในระบบไฟฟา สำหรับมอเตอร
ในการดำเนินการระบบไฟฟาสำหรับมอเตอรใหทำ เป น ห า ขั้ น ตอนตามลำดั บ ตั้ ง แต ห ากระแสไฟฟ า และ สายไฟฟาไปจนถึงอุปกรณปองกันดังนี้
1. ¢—È π μÕπ∑’Ë 1 : À“°√–· ‚À≈¥‡μÁ ¡ ¢Õß ¡Õ‡μÕ√å‡æ◊ËÕ„™â „π°“√§”π«≥ ในกรณีที่ไมใชกระแสโหลดเต็มของมอเตอรจาก เนมเพลต ใหหากระแสโหลดเต็มจากการคำนวณจาก ประสิทธิภาพของมอเตอร เชน มอเตอรมีประสิทธิภาพ 88% โดยตัวประกอบกำลัง 0.8 ทำไดดังนี้
รูปที่ 2 สายวงจรยอยของมอเตอร โดยมีชุดควบคุมและสวิตชปลดวงจร
ขนาดกระแสไฟฟ า ของสายวงจรย อ ยอย า งน อ ย = 16.1x1.25 = 20.2 แอมป กรณีที่เดินสายรอนทอ จะใชสายทองแดง THW ขนาด 4 ตร.มม. ซึ่งทนกระแสไฟฟาได 24 แอมป ทั้งนี้หากมอเตอรมีการทำงานไมตอเนื่อง จะตอง มีขนาดกระแสไฟฟาไมต่ำกวาคารอยละจากพิกัดกระแส ไฟฟาบนเนมเพลตของมอเตอรตามตารางที่ 2
ตารางที่ 2 ขนาดกระแสไฟฟาของสายไฟฟาสำหรับมอเตอรที่ใชงานไมตอเนื่อง (เปน % ของพิกัดกระแสไฟฟาบนเนมเพลต)
34
การใชงานของมอเตอร
ใชงาน 5 นาที
ใชงาน 15 นาที
30 และ 60 นาที
ตอเนื่อง
ระยะสั้น เชน เปด-ปดวาลว เปนระยะ เชน ลิฟต เปนคาบ เชน หมุนลูกกลิ้ง เปลี่ยนแปลง
110% 85% 85% 110%
120% 85% 90% 120%
150% 90% 95% 150%
140% 140% 200%
3. À“¢π“¥Õÿª°√≥åªÑÕß°—πøÕ≈μå≈ߥ‘π·≈–≈—¥«ß®√¢Õß«ß®√¬àÕ¬¢Õß¡Õ‡μÕ√å อุปกรณปองกันฟอลตลงดินและลัดวงจรของวงจร ตารางไมตรงกับมาตรฐานของอุปกรณปองกันใหใชขนาด ยอยของมอเตอร จะตองทนกระแสสตารตของมอเตอร มาตรฐานทีส่ ูงถัดไป ได โดยมีขนาดไมเกินคาในตารางที่ 3 ทั้งนี้หากคาใน ตารางที่ 3 ขนาดสูงสุดของอุปกรณปองกันการลัดวงจรและรั่วลงดินของวงจรยอยมอเตอร (เปน % ของกระแสโหลดเต็ม) ฟวสชนิด ทำงานไว หนวงเวลา
ชนิดมอเตอร 1 เฟส ไมมีรหัสอักษร 1 เฟสทั้งหมด, 3 เฟสโรเตอรกรงกระรอก และซิงโครนัส ซึ่งเริ่มเดินโดยรับแรงดันไฟฟาเต็มที่ หรือผานตัวตานทาน หรือรีแอกเตอร - ไมมีรหัสอักษร - รหัสอักษร F ถึง V - รหัสอักษร B ถึง E - รหัสอักษร A โรเตอรกรงกระรอก และซิงโครนัส ซึ่งเริ่มเดินโดยผาน หมอแปลงแบบออโต • ไมเกิน 30 แอมป - ไมมีรหัสอักษร • เกิน 30 แอมป - ไมมีรหัสอักษร - รหัสอักษร F ถึง V - รหัสอักษร B ถึง E - รหัสอักษร A โรเตอรกรงกระรอก • ไมเกิน 30 แอมป - ไมมีรหัสอักษร • เกิน 30 แอมป - ไมมีรหัสอักษร โรเตอรพันดวยขดลวด - ไมมีรหัสอักษร มอเตอรกระแสตรง (แรงดันไฟฟาคงที่) • ไมเกิน 50 แรงมา - ไมมีรหัสอักษร • เกิน 50 แรงมา - ไมมีรหัสอักษร
หมายเหตุ รหัสอักษร A รหัสอักษร B ถึง E รหัสอักษร F ถึง V ไมมีรหัสอักษร
: : : :
เซอรกิตเบรกเกอรชนิด ปลดทันที เวลาผกผัน
300%
175%
700%
250%
300% 300% 250% 150%
175% 175% 175% 150%
700% 700% 700% 700%
250% 250% 200% 150%
250% 200% 250% 200% 150%
175% 175% 175% 175% 150%
700% 700% 700% 700% 700%
200% 200% 200% 200% 150%
250% 200%
175% 175%
700% 700%
250% 200%
150%
150%
700%
150%
150% 150%
150% 150%
250% 175%
150% 150%
เควีเอตอแรงมาขณะยึดโรเตอร = 3.14 ลงมา เควีเอตอแรงมาขณะยึดโรเตอร = 3.15 – 4.99 เควีเอตอแรงมาขณะยึดโรเตอร = 5.00 ขึ้นไป มอเตอรไมเกิน 0.5 แรงมา, มอเตอรผลิตกอนกำหนดรหัสอักษร
ขนาดของอุปกรณปองกัน หากเปนเซอรกิตเบรกเกอรชนิดเวลาผกผัน = 16.1x2.50 = 40.3 แอมป ดังนั้นขนาดของอุปกรณปองกันที่ใชสูงถัดไปคือ 50 แอมป
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
35
4. À“æ‘°—¥ ”À√—∫ «‘μ™åª≈¥«ß®√¡Õ‡μÕ√å สวิ ต ช ป ลดวงจรมอเตอร จ ะต อ งมี ข นาดกระแส อยางนอย 115% ของกระแสโหลดเต็มของมอเตอร ขนาดของสวิตชปลดวงจร = 16.1x1.15 = 18.52 แอมป ดังนั้นขนาดของสวิตชปลดวงจรที่ใชจะเปน 20 แอมป สวิ ต ช ป ลดวงจรมอเตอร ต อ งอยู ใ นตำแหน ง ที่ มองเห็นไดจากมอเตอรและเครื่องจักร กรณีที่สวิตชปลด วงจรแตละตัวของชุดควบคุมสามารถล็อกไดในตำแหนง เปดวงจร ก็ไมจำเปนตองใชอุปกรณปลดวงจรมอเตอร ทั้งนี้สวิตชปลดวงจรของชุดควบคุมจะตองอยูในตำแหนง ที่มองเห็นไดจากชุดควบคุม โดยอยูในสายตาและหาง ไมเกิน 15 เมตรตามรูปที่ 3
ตารางที่ 4 อุปกรณปองกันโหลดเกิน (คิดเปน % ของพิกัดกระแสโหลดเต็มที่) ลักษณะมอเตอร
อุปกรณปองกัน กระแสเกิน
รีเลยโหลดเกิน
มอเตอรที่ ตัวประกอบใชงาน > 1.15
125%
140%
มอเตอรที่ อุณหภูมิเพิ่ม < 40 °C
125%
140%
มอเตอรอื่น ๆ
115%
130%
ดังนั้นอุปกรณปองกันโหลดเกิน = 16.1x1.25 = 20.2 แอมป กรณีที่รีเลยโหลดเกินที่เลือกตามขนาดอุปกรณ ปองกันโหลดเกิน มีคาไมเพียงพอตอการสตารตมอเตอร ก็ยินยอมใหใชรีเลยโหลดเกินขนาดที่สูงถัดไป แตตอง ไมเกิน 140% ของกระแสโหลดเต็มสำหรับมอเตอรที่มี ตัวประกอบใชงานไมนอยกวา 1.15 ดั ง นั้ น การป อ งกั น โหลดเกิ น ที่ ย อมได สู ง สุ ด = 16.1x1.40 = 22.5 แอมป รหัสอักษรจะอยูบนเนมเพลตของมอเตอร รูปที่ 4 แสดงตัวอยางเนมเพลตของมอเตอรที่ระบุกำลังดานเขา ขณะยึดโรเตอร (locked-rotor) ซึ่งเปนไปตามตารางที่ 5
รูปที่ 3 สวิตชปลดวงจรมอเตอรอยูในตำแหนง ที่มองเห็นไดจากมอเตอร
5. À“°“√ªÑÕß°—π‚À≈¥‡°‘π¢Õß«ß®√¬àÕ¬·≈– ¡Õ‡μÕ√å อุปกรณปองกันโหลดเกิน จะปองกันความรอนเกิน ของมอเตอรเนื่องจากโหลดเกินและการสตารตที่ลมเหลว โดยปกติแลวอุปกรณปองกันโหลดเกินของมอเตอรจะอยู ในชุดควบคุมมอเตอร ซึ่งมอเตอรที่มีตัวประกอบใชงาน ไมนอยกวา 1.15 นั้น ใหมีอุปกรณปองกันโหลดเกินเปน 125% ของกระแสโหลดเต็มของมอเตอรตามรูปที่ 2 และ ตารางที่ 4 รูปที่ 4 ตัวอยางเนมเพลตของมอเตอร
36
ตารางที่ 5 รหัสอักษรกำลังดานเขาของมอเตอร ขณะยึดโรเตอร รหัสอักษร A B C D E F G H J K L M N P R S T U V
kVA/Hp ขณะยึดโรเตอร 0 - 3.14 3.15 - 3.54 3.55 - 3.99 4.0 - 4.49 4.5 - 4.99 5.0 - 5.59 5.6 - 6.29 6.3 - 7.09 7.1 - 7.99 8.0 - 8.99 9.0 - 9.99 10.0 - 11.19 11.2 - 12.49 12.5 - 13.99 14.0 - 15.99 16.0 - 17.99 18.0 - 19.99 20.0 - 22.39 22.4 และสูงกวา
ตัวประกอบใชงานถือเปนความปลอดภัย ซึ่งกรณี ที่ผูผลิตมอเตอรระบุตัวประกอบใชงานของมอเตอรไวจะ หมายถึงมอเตอรตัวนั้นใชงานไดเกินแรงมาตามพิกัดโดย ไม เ กิ ด ความเสี ย หาย เช น มอเตอร 10 แรงม า ที่ มี ตั ว ประกอบใช ง านเป น 1.15 หมายถึ ง รองรั บ กระแส ไฟฟาจาก 11.5 แรงมาไดโดยไมทำใหฉนวนของมอเตอร เสียหาย อยางไรก็ตามมอเตอรสวนใหญจะระบุพิกัดการ ทำงานตอเนื่องและสามารถทำงานไดที่โหลดตามพิกัด ของมอเตอร ในชวงที่มอเตอรกำลังสตารตนั้น จะดึงกระแสสูง ที่เรียกวา “กระแสพุงเขา” (inrush current) กระแสพุงเขา ดังกลาวจะถูกเรียกเปนกระแสยึดโรเตอร (locked-rotor current - LRC) และสู ง เป น 4-10 เท า ของกระแส โหลดเต็มของมอเตอร ตารางที่ 3 ยินยอมใหเพิ่มคา เปอรเซ็นตของกระแสโหลดเต็มไดจนมอเตอรสตารตได สำเร็จขณะที่มีการปองกันกระแสเกินไดอยู
จากหาขั้นตอนขางตน สรุปการหาคาตาง ๆ ได ดังนี้ 1. กระแสโหลดเต็ม : ได 16.1 แอมป 2. สายวงจรย อ ยของมอเตอร : ได ส าย THW ขนาด 4 ตร.มม. 3. อุ ป กรณ ป อ งกั น หลั ก เป น เซอร กิ ต เบรกเกอร เวลาผกผัน : ได 50 แอมป 4. พิกัดสวิตชของมอเตอร : ได 20 แอมป 5. การปองกันโหลดเกินของมอเตอร : ได 20.2 แอมป การที่เซอรกิตเบรกเกอรที่ปองกันสาย THW 4 ตร.มม. ของวงจรยอยของมอเตอรคือ 50 แอมป และ ขนาดกระแสของสาย THW 4 ตร.มม. คือ 24 แอมป ในภาวะลัดวงจรหรือฟอลตลงดินจะเปดวงจรของอุปกรณ ปองกันกระแสเกิน 50 แอมปไดกอนที่จะเกิดความเสียหาย ขึ้น สวนในภาวะโหลดเกินซึ่งจะทำความเสียหายตอมอเตอร หรือสายไดนั้น ใชรีเลยปองกันโหลดเกินซึ่งปรับตั้งไวที่ 125% ของกระแสโหลดเต็มของมอเตอร ทำใหเพียงพอ ตอการปองกันสายและมอเตอรไดตามรูปที่ 5
รูปที่ 5 วงจรยอยของมอเตอรที่มีการปองกัน
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
37
™ÿ¥§«∫§ÿ¡·≈–ªÑÕß°—π¡Õ‡μÕ√å ชุดควบคุมในการติดตั้งมอเตอรคือ อุปกรณหรือ กลุมอุปกรณที่ใชในการควบคุมใหทำงานไดตามตองการ และปลอดภัย ชุดควบคุมอยางงายคือชุดสตารตมอเตอร แบบตอตรง โดยมีคอนแทกสามชุดที่ปดวงจรดวยชุดขดลวด (coil) ซึ่ ง เมื่ อ ขดลวดมี ไ ฟก็ จ ะดึ ง คอนแทกให ป ด วงจร
เพื่อจายไฟฟาไปยังโหลดคอนแทกของรีเลยโหลดเกินจะ ตออนุกรมกับขดลวดของชุดควบคุมมอเตอร ทั้งนี้หาก กระแสไฟฟาเกินคาที่ตั้งไวไหลผานรีเลยโหลดเกินก็จะ เปดวงจรควบคุมมอเตอร ทำใหมอเตอรปดตัวลงตาม รูปที่ 6
รูปที่ 6 ไดอะแกรมของคอนแทกโหลดเกินตออนุกรมกับขดลวด โดยมีชุดทริปในแตละเฟส
จำนวนและตำแหนงของชุดปองกันโหลดเกิน เชน รีเลยหรือขดลวดทริป จะขึ้นกับระบบไฟฟาที่จายให มอเตอรและชนิดของมอเตอรตามตารางที่ 6 ตารางที่ 6 จำนวนและตำแหนงของชุดปองกันโหลดเกิน ชนิดของมอเตอร
38
ระบบไฟฟา
จำนวนและตำแหนงของชุดปองกันโหลดเกิน เชน รีเลยหรือขดลวดทริป
AC 1 เฟส หรือ DC
AC 1 เฟส 2 สายหรือ DC ไมตอลงดิน
1 ชุดที่สายใดสายหนึ่ง
AC 1 เฟส หรือ DC
AC 1 เฟส 2 สายหรือ DC ที่ตอลงดิน
1 ชุดที่สายไมตอลงดิน
AC 1 เฟส หรือ DC
AC 1 เฟส 3 สายหรือ DC ที่ตอลงดิน
1 ชุดที่สายไมตอลงดินสายใดสายหนึ่ง
AC 1 เฟส
3 เฟส
1 ชุดที่สายไมตอลงดิน
AC 2 เฟส
AC 2 เฟส 3 สาย ที่ไมตอลงดิน
2 ชุด, หนึ่งชุดตอเฟส
AC 2 เฟส
AC 2 เฟส 3 สาย, ตอลงดินหนึ่งสาย
2 ชุดที่สายไมตอลงดิน
AC 2 เฟส
AC 2 เฟส 4 สาย, ตอหรือไมตอลงดิน
2 ชุด, หนึ่งชุดตอเฟสที่สายไมตอลงดิน
AC 2 เฟส
AC 2 เฟส 5 สาย ที่ไมตอลงดิน
2 ชุด, หนึ่งชุดตอเฟสที่สายเฟสไมตอลงดิน
AC 3 เฟส
3 เฟส
3 ชุด, หนึ่งชุดตอเฟส
Power Engineering & Power Electronics ‰øøÑ“°”≈—ß·≈–Õ‘‡≈Á°∑√Õπ‘° å°”≈—ß
ΩÉ“¬«‘®—¬·≈–æ—≤π“ °“√‰øøÑ“π§√À≈«ß
°√≥’»÷°…“¥â“π§ÿ≥¿“æ‰øøÑ“ º≈°√–∑∫¢Õߌ“√å¡Õπ‘°μàÕ√–∫∫ªÑÕß°—π¢Õ߇§√◊ËÕß°”‡π‘¥‰øøÑ“ 1. ¢âÕ¡Ÿ≈‡∫◊ÈÕßμâπ
รูปที่ 1 ผังระบบไฟฟาภายในโรงละคร
โรงละครแห ง หนึ่ ง มี ก ารติ ด ตั้ ง อุ ป กรณ ห รี่ ไ ฟ (Dimmer) เปนจำนวนมากเพื่อใชสำหรับควบคุมแสงไฟ ที่สองสวางไปบนเวทีแสดง และโรงละครนี้ยังไดติดตั้ง เครื่องกำเนิดไฟฟาเพื่อทำหนาที่สำรองจายไฟในกรณีเกิด ไฟฟาดับจากภายนอก โดยเครื่องกำเนิดไฟฟานี้จะไมตอ ขนานกับระบบของการไฟฟา โหลดสวนที่มีความสำคัญ ภายในโรงละครรวมทั้งวงจรของอุปกรณหรี่ไฟจะติดตั้ง รวมอยูใน Emergency Distribution Board (EDB) โหลดเหลานี้สามารถเลือกรับไฟจากการไฟฟาหรือเครื่อง กำเนิดไฟฟาอยางใดอยางหนึ่งผาน Automatic Transfer Switch (ATS) และที่เครื่องกำเนิดไฟฟามีการติดตั้ง Earth Fault Relay อยูภายในตู Generator Control Panel (GCP) เพื่อตรวจจับและปองกันความเสียหายที่ อาจเกิดกับเครื่องกำเนิดไฟฟากรณีที่เกิดลัดวงจรลงดิน รายละเอี ย ดระบบไฟฟ า ในโรงละครแสดงในรู ป ที่ 1 (หมายเหตุ เสน 3L แทนสายตัวนำ 3 เฟส เสน N แทนสายนิวทรอล และเสน G แทนสายดิน)
2. ªí≠À“·≈–º≈°√–∑∫ ในชวงที่โรงละครรับไฟจากการไฟฟา ระบบทุก อย า งทำงานเป น ปกติ ไ ม เ กิ ด ป ญ หาใด ๆ แต ใ นช ว งที่ เปลี่ยนไปรับไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟาและหากขณะนั้นมี การใชงานอุปกรณประเภท Dimmer เปนจำนวนมาก จะ เกิดปญหาระบบปองกันการลัดวงจรลงดิน (Earth Fault Protection) ของเครื่องกำเนิดไฟฟาทำงานผิดพลาดโดย สั่งปลดวงจร Circuit Breaker ที่ตู GCP ทั้งที่ไมไดเกิด เหตุการณลัดวงจรลงดินแตอยางใด อาจสงผลใหเกิด ไฟฟาดับในขณะที่มีการแสดงได
3. ¡Ÿ≈§à“§«“¡‡ ’¬À“¬ ความเสียหายที่เกิดจาก Circuit Breaker ของ เครื่ อ งกำเนิ ด ไฟฟ า ปลดวงจรนั้ น ประเมิ น เป น มู ล ค า ได ค อ นข า งยาก เนื่ อ งจากไม ไ ด เ กิ ด ความเสี ย หายขึ้ น กั บ อุปกรณหรือสินคาแตอยางใด แตเปนความเสียหายในแง
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
39
ภาพลักษณการใหบริการของโรงละครโดยเฉพาะหาก เกิดไฟฟาดับในระหวางการแสดง แตหากจะประมาณ มูลคาความเสียหายจากการเสียโอกาสในการแสดงไป หนึ่งรอบหากเกิดเหตุการณไฟฟาดับขึ้น และตองชดเชย ใหกับผูชมโดยใหเขาชมการแสดงใหมในรอบอื่น ๆ กรณี นี้จะประเมินคาความเสียหายไดจาก มูลคาบัตรเขาชม การแสดง X จำนวนที่นั่งตอรอบ = 1,000 X 1,000 = 1,000,000 บาท ตอเหตุการณไฟฟาดับ
สำหรับหลักการทำงานของ Earth Fault Relay ซึ่ ง ทำหน า ที่ ต รวจจั บ การเกิ ด ลั ด วงจรลงดิ น (Earth Fault) นั้น ใชวิธีตรวจสอบผลรวมของกระแสในสายเฟส ทั้ง 3 เสนและสายนิวทรอลดังแสดงในรูปที่ 4 ในสภาวะ ปกติกระแส I ซึ่งเปนผลรวมของกระแสที่ไหลในสาย เฟสทั้งสามเสนและสายนิวทรอลจะมีคาเปนศูนย แตเมื่อ เกิด Earth Fault กระแส I จะมีคาไมเปนศูนยทำให รีเลยสามารถตรวจจับการเกิด Earth Fault ได
4. “‡Àμÿ¢Õߪí≠À“ Dimmer เปนอุปกรณที่สรางกระแสฮารมอนิก ที่ 3 เปนปริมาณมาก พิจารณาไดจากผลการวัดกระแส ของวงจรที่จายไฟใหกับชุด Dimmer ดังแสดงในรูปที่ 2 เนื่องจากธรรมชาติของกระแสฮารมอนิกที่ 3 มีลักษณะ เปน Zero Sequence คือกระแสฮารมอนิกที่ 3 ซึ่งไหล ในแต ล ะเฟสของระบบไฟฟ า 3 เฟสจะมี เ ฟสตรงกั น และจะไม หั ก ล า งกั น เมื่ อ ไหลมารวมกั น ที่ จุ ด นิ ว ทรอล รูปที่ 4 Diagram แสดงการทำงานของ Earth Fault Relay เหมือนกระแสโหลดทั่วไปที่มีความถี่ 50 Hz แตจะรวม และเสริมกันทำใหมีปริมาณกระแสไหลในสายนิวทรอล อย า งไรก็ ต ามระบบไฟฟ า แรงต่ ำ ภายในอาคาร เพิ่มขึ้นมาก (พิจารณารูปที่ 3) แหงนี้มีการเชื่อมตอ Neutral Bus และ Ground Bus ที่ตู MDB (Main Distribution Board) เขาดวยกัน นอกจากนั้นที่จุดนิวทรอลของเครื่องกำเนิดไฟฟาก็ตอลง ดินดวยเชนกัน ซึ่งในกรณีนี้แมในสภาวะการจายไฟปกติ ซึ่งโหลดในแตละเฟสมีความไมสมดุลกัน ก็จะมีกระแส ไหลทั้งในสายนิวทรอลและสายดินดวย แตมีปริมาณไม มากนัก ดังนั้น Earth Fault Relay จึงตองตั้งคาในการ ทำงานเมื่อเกิด ความแตกตางของกระแสในระดับหนึ่ ง เพื่อปองกันการทำงานผิดพลาดในสภาวะการจายโหลด ปกติที่มีความไมสมดุล โดยทั่วไปจะตั้งให Relay ทำงาน เมื่ อ มองเห็ น ความแตกต า งของกระแสประมาณ 20รูปที่ 2 รูปคลื่นและ Harmonic Spectrum ของกระแส 30% ของกระแส Full Load ซึ่งในกรณีนี้ตั้งคาไวที่ โหลดในวงจรที่จายไฟใหชุด Dimmer 600 A
5. °“√«‘‡§√“–Àåªí≠À“ การวิ เ คราะห ส าเหตุ ข องป ญ หาที่ ท ำให Earth Fault Relay สั่งปลดวงจร Circuit Breaker นั้นจำเปน ตองพิจารณาการไหลของกระแสในแตละกรณี โดยแยก เป น กรณี ต า ง ๆ คื อ การไหลของกระแสโหลดปกติ (50 Hz) การไหลของกระแสลัดวงจรเมื่อเกิด Earth Fault และการไหลของกระแสฮารมอนิกที่ 3 ซึ่งเกิดจาก Dimmer
40
รูปที่ 3 การรวมกันของกระแสฮารมอนิกที่ 3 ในสายนิวทรอล
5.1 การไหลของกระแสโหลดปกติ (50 Hz) ถากระแสโหลดปกติ (50 Hz) มีความสมดุลกัน ในแตละเฟส จะไมมีกระแสไหลกลับในสายนิวทรอลและ ในสายดิน (รวมทั้ง Earth Loop) แตหากกระแสโหลด ปกติไมสมดุล จะมีกระแสไหลกลับโดยแบงไหลทั้งใน สายนิ ว ทรอลและในสายดิ น (รวมทั้ ง Earth Loop) ดังแสดงในรูปที่ 5 กระแสที่ ไ หลในสายดิ น จะทำให Earth Fault Relay ตรวจจั บ ได ว า ผลรวมของกระแสไม เ ป น ศู น ย คลายเกิด Earth Fault อยางไรก็ตาม Earth Fault Relay ตั้งคาการทำงานไวที่ 600 A นั่นคือผลรวมของ กระแสในทั้ง 3 เฟสและนิวทรอลตองมีคาเกินกวา 600 A รีเลยจึงจะสั่งปลดวงจร ดังนั้นในกรณีการจายโหลด ปกติ ที่ ค วามไม ส มดุ ล ของกระแสโหลดมี ค า ไม สู ง นั ก Earth Fault Relay จะไมสั่งปลดวงจรเนื่องจากความ แตกตางของกระแสที่ Relay ตรวจจับไดมีคาไมเกินคา Setting นั่นเอง
ตรวจจับความแตกตางของกระแสปริมาณมากได และมี คาเกินกวาคา Setting จึงสั่งปลดวงจรเซอรกิตเบรกเกอร เพื่อปองกันความเสียหายที่อาจเกิดกับเครื่องกำเนิดไฟฟา ซึ่ ง เป น การทำงานที่ ถู ก ต อ งของ Earth Fault Relay ดังแสดงในรูปที่ 6
รูปที่ 6 Diagram แสดงการไหลของกระแสลัดวงจร ในขณะเกิด Earth Fault
5.3 การไหลของกระแสฮารมอนิกที่ 3 ซึ่งเกิด จาก Dimmer เมื่ อ คำนึ ง ถึ ง การไหลของกระแสฮาร ม อนิ ก จะ พิจารณาโหลดที่สรางฮารมอนิก (Dimmer) เปนแหลง กำเนิดกระแสฮารมอนิก โดย Dimmer จะสรางกระแส ฮารมอนิกที่ 3 ซึ่งมีลักษณะเปน Zero Sequence เปน ปริมาณมาก กระแสนี้จะไหลยอนไปตามสายเฟสกลับไป ยั ง เส น ทางที่ มี อิ ม พี แ ดนซ ต่ ำ ที่ สุ ด ซึ่ ง ก็ คื อ เครื่ อ งกำเนิ ด ไฟฟ า กระแสฮาร ม อนิ ก ที่ 3 จะไม หั ก ล า งกั น ที่ จุ ด รูปที่ 5 Diagram แสดงการไหลของกระแสโหลดปกติ (50 Hz) นิ ว ทรอลของเครื่ อ งกำเนิ ด ไฟฟ า แต จ ะรวมกั น และมี ขนาดเพิ่มขึ้นเปน 3 เทา และกระแสฮารมอนิกนี้จะไหล 5.2 การไหลของกระแสลั ด วงจรในขณะเกิ ด กลับไปยังแหลงกำเนิด (ในที่นี้คือ Dimmer) โดยแบง ไหลผานสายนิวทรอลและสายดิน (รวมทั้ง Earth Loop) Earth Fault เมื่อเกิด Earth Fault ขึ้นกระแสลัดวงจรจะไหล ดังแสดงในรูปที่ 7 กลั บ มายั ง จุ ด นิ ว ทรอลของเครื่ อ งกำเนิ ด ไฟฟ า ผ า น เสนทางตาง ๆ โดยเสนทางที่มีอิมพีแดนซต่ำที่สุดจะมี กระแสไหลผานมากที่สุด ดังนั้นกระแสลัดวงจรสวนมาก จะไหลกลั บ มาที่ จุ ด ต อ ลงดิ น ของเครื่ อ งกำเนิ ด ไฟฟ า ที่ ตู GCP (Generator Control Panel) เนื่ อ งจากมี อิมพีแดนซต่ำที่สุด แตอาจมีกระแสลัดวงจรสวนนอยไหล กลับสูเครื่องกำเนิดไฟฟาผานจุดตอลงดินที่ตู MDB ดวย ทั้งนี้เนื่องจากกระแสลัดวงจรสวนใหญไหลผานดิน มาขึ้นที่จุดตอลงดินของเครื่องกำเนิดไฟฟาโดยตรง จึงมี กระแสไหลในสายนิวทรอลของเครื่องกำเนิดไฟฟาเพียง รูปที่ 7 Diagram แสดงการไหลของกระแสฮารมอนิกที่ 3 ซึ่งเกิดจาก Dimmer เล็กนอยเทานั้น ทำให Earth Fault Relay สามารถ °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
41
ปริมาณกระแสที่ไหลผานสายดิน (รวมทั้ง Earth Loop) จะเพิ่มขึ้นมาก จนทำให Earth Fault Relay มองเห็นความแตกตางของกระแสเกินกวาคา Setting จึ ง เข า ใจผิ ด พลาดว า เป น Earth Fault และสั่ ง ปลด เซอรกิตเบรกเกอรปลดวงจร
6. ·π«∑“ß°“√·°âªí≠À“ แนวทางการแก ป ญ หาที่ Earth Fault Relay ทำงานผิดพลาดเนื่องจากมีกระแสฮารมอนิกที่ 3 ไหลใน ระบบ ทำไดโดยการบล็อกเสนทางการไหลของกระแสใน สายดินและ Earth Loop โดยเปลี่ยนไปใช ATS ชนิด 4 Pole แทน ATS เดิมที่เปนชนิด 3 Pole เพื่อควบคุมให กระแสโหลดปกติ (50 Hz) และกระแสฮารมอนิกที่ 3 ไหลสู เ ครื่ อ งกำเนิ ด ไฟฟ า ผ า นสายนิ ว ทรอลที่ เ ชื่ อ มต อ ระหวางตู GCP และตู EDB เทานั้นและไมไหลผาน จุดตอลงดินของเครื่องกำเนิดไฟฟา (ที่ตู GCP) จะมี เพียงแตกระแสลัดวงจรขณะเกิด Earth Fault เทานั้นที่ ไหลกลับสูเครื่องกำเนิดไฟฟาผานจุดตอลงดินของเครื่อง กำเนิดไฟฟา และจะไมไหลผานสายนิวทรอลที่เชื่อมตอ ระหวางตู GCP และตู EDB การเปลี่ยนไปใช ATS ชนิด 4 Pole เปนการเพิ่ม สวิตชเขาไปอีกตัวหนึ่งเพื่อแยกระบบสายนิวทรอลออก จากกันระหวางดานที่รับไฟจากการไฟฟา และดานที่รับ ไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟา นอกเหนือจากระบบเดิมที่มี สวิตชเพียง 3 ตัวสำหรับแยกสายเฟสทั้ง 3 ออกจากกัน นอกจากนั้นยังตองปลดสายดินที่เชื่อมตอระหวางตู GCP และตู EDB ออกจากกันดวย เพื่อปองกันการไหลของ กระแสในสายดินในกรณีกระแสโหลดปกติ (50 Hz) และกระแสฮารมอนิกที่ 3 (ดังแสดงในรูปที่ 8)
ในกรณีกระแสโหลดปกติ (50 Hz) ATS ชนิด 4 Pole สามารถบล็อกการไหลของกระแสโหลดที่ไหลกลับ ไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟาผานสายดินและ Earth Loop ได (ดังแสดงในรูปที่ 9) ทำใหสามารถตั้งคาการทำงาน ของ Earth Fault Relay ใหตรวจจับการเกิด Earth Fault ได ไ วยิ่ ง ขึ้ น โดยกระแสโหลดปกติ จ ะไม ส ง ผล รบกวนการทำงานของ Earth Fault Relay
รูปที่ 9 การไหลของกระแสโหลดปกติ (50 Hz) ในระบบที่ใช ATS ชนิด 4 Pole
ในกรณีกระแสลัดวงจรเมื่อเกิด Earth Fault นั้น ATS ชนิด 4 Pole จะบล็อกการไหลของกระแส Earth Fault ที่อาจไหลกลับมายังเครื่องกำเนิดไฟฟาผานสาย นิวทรอล ทำใหกระแส Earth Fault ทั้งหมดไหลกลับ มายังเครื่องกำเนิดไฟฟาที่จุดตอลงดินของเครื่องกำเนิด ไฟฟาเทานั้น (ดังแสดงในรูปที่ 10) นั่นคือ Earth Fault Relay จะมองเห็นความแตกตางของกระแสจำนวนมาก และสั่งปลดวงจรอยางรวดเร็วเมื่อเกิด Earth Fault
รูปที่ 10 การไหลของกระแสลัดวงจรขณะเกิด Earth Fault ในระบบที่ใช ATS ชนิด 4 Pole รูปที่ 8 ผังระบบไฟฟาเมื่อเปลี่ยนมาใช ATS ชนิด 4 Pole
42
และในกรณีกระแสฮารมอนิก ATS ชนิด 4 Pole จะบล็อกไมใหกระแสฮารมอนิกที่ 3 ไหลในสายดินและ Earth Loop ได แตจะจำกัดใหกระแสเหลานี้ไหลในสาย เฟสและสายนิวทรอลเทานั้น (ดังแสดงในรูปที่ 11) สง ผลใหไมวาจะมีกระแสฮารมอนิกที่ 3 ไหลในระบบมาก เทาใด ก็จะไมสงผลรบกวนการทำงานของ Earth Fault Relay ได เนื่องจาก Earth Fault Relay ยังคงมองไม เห็นความแตกตางของกระแสนั่นเอง
8. √ÿª
ปญหา Earth Fault Relay ของเครื่องกำเนิด ไฟฟ า สั่ ง ปลดวงจรผิ ด พลาดในขณะที่ มี ก ารใช ง าน Dimmer เปนจำนวนมากนั้น มีสาเหตุมาจากกระแส ฮารมอนิกที่ 3 ปริมาณมากซึ่งเกิดจากการทำงานของ Dimmer โดยกระแสเหล า นี้ จ ะไม หั ก ล า งกั น ในสาย นิวทรอลเหมือนกรณีกระแสโหลด 50 Hz ทั่วไป แตจะ รวมและเสริมกันที่จุดนิวทรอล ประกอบการเชื่อมตอของ ระบบสายนิ ว ทรอลและระบบสายดิ น ที่ ไ ม เ หมาะสม ทำใหมีกระแสไหลในสายนิวทรอลและสายดิน (รวมทั้ง Ground Loop) เพิ่มขึ้นมากแมในภาวะโหลดปกติที่ไมได เกิด Earth Fault จนทำใหคาความแตกตางของกระแสที่ Earth Fault Relay ตรวจจับไดมีคาเกินกวาคา Setting ของตัวรีเลย จึงทำใหเขาใจผิดพลาดวาเกิด Earth Fault และสั่งปลดวงจร การแกปญหาสามารถทำไดโดยการ เปลี่ยนไปใช ATS ชนิด 4 Pole แทน ATS เดิมที่เปน รูปที่ 11 การไหลของกระแสฮารมอนิกที่ 3 ซึ่งเกิดจาก ชนิด 3 Pole เพื่อควบคุมใหกระแสในสภาวะจายโหลด Dimmer ในระบบที่ใช ATS ชนิด 4 Pole ปกติไหลแตในระบบสายตัวนำ 3 เฟสและสายนิวทรอล เทานั้นโดยไมไหลในระบบสายดิน อันเปนสาเหตุที่ทำให 7. §à“„™â®à“¬„π°“√·°âªí≠À“ ระบบ Earth Fault Protection ของเครื่องกำเนิดไฟฟา ATS ชนิด 4 Pole พรอมอุปกรณประกอบ พิกัด ทำงานผิดพลาด กระแส 1,200 A มีราคาประมาณ 200,000 บาท ซึ่ง ราคาสูงกวา ATS ชนิด 3 Pole ที่พิกัดกระแสเดียวกัน ประมาณ 30,000 บาท ทั้งนี้ราคาดังกลาวยังไมรวม ค า ใช จ า ยในการเดิ น สายและแก ไ ขระบบไฟฟ า ส ว นที่ เกี่ยวของ
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
43
Power Power Engineering Engineering & Power Electronics ‰øøÑ“°”≈—ß ·≈–Õ‘‡≈Á°∑√Õπ‘° å°”≈—ß
𓬰‘μμ‘°√ ¡≥’ «à“ß °Õß«‘®—¬ ΩÉ“¬«‘®—¬·≈–æ—≤π“√–∫∫‰øøÑ“ °“√‰øøÑ“ à«π¿Ÿ¡‘¿“§
°“√ª√–‡¡‘π ¡√√∂π–¢Õß°—∫¥—°‡ ‘√å® ¿“¬À≈—ß°“√μ‘¥μ—Èß„™âß“π ∫∑π” กับดักเสิรจ (Surge Arrester) จัดเปนอุปกรณ ไฟฟ า ที่ มี ค วามสำคั ญ ในการป อ งกั น และช ว ยลดทอน ขนาดของแรงดันไฟฟาเกินเนื่องจากเสิรจที่เกิดขึ้นไมให เกินขีดความคงทนทางดานฉนวนของอุปกรณไฟฟาชนิด ต า ง ๆ กั บ ดั ก เสิ ร จ ส ว นใหญ ที่ ติ ด ตั้ ง ใช ง านในระบบ จำหนายในปจจุบันเปนกับดักเสิรจที่มีเปลือกฉนวนเปน Polymer ชนิด Metal Oxide Arrester ซึ่งไมมีชองวาง อากาศ (Gap less) จึงทำใหกับดักเสิรจชนิดนี้ถูกตอใช งานอยูในระบบไฟฟาตลอดเวลา และดวยฟงกชันการ ทำงานที่มุงเนนการลดทอนแรงดันเกินจากเสิรจที่ไหลเขา มาในระบบไฟฟา จึงทำใหเมื่อเกิดการชำรุดของกับดัก เสิรจ ผูปฏิบัติงานจึงมักสันนิษฐานวาเกิดจากเสิรจฟาผา แต ใ นความเป น จริ ง แล ว กั บ ดั ก เสิ ร จ สามารถชำรุ ด เนื่องจากการใชงานในสภาพปกติได โดยมีปจจัยตาง ๆ เป น ตั ว เร ง เช น ระยะเวลาในการติ ด ตั้ ง ใช ง าน การดิสชารจกระแสเสิรจ สภาพแวดลอม ระดับมลภาวะ และคุณภาพในการผลิต เปนตน ปจจัยดังกลาวจะทำให
กับดักเสิรจมีกระแสรั่ว กำลังไฟฟาสูญเสียและอุณหภูมิที่ สูงเพิ่มขึ้น
§ÿ≥≈—°…≥–¢Õß°—∫¥—°‡ ‘√å® กับดักเสิรจแบบไมมีชองวางอากาศชนิด Metal Oxide Arrester ผลิตจาก Zinc Oxide (ZnO) หรือ Metal Oxide (MO) หลาย ๆ ชนิดผสมกัน เพื่อใหได คาความตานทานที่ไมเปนเชิงเสนมากขึ้น จึงสามารถ ออกแบบใหเปนแบบไมมีชองวางอากาศไดและสามารถ นำกระแสเสิรจใหไหลลงดินไดดี คุณลักษณะของสารกึ่ง ตัวนำที่ใชแทนความตานทานที่ไมเปนเชิงเสนจะแทนดวย ความสัมพันธของแรงดันและเวลาดังสมการที่ (1) (1) คา จะแตกตางกันไปขึ้นอยูกับคุณสมบัติของ สารกึ่งตัวนำที่ใช โดยถาเปนชนิด MO Block จะมีคาอยู ในชวง 20-50 สวนคา k เปนคาคงที่ขึ้นอยูกับสวนผสม ของวัสดุที่ใชและกระบวนการผลิต
MO Block
44
รูปที่ 1 กับดักเสิรจชนิด Metal Oxide Arrester
ในสภาวะปกติ ห รื อ ขณะเกิ ด แรงดั น เกิ น MO Block จะดูดซับพลังงานในรูปแบบของพลังงานความรอน และปลดปล อ ยพลั ง งานความร อ นดั ง กล า วออกตาม คุณลักษณะความไมเปนเชิงเสนผานโครงสรางที่หอหุม (Hosing) ซึ่งทำมาจากวัสดุ Polymer เพื่อทำใหอุณหภูมิ ลดลง โดยในกรณีที่การปลดปลอยพลังงานมีมากกวา การดูดซับ การทำงานของกับดักเสิรจแบบไมมีชองวาง อากาศจะมีเสถียรภาพ แตในทางกลับกัน ถาการดูดซับ พลังงานมีมากกวาการปลดปลอยพลังงาน จะทำให MO Block ที่อยูภายในกับดักเสิรจแบบไมมีชองวางอากาศ เกิ ด ความร อ นสะสมขึ้ น และทำให ไ ม ส ามารถถ า ยเท ความรอนไดทัน ทำใหไมมีเสถียรภาพในการทำงานจน กระทั่งเกิดความเสียหายได โดยปกติปริมาณการดูดซับ พลังงานของ MO Block จะแปรผันโดยตรงกับพื้นที่ หนาตัดของ MO Block และระดับแรงดันไฟฟาของ การป อ งกั น จะขึ้ น กั บ ความหนาและจำนวนชั้ น ของ MO Block
ªí ® ®— ¬ ∑’Ë ¡’ º ≈μà Õ Õ— μ √“°“√‡ ◊Ë Õ ¡ ¿“æ¢Õß °—∫¥—°‡ ‘√å®
การเสื่ อ มสภาพซึ่ ง มี ผ ลต อ อายุ ก ารใช ง านของ กับดักเสิรจชนิด Metal Oxide Arrester ขึ้นอยูกับปจจัย แวดลอมหลายประการ ดังนี้ 1. กระบวนการผลิต Metal Oxide Resistor ค า และค า k ถื อ เป น พารามิ เ ตอร โ ดยตรงที่ กำหนดคุณสมบัติของกับดักเสิรจ ซึ่งคาสัมประสิทธิ์นี้ จะขึ้ น อยู กั บ เทคโนโลยี แ ละขั้ น ตอนการผลิ ต รวมถึ ง สวนประกอบตาง ๆ ที่ใชผลิต MO Block ดวย ดังนั้น กระบวนการผลิต MO Block จึงมีผลตอการเสื่อมสภาพ ของกับดักเสิรจ เนื่องจากพบวาปริมาณกระแสรั่วที่ไหล ในระยะยาวจะขึ้นอยูกับองคประกอบของ MO Block นอกจากนั้นการผลิตที่ทำใหเนื้อ MO Block มีความไม สม่ำเสมอจะทำใหกระแสรั่วหรือกระแสดิสชารจไหลใน ปริ ม าณที่ ไ ม เ ท า กั น ในแต ล ะพื้ น ที่ ทำให ท างเดิ น ของ กระแสดังกลาวถูกจำกัดในบริเวณหนึ่งมากกวาอีกบริเวณ หนึ่ง สงผลใหเกิดจุดที่มีความรอนสูง (Hot Spot) และ ≈—°…≥–°“√™”√ÿ¥¢Õß°—∫¥—°‡ ‘√å® ทำใหเกิดการเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะของกับดักเสิรจ การชำรุ ด ของกั บ ดั ก เสิ ร จ มี ห ลายลั ก ษณะ เช น หรื อ การเสื่ อ มสภาพภายหลั ง จากการดิ ส ชาร จ เกิ ด ขึ้ น ชำรุดบริเวณกลางลำตัว ชำรุดบริเวณสวนหัวหรือสวน ผลของความไม ส ม่ ำ เสมอของเนื้ อ MO Block นี้ จ ะ ทาย และ Disconnecting Device ไมทำงานเมื่อกับดัก สะทอนใหเห็นการชำรุดในลักษณะดังรูปที่ 3 เสิรจชำรุด ซึ่งโดยปกติแลว MO Block ที่อยูบริเวณ กลางลำตัวจะถูกระบายผานโครงสรางที่หอหุมซึ่งก็คือ Polymer แตเนื่องจากวัสดุ Polymer มีคุณสมบัติการ ระบายความรอนที่ไมดี จึงมักพบการชำรุดที่บริเวณกลาง ลำตัวมากกวาที่บริเวณสวนหัวหรือทาย
รูปที่ 3 การชำรุดเนื่องจากเนื้อ MO Block ไมสม่ำเสมอ
รูปที่ 2 ลักษณะการชำรุดของกับดักเสิรจ
2. อุณหภูมิแวดลอม (Ambient Temperature) ผลของอุ ณ หภู มิ แ วดล อ มมี ผ ลต อ การระบาย ความร อ นจากภายในตั ว กั บ ดั ก เสิ ร จ ออกสู ภ ายนอก กล า วคื อ หากอุ ณ หภู มิ แ วดล อ มมี ค า สู ง จะทำให ก าร ระบายความรอนของกับดักเสิรจไมดี จนนำไปสูการเกิด สภาวะ Thermal runaway ไดในที่สุด °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
45
3. ระดับแรงดันไฟฟาที่ติดตั้งใชงาน ระดับแรงดันไฟฟาใชงานมีผลโดยตรงตอปริมาณ กระแสรั่ว และเนื่องจากกับดักเสิรจที่ใช MO Block นี้ ถู ก ต อ ใช ง านอยู ใ นระบบไฟฟ า ตลอดเวลา จึ ง ทำให มี โอกาสไดรับแรงดันไฟฟาที่ไมสม่ำเสมอหรือแรงดันไฟฟา ที่มีความถี่ฮารมอนิกสเจือปน ซึ่งมีผลตอการเสื่อมสภาพ ของกับดักเสิรจ ถึงแมวาแรงดันไฟฟาดังกลาวจะไมใช แรงดันไฟฟาเกินก็ตาม 4. การออกแบบและลักษณะทางกายภาพ การเลือกใชวัสดุหอหุมในสวนที่เปนฉนวน รวมทั้ง การออกแบบรูปรางทางดานมิติของ MO Block ลวนมี ผลตอการเสื่อมสภาพและอายุการใชงานของกับดักเสิรจ โดยเฉพาะขนาดพื้นที่หนาตัดและความหนาของ MO Block เนื่ อ งจากเป น ตั ว กำหนดความสามารถในการ ระบายความรอน และการกระจายแรงดันไฟฟาตามผิว ของ MO Block ยกตัวอยางเชน การออกแบบใหขนาด พื้นที่หนาตัดของ MO Block เล็กเกินไปจะมีผลทำใหไม สามารถรองรับการปลดปลอยพลังงานไดอยางเหมาะสม จนนำไปสูการชำรุดเสียหายได
รูปที่ 5 การกัดกรอนของผิวฉนวนกับดักเสิรจจากมลภาวะ
6. พฤติกรรมของระบบไฟฟา สิ่งผิดปกติตาง ๆ ที่เกิดขึ้นในระบบไฟฟาไมวาจะ เปนแรงดันไฟฟาเกินจากการสวิตชชิ่ง จากกระแสเสิรจ หรือจากปรากฏการณเฟอรโรเรโซแนนซลวนแลวมีผลตอ อายุการใชงานของกับดักเสิรจทั้งสิ้น ในบางกรณีพบวา ขนาดของแรงดันไฟฟาเกินที่เกิดขึ้นไมมีผลตอการทำงาน ของกั บ ดั ก เสิ ร จ ในทั น ที แต ห ากมี แ รงดั น ไฟฟ า เกิ น ดั ง กล า วเกิ ด ขึ้ น บ อ ยครั้ ง ก็ มี ส ว นเร ง ให เ กิ ด การเสื่ อ ม สภาพของกับดักเสิรจไดเชนกัน
°“√ª√–‡¡‘π ¿“æ¢Õß°—∫¥—°‡ ‘√å®
รูปที่ 4 มิติทางดานขนาดของ MO Block
5. ระดับมลภาวะ ผลของมลภาวะและสิ่งปนเปอนที่มาเกาะบริเวณ ผิวฉนวนที่หอหุมตัวกับดักเสิรจมีผลทำใหการกระจาย ของสนามไฟฟาเปนไปอยางไมสม่ำเสมอ และมีผลทำให เกิ ด แถบแห ง (Dry Band) เกิ ด ดิ ส ชาร จ บางส ว น (Partial Discharge) และโคโรนา (Corona) ขึ้นทั้ง ภายในและภายนอกกับดักเสิรจ ปรากฏการณที่เกิดขึ้นนี้ สามารถทำลายและกัดกรอนผิวฉนวนของกับดักเสิรจได นอกจากนั้นยังพบวาการใชงานในสภาพที่มีไอน้ำ หมอก และความชื้นรวมดวยจะยิ่งเรงใหกับดักเสิรจเสื่อมสภาพ เร็วขึ้น เนื่องจากกระแสรั่วจะไหลเพิ่มขึ้น
46
เทคนิ ค การประเมิ น ความเสื่ อ มสภาพหรื อ อายุ การใชงานของกับดักเสิรจมีอยูหลายวิธี โดยสามารถ ดำเนินการไดทั้งในภาคสนาม (On line monitoring) และในหองปฏิบัติการ (Off line monitoring) โดยใช วิ ธี ก ารเปรี ย บเที ย บการเปลี่ ย นแปลงเชิ ง ปริ ม าณของ พารามิเตอรตาง ๆ เชน แรงดันไฟฟาอางอิง (Reference voltage) แรงดันดิสชารจคงคาง (Residual voltage) กระแสไฟฟารั่ว (Leakage current) กำลังไฟฟาสูญเสีย และอุณหภูมิ เปนตน 1. การวัดความสัมพันธ V-I Characteristic วิธีนี้เปนการทดสอบกับดักเสิรจในชวงกอนการนำ กระแสของกับดักเสิรจ โดยปอนแรงดันไฟฟาไดตั้งแต 50% ของ Continuous Operating Voltage (Uc) จน กระทั่งถึงคา Reference Voltage (Vref) เพื่อหาความ สัมพันธระหวางแรงดันไฟฟาและกระแสไฟฟาที่จุดใดจุด หนึ่งบน V-I Curve แตเนื่องจากกระแสรั่วที่วัดไดจะมีทั้ง กระแสเก็บประจุ (Capacitive Current) และกระแส ความตานทาน (Resistive Current) ดังนั้นจึงตองกำจัด
กระแสเก็บประจุออก เพื่อใหทราบถึงขนาดกระแสความ Continuous Operating Voltage (Uc) ดังนั้นการวัด ตานทานเพียงอยางเดียว หากกับดักเสิรจยังอยูในสภาพ การเปลี่ยนแปลงของ V-I Curve ดวยวิธีการทดสอบ ที่ดี คายอดของกระแสความตานทานที่คา Reference แรงดันไฟฟาอางอิงจึงเปนวิธีที่ไมมีความแนนอนมากนัก Voltage เริ่มตนควรมีการเปลี่ยนแปลงไมเกิน ± 10% ที่ จุดใด ๆ บน V-I Curve 3. การวัดแรงดันดิสชารจคงคาง เปนการทดสอบการทำงานของกับดักเสิรจในยาน การเบรกดาวน ข อง MO Block เพื่ อ วั ด ค า แรงดั น ดิ ส ชาร จ คงค า ง โดยการป อ นกระแสรู ป คลื่ น อิ ม พั ล ส มาตรฐาน 8/20 μS ± 20% ขนาดคายอดเทากับ 0.8, 1.0 และ 1.2 เทาของพิกัดกระแสดิสชารจของกับดัก เสิรจ ซึ่งภายหลังการทดสอบคาแรงดันดิสชารจคงคางจะ ตองเปลี่ยนแปลงไมเกิน ± 5% จึงจะถือวากับดักเสิรจ ยังอยูในสภาพที่ปกติ รูปที่ 6 องคประกอบของกระแสรั่ว
ในกรณีที่วัดกระแสรั่วรวมแลวพบวามีขนาดมาก ถึ ง ระดั บ มิ ล ลิ แ อมป (mA) อาจไม จ ำเป น ต อ งกำจั ด กระแสเก็บประจุออก เนื่องจากกับดักเสิรจที่ใกลจะหมด อายุจะมีกระแสความตานทานสูงมาก ซึ่งสามารถละเลย กระแสเก็บประจุได 2. การวัดขนาดแรงดันไฟฟาอางอิง แรงดันไฟฟาอางอิง หมายถึง คายอดของแรงดัน ไฟฟาที่ปอนใหกับดักเสิรจจนมีคายอดของกระแสความ ตานทานที่ไหลผานกับดักเสิรจมีคาเทากับกระแสอางอิง คูณดวย √2 ซึ่งกระแสอางอิงนี้ถูกกำหนดโดยผูผลิตและ มั ก มี ค า อยู ใ นช ว ง 0.05-10 mA ต อ พื้ น ที่ ห น า ตั ด 1 cm2 ของ MO Block กระแสอางอิงปกติจะอยูในยานของการเบรกดาวน โดยอยูใกล ๆ กับจุดเบรกดาวน ซึ่งยานนี้จะมีสัดสวน ของกระแสเก็บประจุนอยกวากระแสความตานทานมาก โดยจุดทำงานบน V-I Curve และปริมาณกระแสอางอิง ทั้งกอนและหลังไดรับแรงดันไฟฟาดิสชารจจะอยูใกล ๆ กับจุดเบรกดาวนนี้ ซึ่งหากการเปลี่ยนแปลงของแรงดัน ไฟฟาอางอิงมีคาไมเกิน ± 5% ถือวากับดักเสิรจอยูใน สภาพที่ปกติ แตการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟาอางอิง อันเกิดจากการเสื่อมสภาพของกับดักเสิรจอาจมีคาเปน ได ทั้ ง ค า บวก ลบ และในบางกรณี พ บว า มี ก าร เปลี่ยนแปลงนอยกวาการเปลี่ยนแปลงของกระแสรั่วที่
รูปที่ 7 รูปคลื่นแรงดันดิสชารจคงคาง
4. การวัดกำลังไฟฟาสูญเสีย ในกรณี ที่ กั บ ดั ก เสิ ร จ ยั ง อยู ใ นสภาพปกติ จ ะมี กระแสรั่วไหลในปริมาณที่ต่ำมากจึงทำใหคากำลังไฟฟา สูญเสียมีคาที่ต่ำมากตามไปดวย โดยปกติคากำลังไฟฟา สูญเสียจะมีคาคงที่ตลอดอายุการใชงานจนกวาจะเริ่ม เกิ ด การเสื่ อ มสภาพ การวั ด ค า กำลั ง ไฟฟ า สู ญ เสี ย จะ ทดสอบโดยป อ นแรงดั น ไฟฟ า ที่ ร ะดั บ Continuous Operating Voltage (Uc) อยางไรก็ตามโดยสวนใหญจะ ใชคาที่ 50% ของ Uc ในการทดสอบ แลวนำคากำลัง ไฟฟาสูญเสียที่วัดไดไปเปรียบเทียบกับคาอางอิงกอนที่จะ เกิดการเสื่อมสภาพ
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
47
5. การวัดอุณหภูมิ ผลจากกระแสรั่ว แรงดันไฟฟาขณะใชงาน สภาพ แวดลอมและปจจัยอื่น ๆ ลวนสงผลตออุณหภูมิที่สูงขึ้น ทั้งที่ดานในลำตัวและที่ผิวฉนวนของกับดักเสิรจ ดังนั้นจึง สามารถประยุกตใชเทคนิคการวัดอุณหภูมิดวยกลองถาย ภาพความร อ นแบบอิ น ฟราเรดเพื่ อ ประเมิ น การเสื่ อ ม สภาพของกับดักเสิรจได โดยกลองถายภาพความรอน ควรมีความละเอียดในการแยกแยะอุณหภูมิไดในระดับ 0.5 oC และหากเปรี ย บเที ย บอุ ณ หภู มิ ที่ ผิ ว ฉนวนของ กับดักเสิรจกับอุณหภูมิแวดลอมที่ 25±1.0oC ในบริเวณ ที่ไมมีลมพัดแรงแลวพบวามีคาแตกตางกันเกิน 1.0oC ใหสันนิษฐานวากับดักเสิรจเริ่มเสื่อมสภาพแลว
ในส ว นที่ เ ป น ปลายแหลม อย า งไรก็ ต ามพบว า โดย สวนใหญแลวกับดักเสิรจที่เสื่อมสภาพจะมีคาการดิสชารจ บางส ว นสู ง ซึ่ ง สั ม พั น ธ กั บ ปริ ม าณกำลั ง ไฟฟ า สู ญ เสี ย อุณหภูมิ และกระแสรั่วที่สูงดวยเชนกัน โดยขั้นตอนการ ตรวจสอบเริ่มตนดวยการปรับแรงดันไฟฟาทดสอบให เท า กั บ พิ กั ด แรงดั น ของกั บ ดั ก เสิ ร จ แล ว ป อ นค า งไว ประมาณ 2-10 วินาที จากนั้นใหลดแรงดันไฟฟาลงจนมี คาเทากับ 1.05 เทาของคา Continuous Operating Voltage (Uc) แลวใหวัดคาดิสชารจบางสวนที่ระดับแรง ดันไฟฟานี้
รูปที่ 8 การวัดอุณหภูมิที่ผิวฉนวนของกับดักเสิรจ
รูปที่ 9 การวัดการดิสชารจบางสวน
แ ต เ นื่ อ ง จ า ก ก า ร วั ด อุ ณ ห ภู มิ โ ด ย ใ ช ก ล อ ง อินฟราเรดไมไดเปนการวัดแบบสัมผัสโดยตรง จึงอาจมี ความคลาดเคลื่อนเนื่องจากมีปจจัยอื่น ๆ ที่สงผลกระทบ ตออุณหภูมิที่วัดได เชน ระยะหางในการวัด อุณหภูมิ แวดลอม ความชื้น กระแสลมและสภาพแวดลอมอื่น ๆ นอกจากนั้ น ความละเอี ย ดหรื อ ข อ แตกต า งของกล อ ง อิ น ฟราเรดที่ ต า งผลิ ต ภั ณ ฑ ห รื อ ต า งรุ น กั น ก็ มี ผ ลต อ อุณหภูมิที่วัดไดเชนกัน จึงควรระมัดระวังในการประเมิน โดยอาจใชเทคนิคการประเมินการเสื่อมสภาพของกับดัก เสิรจแบบอื่นรวมดวย
7. การวัดคาความตานทาน MO Block การใช ง านที่ แ รงดั น ไฟฟ า ปกติ ห รื อ ต่ ำ กว า พิ กั ด แรงดันไฟฟาใชงาน (Rated voltage) กับดักเสิรจที่มี สภาพปกติจะมีคาความตานทานของ MO Block ที่สูง มากอยูในระดับจิกะโอหม (GΩ) และในทางกลับกันหาก กับดักเสิรจนั้นชำรุดเสียหายหรือเสื่อมสภาพลง คาความ ตานทานของ MO Block จะต่ำลง จากเงื่อนไขนี้เองจึง สามารถใชการวัดคาความตานทานของ MO Block เพื่อ แยกแยะการเสื่อมสภาพของกับดักเสิรจ ซึ่งสามารถใช Megger หรือ Insulator tester ในการวัดเพื่อประเมิน ค า ความต า นทานของ MO Block นี้ ไ ด โดยในการ 6. การวัดการดิสชารจบางสวน ตรวจสอบจำเปนตองทราบคาความตานทานอางอิงของ วิธีนี้อาจไมสามารถยืนยันไดอยางชัดเจนวากับดัก MO Block จากผูผลิตเพื่อใชประเมินการเสื่อมสภาพของ เสิ ร จ เกิ ด การเสื่ อ มสภาพ เนื่ อ งจากผลการวั ด ที่ ไ ด กับดักเสิรจ เป น การวั ด ในภาพรวม ซึ่ ง นั่ น หมายความว า อาจมี ค า ดิสชารจบางสวนจากโครงสรางอื่น ๆ รวมอยูดวย เชน
48
ประเมินในแตละพื้นที่นั้นอาจแตกตางกัน ซึ่งผูปฏิบัติงาน ควรกำหนดวาระในการตรวจสอบเพื่ อ ประเมิ น โดย พิ จ ารณาจากข อ มู ล ในเชิ ง สถิ ติ และป จ จั ย แวดล อ ม ภายนอกตาง ๆ ที่มีผลตออายุการใชงาน เชน สถิติการ ชำรุดของแตละผลิตภัณฑ คาความตานทานดิน จำนวน ครั้งฟาผาตอป อุณหภูมิเฉลี่ยตอปในพื้นที่นั้น ๆ ระดับ มลภาวะ ความชื้น และระยะเวลาในการติดตั้ง เปนตน โดยหากพบความผิ ด ปกติ ข องกั บ ดั ก เสิ ร จ ควรทำการ วิเคราะหและวางแผนโดยจัดลำดับความเรงดวนในการ เปลี่ยนทดแทนตอไป
¢âÕ √ÿª การเสื่อมสภาพของกับดักเสิรจเปนผลใหขีดความ สามารถในการปองกันแรงดันไฟฟาเกินจากเสิรจลดลง และอาจนำไปสูการชำรุดเสียหายของกับดักเสิรจในขณะ ที่ติดตั้งใชงานอยูในระบบไฟฟา ซึ่งจะสรางผลกระทบ ทำใหเกิดไฟฟาดับเปนบริเวณกวางได การประเมินอายุ การใช ง านและการเสื่ อ มสภาพของกั บ ดั ก เสิ ร จ จึ ง เป น เรื่องที่สำคัญเพื่อใหสามารถวางแผนการบำรุงรักษาเพื่อ เปลี่ ย นกั บ ดั ก เสิ ร จ ทดแทนได อ ย า งทั น ท ว งที อั น จะ เปนการชวยลดปญหาดังกลาวขางตน อยางไรก็ตามถึงแมวาจะมีวิธีการประเมินอายุการ ใชงานและการเสื่อมสภาพของกับดักเสิรจอยูหลายวิธี แต ก็ มี ข อ จำกั ด ในแต ล ะวิ ธี ที่ ผู ป ฏิ บั ติ ง านจำเป น ต อ ง ระมัดระวังในการเลือกวิธีประเมิน ซึ่งในบางกรณีอาจ จำเปนตองใชการประเมินดวยวิธีตาง ๆ รวมกันเพื่อให ผลการประเมินมีความถูกตองเที่ยงตรงมากขึ้น ทั้งนี้เพื่อ ลดความผิดพลาด ซึ่งจะทำใหเสียโอกาสในการที่จะใช กั บ ดั ก เสิ ร จ ได ต อ ไป สำหรั บ การกำหนดวาระในการ
เอกสารอางอิง [1] Richard Strmiska, “Lightning arrester’ effect on power line reliability”, Sumter electric cooperative, Inc. P.O.Box301, Sumterville, Florida, 2003. [2] M.Darveniza, T.K. Saha and S.Wright, “Studies of In service and Laboratory Failures of MO distribution surge arrester” Journal of electrical & electronics engineering, Australia, Vol.22, 2003. [3] R. Liao, H. Liu, Y. Song, C. Sun and Y. Mi, “Analysis of the performance of two digital methods for measuring MOA resistance current, Chongqing university”, China [4]Vegard Larsen, Kjetil Lien “In service testing and diagnosis of gapless metal oxide surge arrester”, Norway, 2007 [5] การไฟฟาสวนภูมิภาค “รายงานผลการวิจัยเพื่อประเมิน อายุและคุณภาพของกับดักเสิรจที่ติดตั้งในระบบจำหนายไฟฟา”, 2010
ประวัติผูเขียน
นายกิตติกร มณีสวาง การศึกษา : สำเร็จการศึกษาระดับ ปริญญาตรีจากมหาวิทยาลัยขอนแกน และปริ ญ ญาโทจากมหาวิ ท ยาลั ย เกษตรศาสตร ปจจุบัน : ทำงานในตำแหนงหัวหนา แผนกวิ จั ย อุ ป กรณ ไ ฟฟ า กองวิ จั ย ฝ า ย วิ จั ย แ ล ะ พั ฒ น า ร ะ บ บ ไ ฟ ฟ า การไฟฟาสวนภูมิภาค สำนักงานใหญ
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
49
Communication Engineering & Computer ‰øøÑ“ ◊ËÕ “√·≈–§Õ¡æ‘«‡μÕ√å º».¥√.«™‘√– ®ß∫ÿ√’ ¡À“«‘∑¬“≈—¬‡°…μ√»“ μ√å
¥“«‡∑’¬¡®“°¡ÿ¡¡ÕߢÕß°“√ÕÕ°·∫∫√–∫∫ ◊ËÕ “√ (μÕπ∑’Ë 1)
Satellite from Communication System Design Point of View (Part I) ∫∑π” เทคโนโลยีการสื่อสารมีพัฒนาการที่ปรากฏใหเห็น เดนชัดตลอดหลายทศวรรษที่ผานมา จากระบบโทรเลข งาย ๆ พัฒนาขึ้นเปนระบบโทรศัพท เปนการสื่อสาร ผานดาวเทียม การสื่อสารผานใยแสง ระบบเครือขาย สารสนเทศ การพัฒนายังคงดำเนินไปอยางไมหยุดยั้ง ความกาวหนาของวิทยาการคอมพิวเตอรและการสื่อสาร มีสวนเกื้อหนุนซึ่งกันและกันอยางใกลชิด แนวโนมใน การควบรวมเทคโนโลยีสื่อสารกับคอมพิวเตอรจะทำให การพัฒนาเปนไปไดอยางรวดเร็วยิ่งขึ้น การสื่อสารทางดาวเทียมมีใชมาอยางยาวนาน ได รับอานิสงสจากการควบรวมเทคโนโลยีการสื่อสารและ คอมพิ ว เตอร อ ย า งชั ด เจน อุ ป กรณ บ อกตำแหน ง และ นำทาง (GPS) เปนตัวอยางของการควบรวมที่เห็นไดชัด จากเดิมเคยเปนระบบสำหรับองคกรเทานั้นในอดีตมาสู อุปกรณในครัวเรือนในปจจุบนั GPS ซึง่ เคยเปนเครือ่ งมือ ทางการทหาร ได ก ลายเป น อุ ป กรณ อิ เ ล็ ก ทรอนิ ก ส ที่ นิยมใชอยางแพรหลาย โทรทัศนผานการออกอากาศทาง ดาวเทียมโดยตรง (Direct Broadcasting) ไดรับความ นิยมอยางแพรหลาย สาเหตุหนึ่งมาจากราคาอุปกรณที่ ถูก และมีชองสัญญาณที่หลากหลายขึ้น อยางไรก็ตามระบบการสื่อสารผานดาวเทียมไมได ประสบความสำเร็จในทุกครั้งเสมอไป เชน โทรศัพทผาน ดาวเทียมหรือการเขาถึงอินเทอรเน็ต ไมประสบความ สำเร็จในดานจำนวนผูใชงาน อาจจะดวยเรื่องคาใชจายที่ แพงกวา หรือการมีชองทางสื่อสารหลักที่ดีอยูแลว จึง ทำใหการสื่อสารสองระบบดังกลาวเปนแคทางเลือกหนึ่ง
50
ถูกจำกัดการใชงานไวสำหรับสถานการณที่จำเปนเทานั้น โดยภาพรวมแลวสิ่งที่ดาวเทียมทำไดดีที่สุดสำหรับการใช งานทางเชิงพาณิชยคือการออกอากาศ (broadcasting) ถึงแมวาระบบดาวเทียมในปจจุบันจะมีความสลับ ซั บ ซ อ นมากขึ้ น แต ส ถาป ต ยกรรมโครงสร า งไม ไ ด เปลี่ยนแปลงหรือแตกตางไปจากเดิมในทศวรรษที่ 60 มากนัก บทความนี้นำเสนอการสื่อสารผานดาวเทียมจาก มุมมองของการออกแบบระบบสื่อสารทางคลื่นวิทยุ โดย มีจุดมุงหมายเพื่อเพิ่มพูนความเขาใจในบทบาทของแตละ องคประกอบ ในระบบสื่อสารทางคลื่นวิทยุได ขอบเขต ของบทความนี้จะครอบคลุมการสื่อสารแบบอยูนิ่ง กลาว คือครอบคลุมกรณีดาวเทียมคางฟาเทานั้น บทความนี้จะ ไมครอบคลุมการสำรวจเทคโนโลยีดาวเทียมสมัยใหม ซึ่ง สามารถหาไดจากสารานุกรมออนไลนทางอินเทอรเน็ต
¥“«‡∑’¬¡·≈–™àÕß —≠≠“≥ การสื่อสารดาวเทียมเปนการสื่อสารไรสายแบบ หนึ่งโดยใชคลื่นวิทยุไปยังอวกาศ ทฤษฎีทุกบทและกฎ ทุกขอของการสื่อสารทางวิทยุ นำมาใชไดกับการสื่อสาร ผานดาวเทียม ยิ่งไปกวานั้นถาจำกัดวาเปนการสื่อสาร กับดาวเทียมที่ไมเคลื่อนที่ ชองสื่อสัญญาณในอวกาศมี ความใกล เ คี ย งกั บ อุ ด มคติ ม ากกว า การสื่ อ สารในแนว ระนาบพื้นดิน แตปญหาหลักอยูที่ระยะทางที่ใชสื่อสาร และพลังงานจากแสงอาทิตยทจี่ ำกัด (กรณีทเี่ ปนการสือ่ สาร ขาลง downlink จากดาวเทียม)
การโคจรของดาวเทียมรอบโลกเปนไปตามกฎทาง ฟสิกสที่มีชื่อวา Kepler’s three laws of planetary motion วงโคจรของดาวเที ย มรอบโลกเป น วงรี ห รื อ วงกลม (กรณีพิเศษของวงรี) ซึ่งจะมีผลตอระบบสื่อสาร คือระยะทางระหวางโลกกับดาวเทียม และชวงเวลาที่ มองเห็นดาวเทียม การเลือกวงโคจรเปนไปตามพันธกิจ เชน ถาตองการใชดาวเทียมเพื่อการสำรวจทรัพยากร วงโคจรจะถูกออกแบบใหใกลโลก (Low Earth OrbitLEO) คาบของการโคจรจะนอยกวาดาวเทียมที่มีระยะ การโคจรที่ ไ กลกว า ช ว งเวลาที่ ส ามารถสื่ อ สารกั บ ดาวเทียมได (visibility pass) ก็ลดลง จะตองสื่อสารกับ ยานที่เคลื่อนที่ที่ความเร็วสูง ผลของ Doppler’s effect จะเปนพารามิเตอรสำคัญอยางหนึ่งในการออกแบบ ในพันธกิจสื่อสารเพื่อการออกอากาศที่ครอบคลุม พื้ น ที่ ก ว า ง หรื อ เชื่ อ มต อ สั ญ ญาณระยะไกล ช อ ง สัญญาณจะตองมีอยูตลอดเวลา วิธีการหนึ่งที่จะทำใหมี ชองสัญญาณตลอดเวลาคือ ใชวงโคจรที่อยูบนระนาบ เส น ศู น ย สู ต ร และวางในระยะทางที่ ท ำให ค าบของ การโคจรเท า กั บ คาบในการโคจรรอบตั ว เองของโลก (sidereal day 23 ชั่วโมง 56 นาที 4.091 วินาที) ดวย วิธีนี้ดาวเทียมจะมีลักษณะ “คางฟา” (geostationary) เมื่อเทียบกับสถานีรับสงที่อยูบนโลก ระยะทางใกลสุด จากผิ ว โลกบนเส น ศู น ย สู ต ร ถึ ง ดาวเที ย มถึ ง โลก (altitude) เทากับ 35,786 km ระยะทางในการสื่อสาร จริงจะมากกวานี้ ขึ้นกับตำแหนงพิกัดของสถานรับสง สัญญาณบนพื้นโลก เวลาที่สัญญาณวิทยุใชในการเดิน ทางไปกลับนอยสุดเทากับ 35,786 km/3x108 m/s = 0.239 วินาที ซึ่งจะเปนอุปสรรคตอโปรโตคอลสื่อสาร บางประเภท
°“√À“μ”·Àπàߥ“«‡∑’¬¡§â“ßøÑ“ ในกรณี ด าวเที ย มค า งฟ า การหามุ ม การมอง ตำแหนงของดาวเทียมจากพื้นโลก (look angles) มี พารามิเตอรอยูสองตัว ไดแก มุมเงย (elevation angle) กับ มุมกวาด (azimuth) ในเขตรอนที่ละติจูดนอย ๆ ใกลเสนศูนยสูตร มุมเงยวัดจากระนาบจะมีคามาก ใน เขตหนาวจานดาวเที ย มจะวางในแนวระดั บ ในเขต ประเทศไทยมุมเงยจะประมาณ 60 องศา มุมเงยนอย สุ ด ที่ ใ ช ไ ด ใ นทางปฏิ บั ติ ป ระมาณ 10 องศา สำหรั บ Ku band ดังนัน้ ในเขตละติจดู สูง ๆ จะใชงานดาวเทียมคาง ฟาไมได มุมกวาดหรือการหันซายขวานั้นขึ้นกับลองจิจูด ของดาวเทียมและพิกัดของจุดรับสงดาวเทียมบนโลกเปน สำคั ญ มี เ ว็ บ ไซต ห ลายแหล ง ที่ ค ำนวณมุ ม เงยและมุ ม กวาดใหแบบออนไลน อยางไรก็ตามถาพิกัดของสถานีรับ ตั้งอยูบนซีกโลกเหนือดาวเทียมคางฟาจะอยูทิศใตเสมอ
รูปที่ 2 มุมเงย และมุมกวาดสำหรับดาวเทียมคางฟา ที่มา : http://eforum3.cari.com.my/
รูปที่ 1 ระยะทางและคาบการโคจรของดาวเทียมคางฟา ที่มา : http://www.asc-csa.gc.ca/
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
51
ตั ว อย า งเว็ บ ไซต ที่ ค ำนวณมุ ม กวาดและมุ ม เงย http://technologyinterface.nmsu.edu/3_2/3_2e.html ดาวเทียมที่ 78° E และสถานรับที่กรุงเทพฯ (13° N และ 100° E) มุมเงยและมุมกวาดจะประมาณ 60 องศา และ 240 องศา (กวาดจากทิศเหนือ) ตามลำดับ นอกจากมุมทั้งสองแลวในการติดตั้งจานดาวเทียม ยังตองหมุนปรับโพลาไรเซชั่น (vertical or horizontal polarization) ของกลองรับสัญญาณ (low noise box) ใหตรงกับที่สงมาจากดาวเทียมอีกดวย
Õÿª°√≥å ◊ËÕ “√æ◊Èπ∞“π∫𥓫‡∑’¬¡ ระบบย อ ยสื่ อ สาร (communication subsystem) บนดาวเที ย มขั้ น พื้ น ฐานที่ สุ ด จะเป น เสมื อ น อุ ป กรณ ท วนสั ญ ญาณและเปลี่ ย นความถี่ ต ามรู ป ที่ 3 อุปกรณพื้นฐาน ไดแก สายอากาศรับสัญญาณจากพื้น โลก วงจรขยายสั ญ ญาณรบกวนน อ ย (low noise amplifier), อุปกรณเปลี่ยนความถี่ (Mixer), อุปกรณ ขยายกำลั ง (power amplifier) และสายอากาศส ง สัญญาณ สัญญาณที่รับจากสถานีสงบนพื้นโลกจะถูกขยาย โดยใช ว งจรขยายที่ มี สั ญ ญาณรบกวนต่ ำ ก อ น เปลี่ ย น ความถี่เปนความถี่ขาลง (downlink frequency) แลวจึง ขยายกำลังกอนสงกลับมายังโลก
รูปที่ 3 ทรานสปอนเดอร ที่มา : http://www.radio-electronics.com
52
ªí®®—¬∑’Ë°”Àπ¥√–¬–∑“ß√—∫ àß ระยะทางจากสถานีสงภาคพื้นดินไปยังดาวเทียมมี ความยาวประมาณ 3 เทาของเสนผาศูนยกลางของโลก ดวยระยะทางไกลขนาดนี้ คำถามแรก ๆ ที่เกิดขึ้นคือ ตองใชกำลังมากแคไหนที่การสื่อสารยังคงใชได ปญหา เรื่องกำลังสงนี้มีความสำคัญอยางมาก โดยเฉพาะตอการ สงสัญญาณกลับจากดาวเทียม (downlink) เนื่องจาก กำลั ง งานที่ ด าวเที ย มสามารถใช ง านได ม ากจากแผง โซลารเซลลซึ่งมีคาจำกัดเทานั้น การสื่อสารกับดาวเทียม คางฟามักจะถูกจำกัดดวยกำลังงานที่ใชได กอนจะถูก จำกัดดวยแบนวิดธ ในกรณีของการสงสัญญาณขาขึ้น (uplink) อาจจะไมวิกฤตเพราะกำลังงานหาไดงายและใน ทางเทคนิคถือวาไมจำกัด คำตอบของกำลังสงที่ตองการอยูที่ภาครับ กลาว คื อ อั ต ราส ว นของกำลั ง สั ญ ญาณที่ รั บ ได (received signal power) ตอกำลังของสัญญาณรบกวน (noise power) หรือ Signal to Noise Ratio (SNR) ตองมี ขนาดที่มากเพียงพอ เพื่อจะทำใหดีมอดูเลตเตอรทำงาน ได เชน ในกรณีของการสื่อสารแบบเอฟเอ็ม SNR ที่ ขาเขาของดีมอดูเลเตอรตองมีคามากกวา 9 dB เพื่อ ให ไ ด สั ญ ญาณขาออกที่ มี คุ ณ ภาพที่ ดี พ อ แผนผั ง การทำงานของเครื่องรับเปนไปตามรูปที่ 4 สั ญ ญาณที่ ต อ งการรั บ มาจากภาคส ง ซึ่ ง มี ข นาด ออนลงตามระยะทาง ซึ่งสามารถคำนวณไดจาก Friss transmission equation สั ญ ญาณรบกวนที่ ไ ปถึ ง ดีมอดูเลเตอรมาจากสองแหลงใหญ ๆ ไดแก การรับผาน ทางสายอากาศของภาครับ (antenna noise) และจาก อุปกรณอิเล็กทรอนิกสของเครื่องรับเอง (device noise) สัญญาณรบกวนในยานความถี่ของวิทยุสื่อสารจะมีความ เขมของสเปคตรัมกำลัง (power spectral density, Watt/Hz) ที่กระจายอยางสม่ำเสมอในทุกความถี่ หรือที่ เรียกวา white noise ดังนั้นกำลังสัญญาณรบกวนจะ เพิ่มขึ้นตามแบนวิดธของที่เปดรับ ดังนั้นโดยปกติแลวตัว กรองสัญญาณ (filter) ในเครื่องรับจะเปดยานความถี่ เทากับแบนวิดธของสัญญาณพึงประสงค เพื่อลดกำลัง ของสัญญาณรบกวน
รูปที่ 4 แผนผังของเครื่องรับสัญญาณวิทยุทั่วไป ที่มา : http://www.radio-electronics.com/
∑ƒ…Æ’°“√ àß —≠≠“≥ (Transmission Theory) ปริมาณสองตัวทีม่ ผี ลกับ SNR ไดแก กำลังทีไ่ ดรบั (received power) และกำลังสัญญาณรบกวน (noise power) กำลั ง ได รั บ สามารถคำนวณได โ ดยใช ท ฤษฎี การสงสัญญาณ กำลังของสัญญาณรบกวนอยูที่ภาครับ ไมไดขึ้นกับภาคสง ทฤษฎีการสงสัญญาณสามารถสรุป ไดดังนี้ 1. เมื่อกำลังสง Pt ถูกสงออกไปโดย isotropic radiator จะมีความหนาแนนของฟลักซกำลัง PA ใน หนวย Watt/m2 กระจายตัวสม่ำเสมอแบบรอบทิศทาง ที่ระยะทาง d จะมีคาเทากับ Pt/4¶d2 หมายเหตุ 4¶d เปนปริมาณพื้นที่ผิวของทรงกลมขนาดรัศมี d 2. ที่ระยะทาง d จากเครื่องสง พื้นที่รับขนาด A ตารางเมตร สามารถรั บ กำลั ง ได เ ท า กั บ P A•A หรื อ Pt/4¶d 2 •A Watt 3. เมื่อเปลี่ยน isotropic radiator เปนสายอากาศ ที่บังคับทิศทาง (directional antenna) ความหนาแนน ของฟลั ก ซ จ ะไม เ ท า กั น ในทุ ก ทิ ศ ทาง ในทิ ศ ทางที่ พึ ง ประสงค e ความหนาแนนของฟลักซกำลังเปน Gt เทา ของเมื่ อ ใช isotropic radiator หรื อ PA() = GtPt/4dd อาจจะกลาวไดวาสายอากาศภาคสงนี้จะมี อัตราการขยาย (antenna gain) เทากับ Gt นั่นเอง 4. ถ า ใช พื้ น ที่ รั บ ขนาด A ตารางเมตรเท า กั น กำลังที่รับไดจะเพิ่มเปน Watt
ในทางปฏิ บั ติ สายอากาศที่ ใ ช รั บ สั ญ ญาณ หลาย ๆ แบบ ไม ไ ด มี รู ป ร า งเป น แผ น แบบกรณี ข อง จานรับสัญญาณดาวเทียม แตทุกชนิดสามารถจะหามี พื้นที่เสมือนในการรับสัญญาณ จากทฤษฎีสายอากาศจะ พบวาสายอากาศหนึ่งที่มีอัตราการขยาย Gr จะมีพื้นที่ รั บ สั ญ ญาณเสมื อ น (effective area) A eff เท า กั บ ตารางเมตร โดยที่ เปนความยาวคลื่น
รูปที่ 5 ความเขมฟลักซกำลังของสายอากาศแบบ isotropic (ซาย) และของสายอากาศแบบมีทิศทาง (ขวา)
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
53
§«“¡ —¡æ—π∏å√–À«à“ß°”≈—ß àß·≈–°”≈—ß∑’Ë ‰¥â√—∫ จากทฤษฎีการสงสัญญาณขางตน ความสัมพันธ หมายเหตุ ระหวางกำลังสงและกำลังรับสามารถสรุปไดโดยสมการ (ก) อัตราการขยายของสายอากาศ อัตราขยาย ของตัวขยายกำลัง และ path loss อยูในหนวย dB ไมมี คากำลังในหนวย dB (ข) การแสดงคากำลังตองเปนหนวยที่มีปริมาณ โดยที่ อางอิงเสมอ เชน อางอิงกับ 1 W จะไดเปน dBW เสมอ Pt เป น กำลั ง ส ง Gt เป น อั ต ราการขยายสาย ถาใชหนวยอางอิงเปน 1 mW จะระบุหนวยเปน dBm อากาศฝงสง ซึ่งผลคูณของทั้งสองเรียกวา Equivalent (ค) อันที่จริงการแสดงในรูปของเดซิเบลคือการ Isotropically Radiated Power (EIRP) แสดงสวนที่เปนเลขชี้กำลังของปริมาณนั้น (exponent) Gr เปนอัตราการขยายสายอากาศฝงรับ ในกรณี ทำให ส ามารถแสดงค า ที่ มี ช ว งกว า งมาก ๆ โดยใช เปนจานดาวเทียมขนาดเทากัน ที่ความถี่สูงจะมีอัตรา ปริมาณตัวแทนชวงแคบ ๆ เชน จาก 2x10-12 ถึง 5x102 ขยายมากกวา แทนโดย -117 ถึง 27 dB ในเทอมสุดทายรูจักกันในชื่อวา path (ง) ในโลกของวิศวกรรมสื่อสาร ปริมาณใด ๆ loss ซึ่งความจริงแลวไมไดมีการสูญเสีย แตเปนผลจาก สามารถทำใหเปนเดซิเบลได เพื่อใหการคำนวณงายขึ้น การจางลงของความเขมของฟลักซกำลัง (ในหนวย W/m2) เชน dBHz และ dBK สำหรับแบนดวิดธและอุณหภูมิ เนื่องจากระยะทาง คา path loss มีคาเพิ่มขึ้นตาม ตามลำดั บ แต อ าจไม ไ ด รั บ การยอมรั บ ว า ถู ก ต อ งใน ความถี่ใชสง สมการขางตนเรียกวา Friss Transmission เชิงวิชาการมากนัก Equation
‡¥´‘‡∫≈ (decibel) ‡§√◊ËÕß¡◊Õª√– ‘∑∏‘¿“æ Ÿß ∑“ß«‘»«°√√¡ ◊ËÕ “√
¡°“√ Transmission „π·∫∫‡¥´‘‡∫≈
สมการ Transmission เขียนใหมในรูปเดซิเบลได เปน
ในทางปฏิ บั ติ ปริ ม าณทางวิ ศ วกรรมสื่ อ สารถู ก แสดงในรูปของเดซิเบลเสียมากกวา ทั้งนี้เพื่อใหงายตอ การคำนวณและเห็นแนวโนมไดชัดเจนกวา การเปลี่ยน อัตราสวน (ของกำลัง) G = P2/P1 ใหเปนแบบเดซิเบล การใชเดซิเบลทำใหเปลี่ยนจากการคำนวณโดย ทำไดโดยใชความสัมพันธ การคูณเปนการคำนวณโดยการบวก ซึ่งจะเห็นแนวโนม บางอยางไดอยางงายดาย จากสมการขางตน ถาระยะทางเพิ่มขึ้น 10 เทา เดซิเบลยังสามารถใชบรรยายกำลังได โดยตอง กำลังที่ไดรับจะลดลงไป 20 dB หรือกำลังที่ไดรับจะ ระบุวา กำลังที่อยูในความสนใจ เปนกี่เทาของ 1 W ลดลง 20 dB/decade เชน ผลตางของกำลังที่รับไดที่ และใหระบุหนวยเปน dBW เพื่อบอกหนวยอางอิง 10 เมตรกับกำลังที่รับไดที่ 100 เมตร จะเทากับ 20 dB เชนเดียวกันกับผลตางของกำลังที่รับไดที่ 1 km กับที่ 10 km เชน 50 Watt มีคาเปน 50 เทาของ 1 W ดังนั้น Pr(10 m) dBW – Pr (100 m) dBW = 20 dB 50 Watt เทากับ 10log (50W/1W) = 17 dBW Pr(1 km) dBW – Pr (10 km) dBW = 20 dB
54
ในอี ก มุ ม มองหนึ่ ง กำลั ง ที่ รั บ ได ที่ 40 เมตร โดยธรรมชาติแลวความสัมพันธระหวางบีมวิดธ จะนอยกวาที่ 20 เมตร อยู 6 dB แตถาอยูที่ระยะ กับอัตราการขยายจะเปนแบบผกผัน กลาวคือถาอัตรา 400 เมตร จะรั บ สั ญ ญาณอ อ นกว า ที่ 380 เมตร การขยายสูงจะทำใหบีมวิดธแคบ ในกรณีของสายอากาศ (20 เมตร เขาใกลตัวสงเทากัน) เพียง 0.45 dB แบบจาน อัตราการขยายนั้นสามารถประมาณไดโดย Path loss ในยาน C-band (6/4 GHz) และ Ku-band (14/11 GHz) สำหรับดาวเทียมคางฟาจะมีคา อยูในยาน 200 dB เสมอ โดยที่ และ เป น ความกว า งของบี ม ในแกนตั้งและแนวนอนในหนวยองศา ตามลำดับ Õ—μ√“°“√¢¬“¬¢Õß “¬Õ“°“»·≈–§«“¡°«â“ß ถาตองการใหมีบีมวิดธอยูภายใน 1 องศาทั้งสอง ¢Õß≈”°“√°√–®“¬§≈◊Ëπ (beamwidth) แกน ( ) อัตราการขยายไมนอยกวา 45 อั ต ราขยายของสายอากาศแบบจาน (disk dB โดยประมาณ ดังนั้นถาทราบความถี่ที่ตองการใชสง antenna) ขึ้ น กั บ ขนาดและความถี่ ที่ ใ ช ง าน โดย จะคำนวณหาขนาดขั้นต่ำของจานได เชน จานมีขนาด ความสั ม พั น ธ โดยที่ เป น เสนผาศูนยกลางประมาณ 1.5 เมตรสำหรับความถี่ 15 สั ม ประสิ ท ธิ์ ป ระสิ ท ธิ ภ าพของจาน ซึ่ ง มี ค า อยู ใ นช ว ง GHz 0.5-0.65 และ A เปนพื้นที่จริง (กายภาพ) ซึ่งเทากับ เมื่อถูกบังคับโดยตองมีอัตราการขยายสายอากาศ โดย D เปนเสนผาศูนยกลางของจานทรงกลม ที่สูงแลว กำลังงานที่สงใหสายอากาศ (Pt) จะถูกชดเชย ที่ความถี่ 11 GH ขาลงของ Ku-band จานขนาด 60 cm ดวยอัตราขยายของสายอากาศ จึงสามารถลดกำลังสงลง จะมี อั ต ราการขยายเท า กั บ 4,478 หรื อ 36.5 dB ได โดยยังคงรักษาระดับ EIRP ใหเทาเดิมอยูได แต ถ า นำจานขนาดเดี ย วกั น มาใช กั บ ย า น C-band อัตราขยายของสายอากาศจะลดลงเหลือ 27.7 dB การเพิ่ ม อั ต ราการขยายไม ใ ช ท ำได เ พี ย งต อ งใช จานขนาดใหญ ในกรณีการสงที่สายอากาศแบบจานใช เพื่ อ การส ง สั ญ ญาณขึ้ น ดาวเที ย ม (uplink) บี ม วิ ด ธ (beamwidth) ที่ ใ ช ส ง จะถู ก กำหนดให มี ค วามกว า งที่ ไมทำใหเกิดการรบกวนตอดาวเทียมดวงขางเคียงตาม ขอกำหนดของ ITU ดังแสดงในรูปที่ 6 ความกวางบีม ครึ่ ง กำลั ง (3-dB beamwidth) สำหรั บ สายอากาศ แบบจานสามารถประมาณโดย รูปที่ 6 บีมวิดธแคบเพื่อลดการรบกวนตอดาวเทียมขางเคียง ที่มา : http://www.radio-electronics.com/ (ตอภาค II สัญญาณรบกวนในดาวเทียม ฉบับหนา)
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
55
Energy æ≈—ßß“π 𓬻ÿ¿°√ · ß»√’∏√ °Õßæ—≤π“√–∫∫‰øøÑ“ ΩÉ“¬«‘®—¬·≈–æ—≤π“√–∫∫‰øøÑ“ °“√‰øøÑ“ à«π¿Ÿ¡‘¿“§ Õ’‡¡≈ : supakorn@pea.co.th
√–∫∫º≈‘μ‰øøÑ“æ≈—ßß“π· ßÕ“∑‘μ¬å·∫∫‡™◊ËÕ¡μàÕ “¬ àß Grid-Connected Photovoltaic Systems (μÕπ∑’Ë 2) 1. ∫∑π” ในตอนที่แลวไดกลาวถึงการนำอินเวอรเตอรมาใช งานในระบบผลิ ต พลั ง งานแสงอาทิ ต ย แ บบเชื่ อ มต อ สายสง โดยไดกลาวถึงการเลือกระดับแรงดันไฟฟาของ อินเวอรเตอรนนั้ สำหรับในตอนนีจ้ ะกลาวถึงสวนประกอบ อืน่ ๆ ของการผลิตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทิตยแบบเชือ่ มตอ สายสง รวมทั้งจะไดยกตัวอยางของระบบดังกลาวใหเห็น พอสังเขป เพื่อใหเกิดแนวความคิดในการนำไปประยุกต ใชงานตอไป
ในทางปฏิ บั ติ เ ราไม ส ามารถที่ จ ะหาค า V OC ที่ อุณหภูมิต่ำสุดได ดังนั้นเราอาจจะใชกราฟตามรูปที่ 1 ชวย ในการหาคา VOC ตามที่ตองการได ตัวอยางเชน หากใน หนาหนาวมีอุณหภูมิต่ำสุดเปน -10 °C แรงดันไฟฟาเปด วงจรทีเ่ พิม่ ขึน้ จะมีคา ประมาณ 14% ของคาแรงดัน VOC(STC) แสดงดังสมการที่ (2) (2)
2. °“√À“®”π«π¢Õß·ºß‡´≈≈å· ßÕ“∑‘μ¬å ในตอนนี้เราจะพิจารณาหาจำนวนแผงเซลลแสง อาทิตยมากสุดและนอยสุดที่นำมาตอเปนสตริง เพื่อใช งานใหเหมาะสมกับอินเวอรเตอร 2.1 จำนวนแผงเซลล แ สงอาทิ ต ย ม ากสุ ด ใน แตละสตริง การพิ จ ารณาจำนวนแผงเซลล แ สงอาทิ ต ย ม าก ที่สุดที่นำมาตอเปนสตริง จะตองพิจารณาถึงอุณหภูมิ รอบ ๆ แผงเซลลแสงอาทิตยประกอบดวย ในชวงฤดู หนาวแรงดันไฟฟาของแผงเซลลแสงอาทิตยจะมีคาเพิ่ม ขึ้น แรงดันไฟฟาสูงสุดจะเปนแรงดันไฟฟาเปดวงจร ใน กรณีที่อินเวอรเตอรตัดวงจรออกเนื่องจากไมมีไฟฟาใน สายสง ประกอบกับแรงดันไฟฟาเปดวงจรของแผงเซลล แสงอาทิตยนี้มีคาสูงสุดพอดี เมื่ออินเวอรเตอรตอวงจร เพื่อจายไฟอีกครั้งแรงดันไฟฟาเปดวงจรของแผงเซลล แสงอาทิตยนี้จะตองมีคาต่ำกวาแรงดันไฟฟากระแสตรง สูงสุดทางดานขาเขาของอินเวอรเตอร หากแรงดันไฟฟา เปดวงจรมีคาสูงกวาก็จะทำใหอินเวอรเตอรเสียหายได ดั ง นั้ น จำนวนแผงเซลล แ สงอาทิ ต ย สู ง สุ ด ที่ น ำมาต อ อนุกรมหาไดจาก (1)
56
รูปที่ 1 การประมาณคา V OC
2.2 จำนวนแผงเซลล แ สงอาทิ ต ย น อ ยที่ สุ ด ใน แต ละสตริ ง ในชวงฤดูรอนแผงเซลลแสงอาทิตยที่ติดตั้งไวจะมี อุณหภูมิสูงขึ้นในขณะที่มีคาความเขมแสงอาทิตยที่ 1,000 w/m2 ซึ่งจะทำใหแรงดันไฟฟาของระบบเซลลแสงอาทิตย มี ค า ต่ ำ กว า ค า แรงดั น ไฟฟ า ที่ ส ถานะ STC และถ า หาก แรงดันไฟฟาของระบบมีคาต่ำกวาแรงดันไฟฟา MPP ของ อินเวอรเตอร จะทำใหอินเวอรเตอรไมสามารถจายไฟได ดังนั้นอินเวอรเตอรก็จะตัดวงจรออก ดวยเหตุผลนี้จำนวน แผงเซลลที่นำมาตออนุกรมจะตองทำใหมีแรงดันไฟฟาดาน ขาเขาอินเวอรเตอรไมนอ ยกวาคาแรงดันต่ำสุด MPP ทีท่ ำให อินเวอรเตอรยังสามารถทำงานได ซึ่งจำนวนแผงเซลลแสง อาทิตยนอยที่สุดที่ตองนำมาตออนุกรมหาไดจาก (3)
เพื่อใหงายตอการประมาณหาจำนวนของแผงเซลล แสงอาทิตยที่นอยที่สุดที่ตองนำมาตออนุกรม เราสามารถ ประมาณการหา VMPP(module) ไดจากรูปที่ 1 เชนเดียวกัน สำหรั บ ตั ว อย า ง หากอุ ณ หภู มิ โ ดยรอบของแผงเซลล แสงอาทิตยมีคาเปน 70 °C จะทำใหแรงดันไฟฟาที่ MPP ของแผงเซลล แ สงอาทิ ต ย แ บบผลึ ก มี ค า ลดลงประมาณ 18% ของคาแรงดันไฟฟาที่ STC 2.3 การหาจำนวนสตริงของแผงเซลลแสงอาทิตย ในการกำหนดจำนวนสตริงของแผงเซลลแสงอาทิตย ตองพิจารณาถึงกระแสสูงสุดในแตละอะเรย โดยตองไม เกินกระแสสูงสุดดานขาเขาของอินเวอรเตอร จำนวนสตริง ของแผงเซลลแสงอาทิตยตองมากที่สุด เพื่อใหจายพลังงาน ไดมากที่สุด แตกระแสที่เกิดขึ้นตองไมเกินกระแสสูงสุด ดานขาเขาของอินเวอรเตอร ซึ่งจำนวนสตริงสูงสุดหาไดจาก (4) ในการหาจำนวนสตริงของแผงเซลลแสงอาทิตยที่ เหมาะสม จะตองไมทำใหเกิดโหลดเกินตออินเวอรเตอร ซึ่งจะมีผลทำใหอุปกรณอิเล็กทรอนิกสตาง ๆ ทำงานดวย อายุการใชงานที่สั้นลง
3. °“√‡≈◊Õ°¢π“¥ “¬‰øøÑ“ ในบทความนี้จะกลาวถึงตัวอยางของการเลือกขนาด สายไฟฟาใหเหมาะสมกับการใชงานระบบเซลลแสงอาทิตย ที่ใชกันอยูในประเทศเยอรมนี โดยไดยกตัวอยางระบบผลิต ไฟฟาบนหลังคาบาน เปนตัวอยางประกอบในการพิจารณา ดังรูปที่ 2 ดังนัน้ เพือ่ ใหเหมาะสมกับประเทศไทยอาจนำขอ กำหนดดังกลาวไปประยุกตใชใหเหมาะสมตอไป ในการ พิจารณาเลือกขนาดของสายไฟฟามีสวนประกอบ 5 สวน ประการทีจ่ ะตองคำนึงถึง คือ ขนาดพิกดั แรงดันไฟฟา ขนาด พิกดั กระแสไฟฟา คาสูญเสียทีเ่ กิดขึน้ ในสาย ขนาดของสาย เมนไฟฟากระแสตรง และขนาดสายไฟฟากระแสสลับที่ตอ ไปยังโหลด
รูปที่ 2 ระบบผลิตไฟฟาบนหลังคาบานขนาด 2 kW
3.1 พิกัดแรงดันของสายไฟฟา ขนาดแรงดันไฟฟาของระบบจะตองไมเกินคาพิกัด แรงดั น ไฟฟ า ของสายไฟ สำหรั บ ระบบผลิ ต ไฟฟ า ด ว ย พลังงานแสงอาทิตยขนาดใหญ จะตองพิจารณาถึงคาแรงดัน ไฟฟาของแผงเซลลแสงอาทิตยที่จะเกิดขึ้นในชวงฤดูหนาว ดวย 3.2 พิกัดกระแสของสายไฟฟา ขนาดพื้นที่หนาตัดของสายไฟฟาจะตองสอดคลองกับ คากระแสไฟฟาสูงสุดที่เกิดขึ้น โดยกระแสสูงสุดตองมีคา นอยกวาหรือเทากับพิกัดกระแสของสายไฟ และสายไฟตอง สามารถทนกระแสขณะลัดวงจรของแผงเซลลไดดวยหาก ระบบมีหลายสตริง ซึ่งกระแสสูงสุดหาไดจากสมการที่ 5 (5) คากระแสสูงสุดที่ไดจากสมการที่ 5 สามารถนำไป ใชคำนวณหาพิกัดกระแสของฟวส เพื่อใชในการปองกันสาย ไฟฟา แตอยางไรก็ตามเนื่องจากกระแสลัดวงจรของแผง เซลล เ ป น การหาค า โดยประมาณ ฟ ว ส จึ ง อาจไม ไ ด เ ป น อุ ป กรณ ป อ งกั น สายไฟในสตริ ง ที่ ดี นั ก เพื่ อ ให เ กิ ด ความ ปลอดภัยในการใชงาน จึงควรออกแบบใหสายไฟสามารถ ทนกระแสลัดวงจรได 1.25 เทา 3.3 คาสูญเสียที่เกิดขึ้นในสาย การคำนวณหาขนาดของสายไฟ นอกจากการ พิจารณากระแสสูงสุดเพื่อหาพื้นที่หนาตัดของสายไฟแลว ยังตองพิจารณาถึงกำลังสูญเสียในสาย หรือแรงดันตกใน สายตามมาตรฐาน VDE 0100 Part 712 โดยกำหนดให “แรงดันตกในสายของระบบไฟฟากระแสตรงตองไมเกิน 1 เปอรเซ็นตของแรงดันระบบที่สภาวะมาตรฐาน” หรือกลาว คือ กำลังสูญเสียในสายกำหนดที่ 1 เปอรเซ็นตนั่นเอง ใน ทางปฏิบัติแลวหากอินเวอรเตอรทำงานที่แรงดันสูง (> 120 โวลต) พื้นที่หนาตัดของสายไฟที่หาไดจากกระแสสูงสุดจะ ยังเปนไปตามขอกำหนดนี้ แตหากอินเวอรเตอรทำงานที่แรงดันต่ำ อาจทำให แรงดันตกในสายมีคาสูงกวาคากำหนด โดยเฉพาะอยางยิ่ง กรณีที่อินเวอรเตอรถูกติดตั้งไกลจากแผงเซลลแสงอาทิตย มาก ๆ ซึ่งการออกแบบที่ดีควรใหแรงดันตกในสายของ สตริงมีคา 1 เปอรเซ็นตและแรงดันตกในสายเมนไฟฟากระแส ตรงมีคาเพิ่มขึ้นอีก 1 เปอรเซ็นตก็ยังสามารถยอมรับได กำลังสูญเสียในสายสามารถหาไดจากกระแสกำลังสองคูณ ความตานทานในสาย โดยทั่วไปกระแสที่ระบุจะหมายถึง กระแสที่สภาวะมาตรฐานซึ่งในทางปฏิบัติมักจะนอยกวา °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
57
เสมอหากกระแสจริงมีคาครึ่งหนึ่งของกระแสที่ระบุ ดังนั้น กำลั ง สู ญ เสี ย ในสายจะลดลงเหลื อ หนึ่ ง ในสี่ ข องสภาวะ มาตรฐาน การประมาณขนาดพื้นที่หนาตัดของสายไฟอยาง คราว ๆ จะใชคาประมาณ 2-3 แอมแปรตอพื้นที่หนาตัด หนึ่งตารางมิลลิเมตรสำหรับสายไฟดานไฟฟากระแสตรง นอกจากนี้การเลือกขนาดสายไฟตามความยาวของสายไฟที่ สามารถใช ไ ด โ ดยไม ท ำให แ รงดั น ตกในสายเกิ น กว า ข อ กำหนดนั้น สามารถใชกราฟแสดงความสัมพันธระหวาง กระแสและแรงดันระบบและความยาวของสายไฟ ตามพื้นที่ หนาตัดของสายไฟในการพิจารณาเลือกไดอีกดวย ตัวอยาง ดั ง รู ป ที่ 3 เพื่ อ หาความยาวของสายไฟฟ า ชนิ ด ทองแดง ขนาดพื้นที่หนาตัด 2.5 ตารางมิลลิเมตร โดยยอมใหมี แรงดันตกในสาย 1 เปอรเซ็นต
เมื่อ A DC cable คื อ พื้ น ที่ ห น า ตั ด ของสายเมนไฟฟ า กระแสตรง (mm2) L DC cable คื อ ความยาวของสายเมนไฟฟ า กระแสตรง (m) In คือ กระแสของแผงหรืออะเรยเซลลแสงอาทิตย (A) v คือ เปอรเซ็นตของแรงดันตกในสาย (%) PPV คือ กำลังผลิตของแผงเซลลแสงอาทิตย (W) P M คื อ กำลั ง ไฟฟ า สู ญ เสี ย ทั้ ง หมดของแผงเซลล สตริง และสายไฟฟา (W) K คื อ ค า ความเหนี่ ย วนำทางไฟฟ า ของสาย (m/ Qxmm2) ดังนั้น เราจะสามารถคำนวณหาคาสูญเสียที่แทจริง ในสายเมนไฟฟากระแสตรงไดจากขนาดของพื้นที่หนาตัดที่ คำนวณไดตามสมการที่ 6 3.5 การเลือกขนาดของสายไฟฟากระแสสลับ การคำนวณหาพื้ น ที่ ห น า ตั ด ของสายไฟฟ า กระแส สลับสามารถคำนวณหาไดโดยกำหนดใหแรงดันตกในสายมี คาไมเกิน 3% และใชสมการที่ (7) ในการคำนวณหาพื้นที่ หนาตัดของสายตัวนำ 1 เฟส (7)
รูปที่ 3 ความยาวสายไฟของสตริง เมื่อพื้นที่หนาตัด เทากับ 2.5 เมตร2 และแรงดัน MPP มากกวา 300 โวลต
(mm2)
เมื่อ AAC cable คือ พื้นที่หนาตัดของสายไฟฟากระแสสลับ
3.4 ขนาดสายเมนไฟฟากระแสตรง LDC cable คือ ความยาวของสายเมนไฟฟากระแสตรง (m) ขนาดสายเมนไฟฟ า กระแสตรงและบั ส บาร In คือ กระแสของแผงหรืออะเรยเซลลแสงอาทิตย (A) ไฟฟ า กระแสตรงจากอะเรย ย อ ย ๆ ของแผงเซลล แ สง Vn คือ แรงดันไฟฟาในสาย (V) อาทิตยตองสามารถทนกระแสสูงสุดที่ผลิตจากอะเรยแผง K คื อ ค า ความเหนี่ ย วนำทางไฟฟ า ของสาย (m/ เซลลแสงอาทิตยได ขนาดสายเมนไฟฟากระแสตรงปกติจะ Qxmm2) มีขนาดใหญกวาเปน 1.25 เทาของกระแสลัดวงจรอะเรย แผงเซลลแสงอาทิตย ขนาดพื้นที่หนาตัดของสายเมนจะ และในกรณีของระบบ 3 เฟส สามารถคำนวณไดจาก ตองเลือกใหเหมาะสมกับขนาดกระแสที่ตองไหลผานสาย (8) เมนนั้น ขนาดพื้นที่หนาตัดของสายเมนไฟฟากระแสตรง สามารถคำนวณหาไดจากสมการที่ 6 (6) เอกสารอางอิง [1] Deutsche Gesellshaft fur Sonnenenergie “Planning and Installing Photovoltaic System”, 2008
58
Energy æ≈—ßß“π π“¬∏ß™—¬ ¡’π«≈ °“√‰øøÑ“ à«π¿Ÿ¡‘¿“§ Õ’‡¡≈ : thongchai.mee@pea.co.th
∂“π’∫√‘°“√‰øøÑ“ ”À√—∫√∂¬πμå ‰øøÑ“ (μÕπ∑’Ë 1) เมื่อรถยนตไฟฟาเพิ่มขึ้นเปนจำนวนมาก มีความ 2. ∂“π’∫√‘°“√‰øøÑ“ 2.1 คำจำกัดความ จำเปนตองพัฒนาระบบชารจไฟฟาใหมีความเหมาะสม สถานีบริการไฟฟา (Electric Vehicle Charging กับสภาพการใชงานรถยนตไฟฟา บทความนี้กลาวถึง รู ป แบบของการชาร จ ไฟฟ า ให ร ถยนต ไ ฟฟ า ชนิ ด ของ Station/ Point) คือสถานที่ใหบริการพลังงานไฟฟาแก สถานีบริการไฟฟา และแนวคิดในการออกแบบสถานี รถยนตไฟฟา สถานที่ตั้งของสถานีบริการไฟฟาอาจจะ อยูในตรอก ซอย ถนน ในลักษณะเดียวกับสถานีบริการ บริการไฟฟา น้ำมัน หรือแมแตโรงจอดรถ ลานจอดรถ หรือจุดจอดรถ คำสำคัญ : รถยนตไฟฟา, Electric Vehicle, บริการสาธารณะ [1] 2.2 บริการพื้นฐานของสถานีบริการไฟฟา สถานีบริการไฟฟา, Charging Station สถานี บ ริ ก ารไฟฟ า มี ห น า ที่ พื้ น ฐานในการให บริการดังตอไปนี้ 1. ∫∑π” 1) ชาร จ ไฟฟ า (Charging) ให แ บตเตอรี่ ข อง โครงขายไฟฟาอัจฉริยะรองรับการใชงานรถยนต ไฟฟ า ที่ เ ป น มิ ต รต อ สิ่ ง แวดล อ ม และจะเพิ่ ม ขึ้ น เป น รถยนตไฟฟา 2) ให บ ริ ก ารแลกเปลี่ ย น (Exchange and จำนวนมากในอนาคต รถยนต ไ ฟฟ า มี อุ ป กรณ ห ลั ก ที่ สำคั ญ ซึ่ ง แตกต า งจากรถยนต เ ชื้ อ เพลิ ง ฟอสซิ ล Swap) แบตเตอรี่ ซึ่ ง เป น ธุ ร กรรมหนึ่ ง ในการให เ ช า เครื่ อ งยนต สั น ดาปภายใน คื อ มอเตอร แบตเตอรี่ (Rent) หรือเชาซื้อ (Lease) แบตเตอรี่ บริการรูปแบบแรก อาจจะเปนแบบชารจธรรมดา ตั ว ควบคุ ม ขั บ เคลื่ อ นมอเตอร และระบบชาร จ ไฟฟ า ซึ่งใชเวลาในการชารจเทากับการชารจจากบานเรือนที่อยู เปนตน เมื่ อ ไฟฟ า ในแบตเตอรี่ ร ถยนต ไ ฟฟ า ถู ก ใช ง าน อาศั ย หรื อ แบบชาร จ ด ว น (Quick/Fast Charging) ไปจนหมด จำเปนตองเติมพลังงานไฟฟาที่สถานีบริการ ซึ่งเวลาในการชารจนอยกวาแบบแรก บริการรูปแบบที่สอง ผูใชรถไมตองเสียเวลารอ ไฟฟ า (Charging Station) สถานี บ ริ ก ารไฟฟ า มี การอัดประจุไฟฟาลงแบตเตอรี่ โดยถือวาสถานีบริการ หลากหลายรูปแบบ และสถานที่ ระบบไฟฟาที่จะรองรับรถยนตไฟฟาประกอบดวย ไฟฟ า ขายพลั ง งานไฟฟ า ไม ใ ช ข ายแบตเตอรี่ (Selling (ก) ชุดอัดประจุ (เครื่องอัดประจุไฟฟา, สายเคเบิลและ Electricity, NOT Battery Pack) สถานี บ ริ ก ารไฟฟ า อาจรั บ พลั ง งานไฟฟ า จาก คอนเน็คเตอร), (ข) สายจากมิเตอรไปยังชุดอัดประจุ โครงขายไฟฟาของการไฟฟา หรืออาจจะผลิตไฟฟาเอง และ (ค) สายปอนจากการไฟฟารวมทั้งมิเตอร บทความนี้นำเสนอแนวคิดพื้นฐานและหลักการ ก็ ไ ด ทั้ ง นี้ ขึ้ น อยู กั บ ความเป น ไปได ใ นการเชื่ อ มต อ กั บ เกี่ยวกับสถานีบริการไฟฟา ชนิดของสถานีบริการไฟฟา โครงขาย ขีดความสามารถในการผลิตไฟฟา และตนทุน ในการดำเนินการผลิตไฟฟาเมื่อเทียบกับการรับไฟฟา และแนวคิดที่สำคัญในการออกแบบสถานีบริการไฟฟา จากโครงขาย °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
59
2.3 รูปแบบของสถานีบริการไฟฟา สามารถแบ ง สถานี บ ริ ก ารไฟฟ า ตามหน า ที่ อ อก เปน 3 รูปแบบ คือ (1) สถานีใหบริการชารจไฟฟาลง แบตเตอรี่, (2) สถานีใหบริการแลกเปลี่ยนแบตเตอรี่ และ (3) สถานีใหบริการทั้งชารจไฟฟาลงแบตเตอรี่และ แลกเปลี่ยนแบตเตอรี่ สถานีใหบริการชารจไฟฟาลงแบตเตอรี่เปนบริการ พื้ น ฐานที่ มี ค วามสลั บ ซั บ ซ อ นน อ ยที่ สุ ด ใช พื้ น ที่ น อ ย ประเด็นสำคัญที่ตองคำนึงถึงสำหรับสถานีแบบนี้คือระยะ เวลาที่ ช าร จ ไฟฟ า ลงแบตเตอรี่ จะต อ งตอบสนองต อ ความต อ งการของผู รั บ บริ ก าร หากเป น สถานี บ ริ ก าร ไฟฟ า ที่ อ ยู บ ริ เ วณโรงรถส ว นบุ ค คลหรื อ ที่ จ อดรถของ สถานที่ทำงาน ในชวงเวลาที่จอดรถก็สามารถอัดประจุลง แบตเตอรี่ แต ถ า เป น สถานี บ ริ ก ารไฟฟ า ที่ อ ยู ร ะหว า ง ตนทางและปลายทางของเสนทางการเดินทางก็จำเปน ต อ งชาร จ ไฟฟ า ลงแบตเตอรี่ ใ ห เ ต็ ม อย า งรวดเร็ ว เพื่ อ ไมใหกระทบตอกำหนดการเดินทาง สถานีใหบริการแลกเปลีย่ นแบตเตอรี่ มีความมุง หวัง เพื่ออำนวยความสะดวกใหผูรับบริการ ทำใหไมตองเสีย เวลารอการชาร จ ไฟฟ า ลงแบตเตอรี่ ซึ่ ง เป น สิ่ ง ที่ ส ถานี บริการไฟฟาจะตองดำเนินการเอง ประเด็นสำคัญก็คือ ความเขากันไดอยางพอดีระหวางแบตเตอรี่และพื้นที่วาง แบตเตอรี่ ใ นรถยนต หากมี ม าตรฐานที่ มี ข นาดทาง กายภาพในลักษณะเดียวกับ USB ของการสื่อสารขอมูล คอมพิวเตอรก็จะทำใหการใหบริการและการรับบริการ เปนไปอยางเรียบรอย สถานี แ บบผสมที่ ใ ห บ ริ ก ารทั้ ง ชาร จ ไฟฟ า ลง แบตเตอรี่ แ ละให บ ริ ก ารแลกเปลี่ ย นแบตเตอรี่ เป น การนำเสนอบริการที่หลากหลายใหแกผูรับบริการ ทำให ผูบริการสามารถเลือกสิ่งที่ตนเองตองการได นอกจากนั้ น สามารถแบ ง สถานี บ ริ ก ารไฟฟ า ได ตามประเภทการใชงานของรถยนตไฟฟาเปน 4 ประเภท คือ 1) สถานีบริการไฟฟาริมทางดวนระหวางเมือง สำหรั บ รถยนต ไ ฟฟ า ที่ ใ ช ค วามเร็ ว สู ง (On-Road Highway Speed Vehicles) 2) สถานี บ ริ ก ารไฟฟ า ในเมื อ งสำหรั บ รถยนต ไฟฟ า ที่ ใ ช ใ นเมื อ ง (City Electric Vehicles) ที่ มี การจำกัดความเร็ว เชน ไมเกิน 80 กม./ชม.
60
3) สถานี บ ริ ก ารไฟฟ า สำหรั บ รถยนต ไ ฟฟ า ค ว า ม เ ร็ ว ต่ ำ ( L o w S p e e d V e h i c l e s ห รื อ Neighborhood Electric Vehicles) เชน ใชงานในพื้นที่ หนวยงานขนาดใหญ สนามกอลฟ หรือรีสอรท เปนตน ซึ่งจะใชงานที่ความเร็วประมาณ 40-50 กม./ชม. 4) สถานีบริการไฟฟาสำหรับรถยนตไฟฟาที่ใช ในกิจการธุรกิจการคา (Commercial Vehicles) รวมทัง้ รถบรรทุกไฟฟาและรถบัสไฟฟา สถานีบริการไฟฟาทั้งสี่รูปแบบขางตนจะสะทอน ความตองการ ราคาคาบริการที่เหมาะสม ขีดจำกัดเวลา ที่จะรอระหวางรับบริการ และพฤติกรรมตาง ๆ ของผูใช รถที่แตกตางกัน 2.4 ป จ จั ย สำคั ญ ในการออกแบบสถานี บ ริ ก าร ไฟฟา การก อ สร า งสถานี บ ริ ก ารไฟฟ า จะต อ งคำนึ ง ถึ ง ประเด็นตาง ๆ ทัง้ การใชงาน ดานเทคนิค ความปลอดภัย และสิ่งแวดลอม ปจจัยดานการใชงาน จะเกี่ยวกับความตองการ ของเจาของสถานีบริการไฟฟา ซึ่งจะกำหนดขีดความ สามารถของสถานีบริการไฟฟา เชน จะใหบริการแก รถยนตไฟฟา/แบตเตอรี่รุนใด, ใหบริการพรอมกันครั้งละ กี่คัน, ระยะเวลาที่ตองรอระหวางการรับบริการ, ระยะ ทางที่รถยนตไฟฟาวิ่งไดกอนที่จะอัดประจุไฟฟาอีกครั้ง รู ป ที่ 1 แสดงพั ฒ นาการในช ว งกลางและปลายของ ทศวรรษที่ 90 และเริ่มของศตวรรษที่ 21 ของระยะทาง ที่รถไฟฟาวิ่งไดกอนที่จะอัดประจุไฟฟาครั้งตอไป
รูปที่ 1 ระยะทางที่รถยนตไฟฟาวิ่งไดในยุคตาง ๆ
ปจจัยดานเทคนิค เกี่ยวของมาตรฐานขอกำหนด ตาง ๆ ทั้งทางไฟฟา ทางเครื่องกล เกี่ยวของกับแหลง
จ า ยไฟ, การส ง พลั ง งานไฟฟ า จากแหล ง จ า ยไปยั ง เครื่องอัดประจุ, เครื่องอัดประจุไฟฟาลงแบตเตอรี่ และ การเชื่อมตอระหวางเครื่องอัดประจุและแบตเตอรี่ รูปที่ 2 แสดงเทคโนโลยีตาง ๆ ในรถยนตไฟฟาและที่เชื่อมตอ กับเครื่องอัดประจุ (ก) ความจุ (Wh/kg)
รูปที่ 2 เทคโนโลยีที่เกี่ยวของกับรถยนตไฟฟา
อุปกรณสำคัญตามรูปที่ 2 ที่เกี่ยวของกับสถานี คือ แบตเตอรี่ และเครื่องอัดประจุไฟฟาใหแบตเตอรี่ (Battery Charger) ปจจุบันแบตเตอรี่ที่มีใชงานในทอง ตลาด ประกอบดวย Lead/Acid, Nickel/Cadmium, Nickel/Metal Hydride, Sodium/Sulphur, Lithium-ion, Lithium-Polymer, Sodium/ Nickelchloride โดย แบตเตอรี่ชนิด Lithium-ion มีประสิทธิภาพพลังงาน สูงสุด ขณะที่ชนิด Sodium/Sulphur มีระยะการใชงาน (Cycle Life) สูงสุด รายละเอียดดังแสดงในตารางที่ 1 ตารางที่ 1 ขอมูลแบตเตอรี่ชนิดตาง ๆ
(ข) ตนทุน (x35 บาท/kWh) รูปที่ 3 แนวโนมการพัฒนาแบตเตอรี่ชนิดตาง ๆ
แบตเตอรี่ชนิดตาง ๆ มีการใชงานในรถยนตยี่หอ ตาง ๆ ทั้งคายอเมริกา ยุโรป และญี่ปุน จากขอมูลดัง แสดงในตารางที่ 2 ขางลางนี้ จะเห็นวาแบตเตอรี่ชนิด Nickel/Cadmium มีน้ำหนักนอยที่สุด ขณะที่แบตเตอรี่ ชนิด Nickel/Metal Hydride ที่ใชในรถยนต GM มี ระยะวิ่งไกลที่สุด ตารางที่ 2 ขอมูลการใชแบตเตอรี่ชนิดตาง ๆ ในรถยนตแตละยี่หอ
เมื่อเปรียบเทียบแบตเตอรี่ 4 ชนิด คือ Lead/ Acid, Ni/Cd, NiMH และ Lithium/Polymer พบวาชนิด Lithium/Polymer มีแนวโนมที่จะเก็บพลังงานไฟฟาได สู ง สุ ด ขณะที่ มี ต น ทุ น สู ง กว า ชนิ ด Lead/Acid ซึ่ ง มี ตนทุนต่ำที่สุดเพียงเล็กนอย
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
61
ป จ จั ย ที่ มี ผ ล ต อ ร ะ ย ะ เ ว ล า ก า ร ช า ร จ แ ล ะ ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ประกอบดวย 1) ความบอยครั้งในการอัดประจุและคายประจุ (Frequency of Charge/Discharge) 2) อัตราการอัดประจุ (Charge Rate) 3) อัตราการคายประจุ (Discharge Rate) 4) ขนาดความจุของแบตเตอรี่ (Battery Storage) 5) สภาพการทำงานขณะชารจไฟฟา (Operating Condition) ในแต ล ะป จ จั ย ข า งต น มี ป ระเด็ น ที่ เ กี่ ย วข อ งดั ง แสดงในรูปที่ 4
รูปที่ 5 ตัวอยางมอเตอรกระแสสลับในระบบขับเคลื่อน
นอกจากมอเตอรกระแสสลับแลว ผูผลิตบางราย เลือกใชมอเตอรกระแสตรง ดังแสดงในตารางที่ 3 ตารางที่ 3 การใชมอเตอรชนิดตาง ๆ สำหรับรถยนตไฟฟา
รูปที่ 4 ปจจัยที่มีผลตอประสิทธิภาพของแบตเตอรี่
ปจจัยความปลอดภัยและสิ่งแวดลอม เกี่ยวของ กับความปลอดภัยของสาธารณะ, การยอมรับของชุมชน และผลกระทบตอสิ่งแวดลอม เปนประเด็นสำคัญที่สุดที่ ตองคำนึงถึง เพื่อใหรถยนตไฟฟาและระบบการอัดประจุ ให แ บตเตอรี่ ข องรถยนต ไ ฟฟ า มี ค วามปลอดภั ย และ เปนมิตรกับสิ่งแวดลอมอยางแทจริง โดยจะกลาวถึงใน บทความตอนตอไป 2.5 ชนิดระบบชารจไฟฟา ผูผลิตรถยนตไฟฟาเลือกมอเตอรชนิดตาง ๆ เพื่อ ใชในระบบขับเคลื่อนของรถยนต รูปที่ 4 แสดงตัวอยาง การใชมอเตอรกระแสสลับของรถยนตไฟฟายี่หอหนึ่ง
62
ขอมูลจากตารางที่ 3 จะเห็นวารถยนตคายยุโรป และญี่ปุนสวนใหญใชมอเตอรกระแสตรง ซึ่งมีทั้งแบบ กระตุนแยก (Separately Excited) และแมเหล็กถาวร ขณะที่รถยนตคายอเมริกาใชมอเตอรกระแสสลับ ซึ่งให กำลังขับสูงถึง 370 kW เนื่องจากมีการใชมอเตอรทั้งชนิดกระแสสลับและ กระแสตรงดังกลาวมาขางตน การปอนกระแสไฟฟาให แกรถยนตไฟฟามี 2 ชนิด คือ (1) ปอนดวยวิธีนำไฟฟา (Conductive) และ (2) ปอนดวยวิธีเหนี่ยวนำไฟฟา (Inductive) การป อ นด ว ยวิ ธี น ำไฟฟ า อาจป อ น กระแสสลั บ หรื อ กระแสตรง ขณะที่ ก ารป อ นด ว ยวิ ธี เหนี่ยวนำไฟฟาจะใชกระแสสลับ ดังแสดงในรูปที่ 5
รูปที่ 5 จุดตอ คุณลักษณะ และอุปกรณในการชารจ
(ข) รูปที่ 7 ปลั๊กและเตารับ
การป อ นด ว ยวิ ธี น ำไฟฟ า เป น การเชื่ อ มต อ ด ว ย หนาสั ม ผั ส โลหะตั ว นำ และสายเคเบิ ล อาจจะป อ น การป อ นอี ก แบบคื อ การป อ นด ว ยวิ ธี เ หนี่ ย วนำ กระแสสลับหรือกระแสตรง ในรูปที่ 6 แสดงการปอน ไฟฟา ใชหลักการทำงานของหมอแปลง โดยไมจำเปน ดวยกระแสสลับ ตองสัมผัสใหกระแสไหลเหมือนกับวิธีนำไฟฟา จุดเชื่อม ต อ เป น การประสานระหว า งตั ว เชื่ อ มต อ (Couple/ Paddle) และจุดปอน (ไฟฟา) เขา (Inlet) ดังแสดงใน รูปที่ 8
รูปที่ 6 การปอนดวยวิธีนำไฟฟากระแสสลับ
การป อ นด ว ยวิ ธี น ำไฟฟ า มี ก ารสั ม ผั ส กั น จริ ง กระแสไฟฟาไหลจากแหลงปอนไปยังรถยนตไฟฟาเพื่อ ปอนเขาแบตเตอรี่ ซึ่งมีใชหรือทดลองใชทั้งในอเมริกา (J1772) และยุโรป (RWE62169) ปลั๊ก (Plug) และ เตารับ (Socket or Receptacle) ดังแสดงในรูปที่ 7
(ก) หลักการทำงาน
(ก)
(ข) ตัวเชื่อมตอ และจุดปอนเขา รูปที่ 8 การปอนดวยวิธีเหนี่ยวนำไฟฟา °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
63
ตัวเชื่อมตอเหนี่ยวนำไฟฟา (Inductive Couple) แบงออกเปน 3 ชนิด คือ 1) ชนิดเสียบ (Insertion Type) 2)ชนิดวางใกล (Proximity Type) 3)ชนิดหวง (Chained-Ring Type) ในการออกแบบระบบชารจไฟใหรถยนตไฟฟาตอง ใหสอดคลองกับคุณลักษณะของรถยนตไฟฟา ซึ่งอาจจะ มีเครื่องอัดประจุ (Charger) อยูภายในรถ (On-board) หรือเปนอุปกรณแยกภายนอก (Off-board) รวมอยูกับ ระบบชารจไฟฟาซึ่งติดตั้งอยูในสถานีบริการไฟฟา จึง อาจพบเห็นระบบชารจไฟฟา 3 ชนิด ตามรูปที่ 9 คือ 1) แบบ Off-Board Inductively Couple (AC) 2)แบบ Off-Board Conductively Coupled (DC) 3)แบบ On-Board Conductively Coupled (AC)
1) ชารจปกติ (Normal Charging) ระบบ 1 เฟส ระดับแรงดัน 120 V กระแส 15 A กำลัง 1.8 kW หรือ ระดับแรงดัน 230 V กระแส 16 A กำลัง 3.7 kW 2) ชาร จ เร็ ว (Semi-Fast Charging) ระบบ 1 เฟส ระดับแรงดัน 230 V กระแส 32 A กำลัง 7.4 kW และ ระบบ 1 เฟส ระดับแรงดัน 3 x 400 V กระแส 16 A กำลัง 11 kW 3) ชารจดวน (Fast Charging) อาจใชกำลัง สูงสุดถึง 36 kW
3. ∫∑ √ÿª บทความนี้ไดนำเสนอผลการศึกษาเกี่ยวกับบริการ พื้นฐานของสถานีบริการไฟฟา, รูปแบบของสถานีบริการ ไฟฟา, ปจจัยสำคัญในการออกแบบสถานีบริการไฟฟา ประกอบดวยปจจัยการใชงาน ปจจัยดานเทคนิค ปจจัย ด า นความปลอดภั ย และสิ่ ง แวดล อ ม รวมถึ ง ระดั บ การชารจ ในบทความตอนต อ ไปจะกล า วถึ ง มาตรฐานที่ เกี่ ย วข อ งที่ ใ ช ง านในป จ จุ บั น และแนวโน ม การพั ฒ นา มาตรฐาน รายละเอี ย ดความปลอดภั ย และแนวทาง การออกแบบสำหรับผูรับบริการจากสถานีบริการไฟฟา ในพื้นที่ตาง ๆ เอกสารอางอิง [1] ธงชัย มีนวล, รถยนตไฟฟา : บทบาทใหมของ กฟภ., วารสารแวดวงวิศวกรรม กฟภ. ป 2552
รูปที่ 9 ระบบชารจไฟแบบตาง ๆ
2.6 ระดับการอัดประจุไฟฟา การอัดประจุไฟฟาแบบตาง ๆ จะสงผานปริมาณ พลั ง งานไฟฟ า แตกต า งกั น การเลื อ กใช อุ ป กรณ การออกแบบติดตั้ง และมีวัตถุประสงคการใชที่แตกตาง สมาคมวิศวกรรมยานยนตของอเมริกา (Society of Automotive Engineers, SAE) ได ก ำหนดการอั ด ประจุไฟฟาใหแกรถยนตไฟฟา 3 ระดับ คือ
64
ประวัติผูเขียน นายธงชั ย มี น วล ทำงานให การไฟฟาสวนภูมิภาค ประมาณ 19 ป ตั้ ง แต พ.ศ. 2533 จนถึ ง ป จ จุ บั น ง า น ห ลั ก ที่ รั บ ผิ ด ช อ บ เ กี่ ย ว กั บ การวิเคราะหและวางแผนระบบไฟฟา, การริเริ่มโครงการขนาดใหญเพื่อพัฒนา ร ะ บ บ ไ ฟ ฟ า ภ า ย ใ ต แ ผ น พั ฒ น า เศรษฐกิ จ และสั ง คมแห ง ชาติ ฉ บั บ ต า ง ๆ, การวางแผน โครงการ, และการศึกษาความเหมาะสมโครงการ
Technology & Innovation
‡∑§‚π‚≈¬’·≈–π«—μ°√√¡
¥√.ª√–¥‘…∞å ‡øóòÕßøŸ ·ºπ°«‘®—¬æ≈—ßß“π °Õß«‘®—¬ ΩÉ“¬«‘®—¬·≈–æ—≤π“√–∫∫‰øøÑ“ °“√‰øøÑ“ à«π¿Ÿ¡‘¿“§
°“√§«∫§ÿ¡·≈–ªØ‘∫—μ‘°“√ DG √à«¡°—∫√–∫∫ Smart Grids (μÕπ∑’Ë 2) จากที่ไดกลาวไปในตอนที่แลว ไดกลาวถึงพื้นฐาน เบื้ อ งต น ของการเชื่ อ มต อ Distributed Generation (DG) กับระบบโครงขายไฟฟา และการควบคุม DG ชนิดตาง ๆ ไปใหทราบแลวนั้น ในบทความตอนนี้จะ เปนการควบคุมและปฏิบัติการ DG รวมกับระบบ Smart Grids ดังนี้
3.4 °“√§«∫§ÿ¡·≈–ªØ‘∫—μ‘°“√ DG √à«¡°—∫ √–∫∫ Smart Grids จากที่กลาวมาขางตนแลววาการไฟฟาไมสามารถ ควบคุมเครื่องกำเนิดไฟฟาแตละชนิดทุกขนาดไดโดยตรง แต ส ามารถที่ จ ะควบคุ ม สั่ ง การให ผู ผ ลิ ต ไฟฟ า แต ล ะ ประเภทปฏิบัติตามกฎระเบียบที่กำหนดไวหากการจาย ไฟแล ว ไม ส อดคล อ งกฎระเบี ย บดั ง กล า ว ดั ง นั้ น สิ่ ง ที่ จำเปนตองทราบ คือ วิธีการควบคุมและปฏิบัติการของ DG แตละชนิดโดยสังเขป เพื่อใหคำแนะนำแกผูควบคุม
เครื่ อ งกำเนิ ด ไฟฟ า แต ล ะชนิ ด ปฏิ บั ติ ต าม ในการแก ปญหาที่เกิดขึ้นในระบบไดอยางเหมาะสม ซึ่งไดอธิบาย ไปบางแลวในหัวขอที่ผานมา สำหรับหัวขอนี้จะกลาวถึง กรณีศึกษาของปญหาการควบคุมที่อาจเกิดขึ้นกับ DG ชนิดตาง ๆ จากนั้นจะไดอธิบายหลักการการนำระบบ Smart Grids มาชวยในการแกปญหาตาง ๆ ของ DG แตละชนิด ๆ ไป 3.4.1 การควบคุ ม และปฏิ บั ติ ก าร DG ชนิ ด Synchronous Generator เครื่องกำเนิดไฟฟาชนิดนี้ สิ่งที่ตองใหความสนใจ คื อ การควบคุ ม แรงดั น ที่ จุ ด เชื่ อ มต อ และที่ จุ ด โหลด อื่น ๆ ในระบบ โดยหากในขณะที่ DG ยังไมเชื่อมตอกับ ระบบแล ว ไม มี ป ญ หาเรื่ อ งแรงดั น ที่ จุ ด โหลดใด ๆ หลั ง จาก DG เชื่ อ มต อ จะต อ งไม มี ป ญ หาด ว ยเช น กั น หากมีปญหาเจาของ DG ตองรับผิดชอบในการแกไข °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
65
ปญหา ซึ่งจริง ๆ แลวเปนหลักการที่ถือปฏิบัติกับ DG ทุกชนิด แตสำหรับ DG ชนิดนี้หากทำความเขาใจให ถองแท การแกไขปญหาจะทำไดงายกวาเครื่องกำเนิด ไฟฟาชนิดอื่น กลาวคือเราตองเขาใจวิธีการควบคุมวา สามารถควบคุมได 2 โหมด คือ Voltage Control Mode และ Power Factor Control Mode ดังที่กลาวไปแลว เคยมีเหตุการณที่เกิดขึ้นกับ VSPP รายหนึ่งวา โดยปกติ จะเดินเครื่องแบบ Power Factor Control Mode แต ปรากฏว า มี ป ญ หาด ว ยประการใดไม ท ราบจึ ง ต อ ง เดินเครื่องแบบ Voltage Control Mode เมื่อชวงโหลดต่ำ ปรากฏวา DG ดึงกำลังไฟฟารีแอคทีฟเขาไปเปนจำนวน มาก ทางผูเกี่ยวของจึงเกรงวาจะเกิดปญหาแรงดันตกใน วงจรนั้นได จึงวางแผนจะติด Capacitor Bank ในวงจร ดังกลาว เมื่อพิจารณาโดยคราว ๆ ก็เหมือนกับวาเปน วิธีการที่ถูกตอง แตจริง ๆ แลวไมถูกตอง เพราะเมื่อ เดินเครื่องแบบ Voltage Control Mode จะตองกำหนด แรงดันที่ควบคุมไวที่ Terminal Bus แตเมื่อแรงดันใน ระบบสู ง กว า แรงดั น ที่ ก ำหนด เครื่ อ งกำเนิ ด ไฟฟ า จึ ง จำเปนที่จะตองดึงกำลังไฟฟารีแอคทีฟออกจากระบบเพื่อ ใหแรงดันในระบบเทากับคาที่กำหนด แนวทางในการแก ปญหา คือ ตรวจสอบวาคาแรงดันที่กำหนดไวของเครื่อง กำเนิดไฟฟานั้นต่ำเกินไปหรือไม หรือลดระดับแรงดันใน วงจรนั้นโดยการปรับแท็ปหมอแปลงกำลังที่สถานีไฟฟา ใหเหมาะสมหรือปลด Capacitor Bank ที่สถานีไฟฟา อยางไรก็ดีคงตองตรวจสอบดวยวาแรงดันที่ปลายสาย ของวงจรอื่นมีคาเปนไปตามเกณฑมาตรฐานหรือไม หาก ไมไดจึงควรพิจารณาติดตั้ง Capacitor Bank ที่วงจร นั้น ๆ การมีระบบ Smart Grids จึงสามารถ Monitor เฝาดูไดวาจุดเชื่อมตอ DG หรือจุดโหลดจุดใดมีปญหา การควบคุมแรงดันหรือไม ซึ่งเจาหนาที่ของการไฟฟาจะ ควบคุ ม แรงดั น ในระบบได อ ย า งเหมาะสมโดยการให คำแนะนำผูควบคุมเครื่องกำเนิดไฟฟาใหปฏิบัติการได อยางถูกตองตอไป นอกจากนี้ ป ญ หาเรื่ อ งความปลอดภั ย ก็ เ ป น อี ก ปญหาหนึ่ง กลาวคือ เมื่อระบบโครงขายไฟฟาหลักหลุด ออกจากระบบบางครั้ง Synchronous Generator ยังคง อยู ใ นระบบ โดยเฉพาะการเกิ ด ฟอลต ช นิ ด High Impedance Fault ซึ่งโดยขอกำหนดการเชื่อมตอระบบ โครงข า ยไฟฟ า ได ก ำหนดให มี ก ารป อ งกั น ชนิ ด Anti-
66
Islanding อยู ด ว ยแล ว แต อ าจเกิ ด การผิ ด พลาดใน การทำงานหรือไมมีการติดตั้งการปองกันชนิดนี้อยูดวย หากใชระบบ Transfer-trip หรือ Inter-trip จึงจะไมเกิด ปญหานี้ขึ้น แตจะมีคาใชจายในการติดตั้งระบบสื่อสาร ค อ นข า งสู ง สำหรั บ VSPP ขนาดเล็ ก จะไม คุ ม ค า ใน การลงทุน ในกรณีของเครื่องกำเนิดไฟฟาขนาดใหญจะ ติดตั้ง RCS ที่จุดเชื่อมตอ ในกรณีที่บริเวณนั้นมีระบบ SCADA ก็อาจจะทำการสับปลด DG ออกจากระบบได หากระบบโครงขายไฟฟาหลักหลุดออกจากระบบไปแลว ดวยการสั่งปลด RCS ทั้งนี้ตองมั่นใจวาขณะนั้น DG ไม ได จ า ยกระแสฟอลต อ ยู ด ว ย มิ ฉ ะนั้ น การปลด RCS ขณะมีกระแสฟอลตอาจทำให RCS ชำรุดเสียหายได จึง ควรพิจารณาขนาดกระแสที่ไหลผาน RCS ประกอบดวย อยางไรก็ดีสำหรับกรณีที่เปน DG ขนาดเล็ก ไมมี RCS จะไมสามารถทำได แต DG ขนาดเล็กเหลานั้นอาจจะ หลุดออกจากระบบไปเองเนื่องจากจายโหลดเกินพิกัด หรือแรงดัน/ความถี่ที่ผิดปกติ ดังนั้นหากมีระบบ Smart Grids การทำ Inter-trip จะสามารถทำไดงาย การเชื่อมตอ หรื อ ปลด DG จากระบบสามารถทำได ที่ Inter connection CB จึงไมตองกังวลวาขณะนั้น DG ยังคง จายกระแสฟอลตอยูดวยหรือไม ในกรณี ข องกำลั ง ไฟฟ า สู ญ เสี ย ที่ อ าจเพิ่ ม ขึ้ น เนื่องจากการเชื่อมตอ DG นั้น มีการหารือการแกไข ปญหากันอยูบอยครั้ง จึงขออธิบายหลักการในที่นี้ดวยวา โดยทั่ ว ไปในกรณี ที่ DG เชื่ อ มต อ กั บ วงจรใดที่ ไ ม ใ ช ตนทางหรือใกลกับสถานีไฟฟากำลัง ไฟฟาสูญเสียจะ เพิ่มขึ้นเมื่อโหลดในวงจรนั้นมีคานอยกวากำลังไฟฟาที่ DG จ า ยเข า ระบบ ข อ แนะนำสำหรั บ วิ ธี ก ารลดกำลั ง สูญเสียอื่น ๆ เพิ่มเติม เชน การปรับเปลี่ยนการจายไฟ (Reconfiguration) โดยใหยาย DG ไปเชื่อมตอกับวงจร ที่มีโหลดสูงกวา หรือโอนยายโหลดที่อยูบริเวณใกลเคียง DG มารั บ ไฟจากวงจรที่ มี DG เชื่ อ มต อ อยู การจะ พิ จ ารณาดำเนิ น การอย า งไรนั้ น ควรจะทดสอบผลด ว ย การใชโปรแกรมทางดานวิศวกรรมไฟฟา เชน โปรแกรม DIgSILENT ตรวจสอบผลกอนวาถูกตองหรือไม แลวจึง พิ จ ารณาความคุ ม ค า ในการลงทุ น ต อ ไป หากมี ร ะบบ Smart Grids การดำเนิ น การตรวจสอบทดลองปรั บ เปลี่ยนรูปแบบการจายไฟนี้สามารถทดลองแบบ OffLine ในระบบได ซึ่งจะทำใหเราสามารถดำเนินการได สะดวก รวดเร็ว และมีความแมนยำมากยิ่งขึ้น
สำหรับปญหาดานการจายไฟอื่น ๆ คือ การจาย ไฟแบบแยกอิสระ (Islanding) โดยไมตั้งใจ เคยมีกรณี ศึกษาที่สถานีไฟฟาลาดบัวหลวง คือ เกิดฟอลตลงดิน แบบชั่ ว คราวที่ ส ายส ง 115 kV ที่ รั บ ไฟมาจากสถานี ไฟฟาไทรนอย ดังรูปที่ 21 จึงเกิดการทริปสายสง 115 kV แตที่สถานีไฟฟาลาดบัวหลวงมี DG เชื่อมตออยูยังไม หลุดออกจากระบบเพราะตรวจสอบไมเห็นฟอลตลงดิน ดานแรงสูง จึงยังคงจายไฟอยูซึ่งการจายไฟในสภาวะนี้ คือการจายไฟแบบแยกอิสระโดยไมตั้งใจ แตดวยกำลัง การผลิตนอยกวาโหลดจึงทำใหเกิดความถี่ตกต่ำกวาที่ Under-frequency Relay ตั้งไว จึงทำให Outgoing CB ทริป เกิดไฟดับถาวรแทนที่จะเปนไฟดับชั่วคราว ทั้งนี้ เพราะเมื่อฟอลตหายไปแลว CB ที่สถานีไฟฟาไทรนอย Reclose กลั บ มาแล ว ก็ ไ ม ส ามารถจ า ยไฟให โ หลดได นอกจากจะเสี ย โอกาสในการจ า ยไฟให แ ก ผู ใ ช ไ ฟและ ความเชื่อถือไดของระบบลดลงแลว ยังมีความสุมเสี่ยงที่ อุปกรณหรือ DG จะชำรุดเสียหายไดอีกดวย เพราะหาก Under-frequency Relay เกิดการทริปชากวาเวลาที่ CB ของสถานีไฟฟาไทรนอยจะ Reclose กลับมา การที่ ระบบยังไม Synchronize กันก็เหมือนกับการเกิดฟอลต ที่ รุ น แรงชนิ ด หนึ่ ง นั่ น เอง ซึ่ ง อาจทำให เ กิ ด การชำรุ ด เสียหายของอุปกรณหรือ DG ได ในกรณีนี้หากกำหนด Protection Scheme และการ Setting ระบบการ ปองกันที่เหมาะสมจึงสามารถแกปญหาได
ประเด็นที่นาสนใจในกรณีศึกษานี้ คือ ในเมื่อมี DG ขนาดใหญ เ ชื่ อ มต อ อยู ใ นระบบจำหน า ยที่ มี ค วาม สามารถจายโหลดได (ควรจะมีการศึกษากอนวา DG สามารถจายโหลดในสภาวะ Islanding ไดหรือไมเปน กรณี ๆ ไป) เราจะทำอยางไรที่จะให DG ยังคงชวยจาย โหลดใหมากที่สุดเทาที่จะทำได นั่นคือ การจายไฟแบบ แยกอิสระโดยตั้งใจ แตก็ไมใชวาจะทำไดงาย ๆ เพราะ ตองมีการทำ Load Shedding ไดเมื่อมีโหลดเกินกวา กำลังการผลิตของ DG และเมื่อจะทำการขนานระบบ กลับไปเชื่อมตอกับระบบโครงขายไฟฟาหลักควรจะทำได ด ว ยความรวดเร็ ว จริ ง อยู ห ากติ ด ตั้ ง Synchronous Check Relay ที่ดาน 115 kV อาจจะทำการขนานกลับ ไดอัตโนมัติเมื่อความแตกตางของแรงดัน ความถี่ และ มุม ทั้งสองฝงอยูในเกณฑที่กำหนด แตปญหาคือแลว เมื่อใดจึงจะเขาทำได ซึ่งเราตองไมลืมวา DG ไมสามารถ จายโหลดไดทุกวงจร นั่นคือมีไฟดับอยูบางวงจร หาก ไมมี DG วงจรนี้จะสามารถไดรับการจายไฟกลับทันทีที่ ระบบ 115 kV จายไฟกลับมา ดังนั้นการขนานระบบ กลั บ สู ร ะบบหลั ก ด ว ยระยะเวลาที่ เ ร็ ว ที่ สุ ด จึ ง มี ค วาม จำเป น ซึ่ ง สามารถทำได โ ดยการ Remote Resynchronization นอกจากนี้ระบบการปองกันในสภาวะ การจายไฟแบบแยกอิสระอาจจะไมใช Scheme/Setting เดี ย วกั บ ในสภาวะปกติ ก็ ไ ด จึ ง จำเป น ต อ งใช ร ะบบ Adaptive Protection Scheme ซึ่งหากมีระบบ Smart Grids มาชวยจะทำใหการจายไฟแบบแยกอิสระโดยตั้งใจ สามารถทำไดงายขึ้น ทั้งในเรื่องของ Load Shedding, Remote Re-synchronization และ Adaptive Protection Scheme เนื่องจากมีระบบการสื่อสารและ การควบคุมที่ทันสมัยมารองรับการทำงานเหลานี้ได อนึ่ง สำหรับในกรณีที่ DG ไมสามารถรองรับการจายโหลดใน สภาวะ Islanding ได ไมวาดวยสาเหตุใดการมีระบบ Smart Grids จะสามารถปองกันไมใหเกิดการจายไฟ แบบแยกอิสระโดยไมตั้งใจได เพื่อปองกันปญหาตาง ๆ ดั ง ที่ ไ ด ก ล า วข า งต น โดยเฉพาะในด า นของความ ปลอดภัยตอผูปฏิบัติงาน
รูปที่ 21 กรณีศึกษาการจายไฟแบบ Islanding โดยไมตั้งใจ ณ สถานีไฟฟาลาดบัวหลวง
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
67
ดังนั้นจะเห็นไดวาการมีระบบ Smart Grid จะ ชวยใหการควบคุมแรงดันที่เหมาะสม การเชื่อมตอ/ปลด DG ไดจากระยะไกล การประสานสัมพันธระบบปองกัน แบบ Inter-trip การลดกำลังไฟฟาสูญเสีย และการจาย ไฟแบบ Islanding โดยตั้งใจหรือแมแตการปองกันการ จายไฟแบบ Islanding โดยไมตั้งใจ จะสามารถทำไดงาย สะดวก ปลอดภั ย และคุ ม ค า ในการลงทุ น มากขึ้ น อยางไรก็ดีสำหรับการที่จะเขาไปควบคุมการทำงานของ DG นั้นคงจะทำไดยาก เพราะหากเกิดการชำรุดเสียหาย ขึ้นมาจะหาผูที่รับผิดชอบไดยาก ทั้งนี้เมื่อมีระบบ Smart Grids ที่สมบูรณขอกำหนดการเชื่อมตอ/ปฏิบัติการระบบ โครงขายไฟฟาเหลานี้ควรจะมีการพิจารณาทบทวนตาม ความเหมาะสมตอไป 3.4.2 การควบคุ ม และปฏิ บั ติ ก าร DG ชนิ ด Induction Generator เครื่ อ งกำเนิ ด ไฟฟ า Induction Generator ในดานการพิจารณากำลังไฟฟาสูญเสียสามารถพิจารณา ได เ หมื อ นกั บ Synchronous Generator แต ด ว ยไม สามารถควบคุมแรงดันที่จุดเชื่อมตอได และโดยทั่วไปไม
นิยมใชในการจายไฟแบบ Islanding จึงจะไมกลาวถึง ในที่นี้ สิ่งที่นาสนใจคือ เมื่อ Induction Generator ตองการ Reactive Power ในการ Excitation จึงตอง ติ ด ตั้ ง อุ ป กรณ ป ระเภท Var Compensator เช น Capacitor Bank หรื อ SVC จึ ง ทำให ใ นบางสภาวะ Induction Generator เดินเครื่องในโหมด Self-excited Induction Generator ซึ่ ง หากเกิ ด การจ า ยไฟแบบ Islanding โดยไมตั้งใจอาจเกิดปญหา Resonance กับ ระบบไฟฟาในบริเวณที่จายไฟแบบ Islanding ได จึงอาจ ทำให เ กิ ด ป ญ หาแรงดั น เกิ น สู ง มากเป น อั น ตรายต อ อุ ป กรณ ใ นระบบเกิ ด ชำรุ ด เสี ย หายได ซึ่ ง ส ว นมากจะ นิยมติด 59I (Instantaneous Overvoltage Relay) ใน การปองกันดังกลาว นอกจากนี้อาจจะมีปญหาแรงดัน เกิ น จากการเกิ ด ฟอลต ล งดิ น ด า นแรงสู ง ที่ ข ดลวด หมอแปลงดานแรงสูงที่เชื่อมตอแบบเดลตา (ดานแรงต่ำ เปนสตาร) ดังแสดงในรูปที่ 22 เปนกรณีของ Wind Turbine ชนิ ด Induction Generator อนึ่ ง สำหรั บ Synchronous Generator ก็ ส ามารถเกิ ด ขึ้ น ได ใ น ลักษณะทำนองเดียวกัน จากรูปที่ 22 จะพบวาจะเกิด แรงดันเกินขึ้นในเฟสที่ไมเกิดการฟอลตลงดินทั้งสองเฟส ที่เหลือ
รูปที่ 22 การเกิดแรงดันเกินจากการเกิดฟอลตลงดินดานแรงสูงที่ขดลวดหมอแปลงตอเปนแบบ Dyn
68
นอกจากนี้ ใ นกรณี ที่ อุ ป กรณ ป อ งกั น และปลด การเชื่อมตอดานแรงสูงเปนฟวสคัทเอาท โดยที่การตอ ขดลวดดานแรงสูงของหมอแปลงเปนแบบเดลตา หาก มี ก ารสั บ ปลดฟ ว ส คั ท เอาท ห รื อ ฟ ว ส ข าดเฟสใดเฟส หนึ่ง ก็อาจจะเกิดปญหาแรงดันเกินจากปรากฏการณ Ferroresonance ได และอาจจะนำไปสูอุปกรณในระบบ ชำรุ ด เสี ย หายได จากที่ ก ล า วข า งต น หากได มี ก ารนำ ระบบ Smart Grid มาใชงานโดยสมบูรณจะปองกัน การเกิด Islanding โดยที่ไมตั้งใจได และในกรณีที่เกิด ฟอลตลงดินนั้น หากมีการใชระบบ Inter-trip จะลด ความเสี่ยงที่จะเกิดแรงดันเกินได สุดทายการเกิดแรงดัน ไมครบทั้ง 3 เฟส ในกรณีนี้สามารถปองกันได โดยหาก เกิดการจายไฟไมครบทั้ง 3 เฟส ใหปลดสวิตชที่อุปกรณ ที่สับปลดพรอมกันทั้ง 3 เฟส ทางดานแหลงจาย ทั้งจาก ระบบโครงขายไฟฟาหลักและทางฝง DG ที่ตำแหนงถัด ไปจากบริเวณที่พบการจายไฟไมครบทั้ง 3 เฟส แตทั้งนี้ ในหลั ก การควรจะตรวจสอบว า หากเกิ ด การจ า ยไฟไม ครบทั้ง 3 เฟส แลวจะมีโอกาสเกิดแรงดันเกินหรือไม เพราะหากไมมีโอกาสเกิดแรงดันเกินก็ไมควรดำเนินการ ปลดสวิตช 3 เฟส แทน เพราะจะทำใหเกิดไฟดับเปน บริเวณกวาง สำหรับการประเมินความเสี่ยงอาจใชการ Simulation หรือใชการตรวจวัดจากระบบ Smart Grids ก็ได แตทั้งนี้การสับปลดวงจรทั้ง 3 เฟส ควรจะตอง
รี บ ดำเนิ น การก อ นที่ อุ ป กรณ จ ะชำรุ ด เสี ย หาย ทั้ ง นี้ การเกิดแรงดันเกินจากปรากฏการณ Ferroresonance อาจเกิดกับเครื่องกำเนิดไฟฟาไดทุกชนิด ซึ่งมีวิธีการ แกไขปญหาในลักษณะเดียวกัน ปญหาเรื่องของคุณภาพไฟฟาของ Wind Turbine ที่ใช Induction Generator (IG) แบบ Fixed Speed นั้น ปญหาที่พบบอยคือ เรื่องของความไมสม่ำเสมอของ กำลั ง ไฟฟ า ที่ จ า ยให กั บ ระบบดั ง แสดงในรู ป ที่ 23 จึ ง ทำให แ รงดั น ที่ จุ ด เชื่ อ มต อ ไม ค งที่ ซึ่ ง อาจนำไปสู ป ญ หา Voltage Flicker ได หากมีระบบ Smart Grids จะทำให การตรวจสอบคุณภาพไฟฟาสามารถทำไดอยางตอเนื่อง ไดที่ทุกจุดเชื่อมตอและจุดโหลด โดยทั่วไปการตรวจวัดที่ จุดเชื่อมตอของ Wind Farm ขนาดใหญที่จะติดตั้งหาง ไกลจากระบบโครงข า ยไฟฟ า หลั ก หลายสิ บ กิ โ ลเมตร จุดเชื่อมตอจุดนั้นเปน Weak System ผลการตรวจวัด Voltage Flicker จึงอาจจะเกินกวาที่ระบุในขอกำหนด แต ห ากพิ จ ารณาถึ ง วั ต ถุ ป ระสงค ห ลั ก ของ Voltage Flicker แลวจะพิจารณาผลของไฟกะพริบที่จุดเชื่อมตอ ของผูใชไฟซึ่งมักอยูหางจากจุดติดตั้งของ Wind Farm ในกรณีนี้หากมีระบบ Smart Grids นั้น จะสามารถ ตรวจวัด Voltage Flicker ที่จุดเชื่อมตอโหลดตางๆ ได หากไม มี ผ ลกระทบก็ อ าจจะยั ง ไม จ ำเป น ต อ งทำการ ปรับปรุงแกไขปญหา Voltage Flicker ก็ไดเพราะมีคาใช จายในการปรับปรุงแกไขสูง
รูปที่ 23 กำลังไฟฟาที่ Wind Farm แบบ IG – Fixed Speed จายใหแกระบบโครงขายไฟฟา °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
69
สำหรั บ DFIG ที่ ใ ช กั บ Wind Turbine นั้ น ป ญ หาหลาย ๆ ป ญ หามี ลั ก ษณะคล า ยกั บ ทั้ ง ของ Induction Generator และ Synchronous Generator ทั่ว ๆ ไป ดังนั้นในที่นี้จะขอกลาวถึงปญหาเพิ่มเติมที่ยัง ไมไดกลาวถึงคือเรื่องปญหาระบบการปองกัน ทั้งนี้เพราะ Wind Farm ขนาดใหญใช Wind Turbine จำนวนหลาย เครื่องอาจเกือบถึง 100 เครื่อง อีกทั้งแตละเครื่องติดตั้ง ห า งกั น หลายร อ ยเมตรบางครั้ ง อาจไกลเกื อ บถึ ง 1 กิ โ ลเมตร นอกจากนี้ ก ระแสฟอลต ที่ จ า ยออกมาจาก Wind Turbine แตละเครื่องก็มีขนาดไมสูงมากนัก จึง ทำใหการ Setting อุปกรณปองกันใหทำงานประสาน สัมพันธกันไดอยางถูกตองแมนยำทำไดยาก การใชระบบ Smart Grids จะทำให ร ะบบการป อ งกั น ทำได อ ย า งมี ประสิทธิภาพโดยการใชฟง กชัน Transfer Trip นอกจาก นี้ ป ญ หาแรงดั น เกิ น และเรโซแนนซ จ าก Capacitor Switching ดังแสดงในรูปที่ 24 (ก) เปนการติดตั้ง อุปกรณ Var Compensator เชน Capacitor Bank และ SVC ในการชดเชยกำลั ง ไฟฟ า รี แ อคที ฟ ให กั บ Wind Farm ปญหาที่อาจเกิดขึ้นคือ การสับจายสวิตชที่เวลารูป คลื่นแรงดันสูงสุดแลวจึงเกิดแรงดันเกินจาก Switching Transient หรือการเกิดรีโซแนนซทางดานแรงต่ำของ หม อ แปลงซึ่ ง จะทำให อุป กรณ ช ำรุ ด เสี ย หายได การมี ระบบ Smart Grids จะชวยเก็บขอมูลและตรวจสอบ ยอนหลังไดวาปญหาเกิดจากสาเหตุใดเพื่อชวยวิเคราะห Root Cause Analysis ไดอยางถูกตองและรวดเร็วตอไป ประเด็นพิจารณาสุดทายสำหรับ Wind Turbine หรือ Wind Farm ทั่วไป คือ การเชื่อมตอขนานเขากับ ระบบโดยอัตโนมัติถามีความเร็วลมเพียงพอในการผลิต ไฟฟา ซึ่งบางครั้งอาจจะมีการเชื่อมตอเขากับระบบได หลายครั้ง สิ่งที่ตองระมัดระวังกันทั้ง 2 สวน คือ ใน กรณี ข องผู ป ฏิ บั ติ ง านในระบบไฟฟ า เมื่ อ ไม มี แ รงดั น ไฟฟาในระบบตองมั่นใจไดวา Wind Turbine จะไมจาย ไฟฟาเขามาในระบบ เพราะจะเกิดอันตรายตอผูปฏิบัติ งาน ในทำนองเดียวกันหากไมมีไฟในระบบจำหนายไมวา เกิดจากสาเหตุใด โดยที่ยังไมไดปลดการเชื่อมตอจาก ระบบของการไฟฟาหากตองการบำรุงรักษาระบบไฟฟา ภายใน Wind Farm นั้นในกรณีนี้อาจจะเปนอันตรายได
70
ถาระบบจำหนายไฟฟามีการจายไฟกลับเขามา ซึ่งหาก ทุ ก ครั้ ง ที่ ก ารปฏิ บั ติ ง านมี ก ารทำตามขั้ น ตอนที่ ถู ก ต อ ง และเหมาะสมโอกาสพลาดที่จะเกิดอุบัติเหตุก็จะลดลง อยางไรก็ดีการที่มีระบบ Smart Grids จะชวยลดความ ผิ ด พลาดเหล า นี้ ไ ด ทั้ ง นี้ เ พราะเราสามารถกำหนด ฟ ง ก ชั น การทำงานได ว า สถานะของสวิ ต ช / อุ ป กรณ ปองกันตาง ๆ จะตองอยูในสถานะใด รวมถึงฟงกชันการ ปองกันการจายไฟแบบ Islanding โดยไมตั้งใจไดอีกดวย อนึ่งตามระเบียบวาดวยขอกำหนดการปฏิบัติการระบบ โครงขายไฟฟาไดมีการระบุไวชัดเจนวาหาก VSPP หรือ SPP รายใดตองการขนานเครื่องหรือปลดออกจากระบบ จะต อ งแจ ง ให ศู น ย ค วบคุ ม ของการไฟฟ า ทราบทุ ก ครั้ ง ทั้งนี้หมายรวมถึง DG ทุกประเภททุกชนิด หากยึดถือ ปฏิบัติตามขอกำหนดดังกลาว โอกาสที่จะเกิดปญหาหรือ อุบัติเหตุนั้นจะไมเกิดขึ้นแนนอน แตในทางปฏิบัติกลับ พบวาสำหรับแหลงผลิตไฟฟาจากพลังงานแสงอาทิตย และพลังงานลมหลายแหงไมไดดำเนินการตามขอกำหนด ดังกลาว การเขาออกระบบใชแตระบบอัตโนมัติ ที่ยังไม ปรากฏเปนปญหาเพราะอุปกรณปองกันยังไมเกิดการ ผิดพลาดหรือยังไมเคยเกิดการปฏิบัติในลักษณะขางตน เลย แต ห ากเกิ ด ป ญ หาขึ้ น เมื่ อ ใดมี ก ารตรวจสอบ การปฏิบัติงานยอนหลังจะพบไดวาไมไดดำเนินการตามที่ กำหนดไว จึ ง ขอฝากให ผู ที่ เ กี่ ย วข อ งทุ ก ท า นพิ จ ารณา กำหนดแนวปฏิ บั ติ ใ ห ส อดคล อ งกั บ ระเบี ย บว า ด ว ยข อ กำหนดการปฏิบัติการระบบโครงขายไฟฟาตอไป
(ก) การติดตั้งอุปกรณ Var Compensator
(ข) Capacitor Switching Transients
(ค) TOV Resonance ในขดลวดหมอแปลง รูปที่ 24 การเกิดแรงดันเกินจาก Capacitor Switching จากการติดตั้ง Var Compensator สำหรับ Wind Farm
3.4.3 การควบคุ ม และปฏิ บั ติ ก าร DG ชนิ ด Inverter-Based DG สำหรับ DG ชนิด Inverter-Based DG นี้ ใน กรณีของ Solar PV จะสามารถเชื่อมตอ/ปลดออกจาก ระบบไดโดยอัตโนมัติเชนเดียวกับ Wind Turbine แตสิ่ง ที่พิเศษสำหรับกรณีของ Inverter-Based DG คือ ที่ตัว ของ Inverter มี ฟ ง ก ชั น การป อ งกั น รวมอยู ด ว ย ซึ่ ง แตกต า งจากระบบอื่ น ๆ ดั ง ที่ ไ ด อ ธิ บ ายไปแล ว การ ออกแบบโดยทั่วไปจะยึดหลักการที่วาหากเกิดเหตุการณ
ผิดปกติใด ๆ จะให Inverter หลุดออกจากระบบโดย เร็ ว เพื่ อ ป อ งกั น การเสี ย หาย อี ก ทั้ ง Inverter ชนิ ด Grid-Connected นั้นนิยมใชแบบ Line Commuted Inverter จึงปองกันการเชื่อมตอ Inverter ขณะที่ระบบ จำหนายไมมีไฟอยูไมไดดังที่ไดกลาวไปแลว แตปญหาที่ ตองระมัดระวังคือหากขณะที่จายไฟเขาระบบแลวระบบ โครงขายไฟฟาปลดการเชื่อมตอ จึงเปนการจายไฟแบบ Islanding โดยที่ไมตั้งใจ Inverter จะตองปลดการเชื่อม ตอออกจากระบบทันที โดยใชการตรวจสอบดังแสดงใน รูปที่ 20 ที่ไดอธิบายไวขางตนแลวเชนกัน °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
71
การที่มี Smart Grids จะชวยลดปญหาการจายไฟ แบบ Islanding โดยไมตั้งใจไดดังไดกลาวไปแลวหลาย ครั้ง สำหรับปญหาเรื่องคุณภาพไฟฟาของ Inverterbased DG จะมี ป ญ หาหลั ก อยู ที่ เ รื่ อ งของฮาร ม อนิ ก (Harmonics) ซึ่ ง Inverter เป น แหล ง จ า ยกระแส ฮารมอนิก จึงอาจจะทำใหสงผลกระทบตอผูใชไฟราย อื่น ๆ ได อีกทั้งปญหาเรื่องของ Voltage Flicker ใน กรณีของ Solar PV ทั่วไปอาจจะไมคอยมีปญหามากนัก แตประเภท Concentrating PV (CPV) นั้นอาจจะเกิด ขึ้นไดในบริเวณที่ทองฟามีความเขมแสงแดดไมสม่ำเสมอ ทั้งนี้เนื่องจากกำลังไฟฟาที่ผลิตไดขึ้นอยูกับระบบความ เขมของแสงที่ไดจากการใชเลนสหรือกระจกในการรวม แสง (Concentrating) ดังแสดงในรูปที่ 25 จะพบวา กำลังไฟฟาที่ CPV จายใหแกระบบเมื่อคา Irradiation ของแสงเปลี่ยนไปในชวงเวลาตาง ๆ กำลังไฟฟาจะมีคา เปลี่ยนแปลงไปตามระดับความเขมของแสง เมื่อกำลัง ไฟฟาที่จายเขาระบบเปลี่ยนแปลงจึงทำใหแรงดันที่จุด เชื่อมตอเปลี่ยนแปลงที่คาไมคงที่ตามไปดวย การมีระบบ Smart Grids จะทำใหมีการตรวจวัด และเก็บขอมูลไวเชนเดียวกับที่ไดกลาวไวขางตน ทั้งนี้ เพื่อใชเปนขอมูลประกอบการพิจารณาในการแกปญหา ไดอยางทันทวงทีตอไป
รูปที่ 25 กำลังไฟฟาของ CPV ที่จายออกใหแกระบบเมื่อ ระดับความเขมแสงมีคาไมคงที่
72
อนึ่ง ดวยเนื่องจากมีเนื้อหาคอนขางมากจึงขอให ท า นผู อ า นทุ ก ท า นโปรดติ ด ตามตอนต อ ไปครั บ ซึ่ ง จะ กลาวถึงการออกแบบระบบ Smart Grids เพื่อรองรับ การควบคุมและปฏิบัติการ DG และระบบ Microgrid โดยจะนำเสนอเปนตอนที่ 3 หรือตอนสุดทายนั่นเอง เอกสารอางอิง [1] Kim Behnke, Cell Controller and EcoGrid EU - A Smart Grid prototype for the Future, Presentation February 23, 2010. [2] Ali Keyhani, Mohammad N. Marwali and Min Dai, “Integration of green and renewable energy in electric power systems”, John Wiley & Sons, 2010. [3] Ryszard Strzelecki and Grzegorz Benysek, ”Power Electronics in Smart Electrical Energy Networks”, Springer-Verlag London Limited, 2008. [4] IEC 61850-7-420 Communication networks and systems for power utility automation - Part 7-420: Basic communication structure - Distributed energy resources logical nodes
ประวัติผูเขียน ดร.ประดิษฐ เฟองฟู • หั ว ห น า แ ผ น ก วิ จั ย พ ลั ง ง า น กองวิ จั ย ฝ า ยวิ จั ย และพั ฒ นาระบบ ไฟฟา การไฟฟาสวนภูมิภาค รับผิดชอบ งานด า นวิ จั ย และพั ฒ นาระบบไฟฟ า มามากกวา 9 ป • กรรมการสาขาวิศวกรรมไฟฟา • บรรณาธิการ นิตยสารไฟฟาสาร
Technology & Innovation
‡∑§‚π‚≈¬’·≈–π«—μ°√√¡
ÿ√æß…å —π쑇«∑¬å«ß»å, «ø°. 895 °√√¡°“√«‘™“°“√ “¢“«‘»«°√√¡‰øøÑ“ « ∑.
¡“∑”§«“¡√Ÿâ®—°∫— ‡«¬å (Busway) °—π¥’°«à“ (μÕπ∑’Ë 1) ในการออกแบบระบบไฟฟานั้น สวนสำคัญสวน หนึ่งของระบบก็คือตัวนำ ซึ่งมีหนาที่ในการนำกระแส ไฟฟาไปจายใหแกโหลดนั่นเอง ตัวนำชนิดแรกที่เรามัก จะนึกถึงหรือใชกันโดยทั่วไปก็คือสายไฟฟา ซึ่งมีหลาย ชนิดดวยกัน เชน สายไฟฟาตามตารางที่ 4 (หรือสาย THW) และสายตามตารางที่ 6 (หรือสาย NYY) ตาม มาตรฐาน มอก. 11-2549 เปนตน ในระบบไฟฟ า หรื อ วงจรไฟฟ า ที่ มี ข นาดใหญ นั้ น ตัวนำที่ใชจะตองสามารถนำกระแสไดมาก ในขณะที่เรา ก็ ต อ งการให แ รงดั น ตกในตั ว นำน อ ยด ว ย ดั ง นั้ น สาย ไฟฟาที่เราใชกันอยูทั่วไปอาจจะไมเหมาะสมในการใชงาน ซึ่ ง ตั ว นำที่ เ รามั ก นิ ย มนำมาใช ใ นกรณี นี้ ก็ คื อ บั ส เวย (Busway) นั่นเอง
ที่ แ รงดั น ตกก็ น อ ยกว า สายไฟฟ า ด ว ย และยั ง มี ค วาม สะดวกในการติดตั้งใชงาน เพราะมีอุปกรณและชิ้นสวน ประกอบสำเร็จพรอมใชงานจากโรงงานแลว เชน ของอ (Elbow), ขอตอ 3 ทาง (Tee) เปนตน และมีความ คลองตัวในการใชงานสูงกวาสายไฟฟาเพราะสามารถตอ แยก (Tap) ออกไปใชงานไดตลอดความยาวอีกดวย นอกจากนี้ ถ า พิ จ ารณาที่ พิ กั ด การนำกระแสที่ เ ท า กั น บัสเวยจะมีขนาดพื้นที่หนาตัดเล็กกวาและมีน้ำหนักนอย กวาการเดินสายในทอรอยสาย ดังรูปที่ 2 ทำใหสามารถ ลดพื้นที่ในการติดตั้งและสามารถลดขนาดเหล็กรองรับ (Support) ได รวมถึงประหยัดเวลาในการติดตั้งดวย
รูปที่ 2 เปรียบเทียบขนาดพื้นที่หนาตัดของบัสเวยเทียบกับ ขนาดพื้นที่หนาตัดของการเดินสายในทอรอยสายที่พิกัด กระแสเทากัน รูปที่ 1 รูปแบบบัสเวยแบบตาง ๆ
บัสเวย (Busway) หรือบัสดัก (Busduct) หรือ บั ส บาร ท รั ง กิ้ ง (Busbar Trunking) เป น อุ ป กรณ สำเร็จรูปที่มีลักษณะเปนกลุมตัวนำถูกหอหุมอยูภายใน โครงโลหะเพื่อใชงานแทนสายไฟฟาดังแสดงในรูปที่ 1 มี ขอดีกวาสายไฟฟาตรงที่สามารถนำกระแสไดมากกวา ดังนั้นจึงเหมาะกับบริเวณที่ตองการกระแสสูง ๆ ในขณะ
‚§√ß √â“ߢÕß∫— ‡«¬å
รูปที่ 3 โครงสรางของบัสเวย °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
73
โครงสร า งของบั ส เวย ประกอบไปด ว ยส ว นที่ สำคัญคือ ตัวนำ ฉนวน และโครงโลหะหอหุม ดังแสดง ในรูปที่ 4 โดยในแตละสวนจะมีรายละเอียด ดังนี้ ตัวนำ เปนหัวใจสำคัญของบัสเวย มีลักษณะเปน แทงตัวนำดังรูปที่ 4 ซึ่งนำมาเรียงตัวกันโดยมีฉนวนกั้น ระหวางกลาง ตัวนำที่ใชงานมีอยู 2 ชนิด คือ ทองแดง และอะลู มิ เ นี ย ม ทองแดงมี ข อ ดี ต รงที่ ที่ พิ กั ด กระแส เดียวกันจะมีขนาดเล็กกวาจึงทำใหตองการขนาดของชอง ชารฟระหวางผนังหรือพื้นเพื่อติดตั้งบัสเวยเล็กตามไป ดวย ในขณะที่อะลูมิเนียมมีจุดเดนตรงที่น้ำหนักเบากวา และราคาถูกกวาจึงเปนที่นิยมใชมากกวา ตัวนำทั้งสองชนิดจะมีการเคลือบสารเพื่อปองกัน การกัดกรอนจากออกไซด โดยอะลูมิเนียมจะเคลือบดวย ดีบุก (Tin plate) และตัวนำทองแดงจะเคลือบดวยเงิน (Silver plate)
โดยความสามารถในการทนอุ ณ หภู มิ สู ง สุ ด ของ ฉนวนจะขึ้นอยูกับชนิดและสวนผสมของวัสดุที่นำมาทำ ฉนวนนั้น ซึ่งมีระดับการทนอุณหภูมิสูงสุดของฉนวนอยู 4 ระดับ คือ 1. Class A สามารถทนอุณหภูมิสูงสุดได 105 องศาเซลเซียส 2. Class B สามารถทนอุณหภูมิสูงสุดได 130 องศาเซลเซียส 3. Class F สามารถทนอุณหภูมิสูงสุดได 155 องศาเซลเซียส 4. Class H สามารถทนอุณหภูมิสูงสุดได 180 องศาเซลเซียส สำหรับประเทศไทยโดยทั่วไปจะเลือกใชบัสเวย แบบฉนวน Class B เพราะวาบานเราเปนประเทศที่มี อากาศรอนและบางครั้งการติดตั้งบัสเวยจะอยูในบริเวณ ที่อากาศถายเทไมสะดวก ซึ่งถาเราเลือกใชบัสเวยแบบ ฉนวน Class A อาจจะมี ป ญ หาเรื่ อ งอายุ ก ารใช ข อง ฉนวนลดลงเนื่องจากอุณหภูมิแวดลอมที่สูงกวาคาเฉลี่ย ได ในขณะเดียวกันถาเลือกใชบัสเวยที่ฉนวนสามารถทน อุณหภูมิสูงสุดไดสูงขึ้น (Class F หรือ Class H) ก็จะ ทำใหราคาคาวัสดุของโครงการเพิ่มขึ้น
โครงโลหะห อ หุ ม เป น ส ว นที่ ใ ช ยึ ด โครงจั บ ยึ ด ตัวนำและเปนเปลือกหุมภายนอก ดังรูปที่ 6 นอกจากนี้ รูปที่ 4 ตัวนำของบัสเวย ยังชวยในการระบายความรอน เปนทางเดินกระแสลงดิน ของบั ส เวย ที่ อ อกแบบเป น แบบ Integral ground ฉนวน เปนสวนกั้นกลางระหวางตัวนำกับตัวนำ ด ว ยวั ส ดุ ที่ ใ ช ง านมี ทั้ ง ชนิ ด ที่ เ ป น โลหะ (Steel) และ หรือตัวนำกับโครงหอหุมเพื่อปองกันการลัดวงจรระหวาง อะลูมิเนียม (Extrude aluminum) เฟสหรือลัดวงจรลงดิน ดังรูปที่ 5 โดยทั่วไปฉนวนจะมี ใหเลือกใชงานอยู 2 แบบ คือ ไมลารโพลีเอสเตอรฟลม (Mylar Polyester Film) เปนแบบที่มีการใชฉนวนชนิด แผ น ฟ ล ม มาพั น รอบตั ว นำและยึ ด ติ ด กั น ด ว ยเทปกาว และอีพอกซี่ (Epoxy) เปนแบบที่มีการเคลือบตัวนำดวย อีพอกซี่ ซึ่งฉนวนทั้งสองแบบเปนฉนวน Class B ที่ผาน การทดสอบตามมาตรฐาน IEC60439-2 รูปที่ 6 โครงหอหุมบัสเวย
จำนวนตัวนำตอเฟส ขนาดของบัสเวยจะเล็กหรือ ใหญขึ้นอยูกับความสามารถในการนำกระแสของบัสเวย นั้ น ซึ่ ง จะมาจากขนาดพื้ น ที่ ห น า ตั ด ของตั ว นำนั่ น เอง รูปที่ 5 ฉนวนที่หอหุมตัวนำของบัสเวย
74
กรณีที่กระแสไมสูงมากบัสเวยจะมี 1 ตัวนำตอเฟส แต √Ÿª·∫∫‚§√ß √â“ߢÕß∫— ‡«¬å ถากระแสสูง ๆ จะสงผลใหบัสเวยนั้นมีตัวนำมากกวา โครงสรางของบัสเวยสามารถแบงตามลักษณะการ 2 ตัวนำตอเฟสได ซึ่งทำใหตองการพื้นที่ในการติดตั้ง ออกแบบโครงโลหะหอหุมไดเปน 2 รูปแบบ ดังรูปที่ 9 คือ มากขึ้นดวย ดังรูปที่ 7
รูปที่ 9 โครงสรางบัสเวยแบบตาง ๆ
รูปที่ 7 จำนวนตัวนำตอเฟสของบัสเวย
จำนวนตัวนำของบัสเวย จำนวนตัวนำของบัสเวย ขึ้นอยูกับความตองการในการใชงาน โดยมีใหเลือกใช งานหลากหลายดังตัวอยางในรูปที่ 8 โดยมีทั้งแบบ 3 เฟส 3 สาย และ 3 เฟส 4 สาย แบบที่มีตัวนำกราวด ภายใน (Internal Ground) และไมมีตัวนำกราวดภายใน (External Ground และ Integral Ground) และยัง สามารถเลื อ กขนาดตั ว นำนิ ว ตรอลได ด ว ย ซึ่ ง ถ า เป น โหลดทั่วไปก็มักจะเลือกใชบัสเวยแบบ 100%-Neutral และสำหรั บ กรณี ที่ โ หลดมี ฮ าร โ มนิ ค ส สู ง มากก็ อ าจจะ เลือกใชบัสเวยแบบ 200%-Neutral เปนตน
1. แบบมี ช อ งระบายอากาศ (Ventilated Housing) มีลักษณะเปนตะแกรงโปรง ระบายความ รอนโดยอาศัยอากาศรอบ ๆ ตัวนำ มีการเวนชองวาง ระหว า งตั ว นำเพื่ อ ให อ ากาศหมุ น เวี ย นผ า น เนื่ อ งจาก โครงสร า งต อ งมี ช อ งระบายอากาศทำให มี ป ญ หาฝุ น เศษผง หรือใยแมงมุมที่ตกคางระหวางชองวางของแทงตัวนำ และมีปญหาเรื่องความชื้นดวย และเนื่องจากโครงสรางที่ มีการติดตั้งตัวนำหางกันทำใหบัสเวยมีคา Reactance สูงสงผลใหมีคาแรงดันตกมาก และทนกระแสลัดวงจรได ต่ำ ดังนั้นในปจจุบันจึงไมนิยมนำมาใชงาน การระบายความร อ นของบั ส เวย แ บบนี้ จ ะมี ประสิทธิภาพที่ดีในกรณีที่แนวการวางตัวของตัวนำอยูใน แนวดิ่งหรือที่เรียกวาเอดจไวส (Edge wise) ดังรูปที่ 10 (ก) และจะมีประสิทธิภาพการระบายความรอนลดลงถา แนวการวางตัวของตัวนำอยูในแนวราบ หรือที่เรียกวา แฟล็ตไวส (Flat wise) ดังรูปที่ 10 (ข)
(ก) ตัวนำวางตัวในแนวดิ่ง (Edge wise)
(ข) ตัวนำวางตัวในแนวราบ (Flat wise)
รูปที่ 8 ตัวอยางตัวนำภายในบัสเวยที่มีใหเลือกใชงาน
รูปที่ 10 แสดงการระบายความรอนของบัสเวยแบบมีชอง ระบายอากาศ (Ventilated Housing) °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
75
2. แบบหอหุมปดมิดชิด (Totally Enclosed 2. แบบปลั๊กอิน (Plug-in Type) เปนบัสเวย Housing) มี ลั ก ษณะเป น โครงห อ หุ ม ป ด ทึ บ ระบาย ท อ นตรงที่ มี ช อ งสำหรั บ เสี ย บอุ ป กรณ ตั ด ตอนเพื่ อ จ า ย ความร อ นโดยการนำความร อ นและการแผ รั ง สี กระแสไฟฟาระหวางทางดวยอุปกรณที่เรียกวาปลั๊กอิน (Radiator) ดั ง รู ป ที่ 11 เป น บั ส เวย ที่ พั ฒ นามาจาก ยูนติ ดังรูปที่ 13 บัสเวยแบบมีชองระบายอากาศ และเนื่องจากไมจำเปน ตองมีการระบายความรอนดวยอากาศทำใหสามารถติด ตั้งตัวนำชิดกันโดยมีฉนวนกั้นได จึงไมมีปญหาเรื่องฝุน เศษผง และความชื้น ซึ่งการวางตัวนำชิดกันทำใหบัสเวย มีคา Reactance ต่ำสงผลใหมีคาแรงดันตกนอย และ ทนกระแสลัดวงจรไดสูง ปจจุบันนิยมนำมาใชงานมาก
รูปที่ 11 การระบายความรอนของบัสเวย แบบหอหุมปดมิดชิด
™π‘¥¢Õß∫— ‡«¬å
รูปที่ 13 บัสเวยแบบปลั๊กอิน
สำหรับชองเสียบของบัสเวยแบบปลั๊กอินจะมีการ ปองกันไมใหวัสดุหรือนิ้วมือเขาไปสัมผัสกับตัวนำไฟฟา ในบัสเวยได ดังรูปที่ 14
บัสเวยทอนตรงแบงออกเปน 2 แบบ ดังนี้ 1. แบบฟดเดอร (Feeder type) เปนบัสเวย ทอนตรงที่จายกระแสไฟฟาใหกับโหลดโดยตรงเพียงชุด เดี ย วไม มี ช อ งสำหรั บ เสี ย บอุ ป กรณ ตั ด ตอนเพื่ อ จ า ย กระแสไฟฟาระหวางทาง ดังรูปที่ 12 ใชสำหรับจายไฟ ใหกับโหลดขนาดใหญ เชน เครื่องจักรขนาดใหญ Motor Control Center (MCC) ตูเมนไฟฟา เปนตน รูปที่ 14 ชองเสียบของบัสเวยแบบปลั๊กอิน
รูปที่ 12 บัสเวยแบบฟดเดอร
76
3. แบบบัสระบบแสงสวาง (Lighting Busway) เป น บั ส เวย ที่ อ อกแบบให มี ก ารเตรี ย มตั ว นำไฟฟ า และ อุปกรณจับยึดตาง ๆ มาเพื่อใชกับระบบไฟฟาแสงสวาง และโหลดไฟฟาขนาดเล็ก โดยจะมีทั้งแบบที่เปนระบบ ไฟฟาแบบ 3 เฟส 380 โวลต และแบบ 1 เฟส 220 โวลต บัสระบบแสงสวางมีลักษณะคลายกับแบบปลั๊กอิน โดยมีลักษณะเปนทอนตรงที่มีชองสำหรับเสียบอุปกรณ ตัดตอนเพื่อจายกระแสไฟฟาใหกับโคมไฟฟาดวยปลั๊กอิน ยูนิต ซึ่งโดยปกติจะมีอุปกรณปองกันในตัวทั้งแบบที่เปน ฟวสและเซอรกิตเบรกเกอร ดังรูปที่ 15
(ข) ภาพตัดของบัสเวยแบบราง
(ค) การประยุกตใชบัสเวยแบบรางกับโครงสรางลักษณะโคง
รูปที่ 15 ตัวอยางของบัสระบบแสงสวาง (Lighting Busway) รูปที่ 16 การใชงานบัสเวยแบบราง
4. แบบราง (Trolley Busway) เปนบัสเวยที่มี จากที่ ก ล า วมาข า งต น ทำให ท ราบถึ ง รู ป แบบ ลั ก ษณะเป น รางสำหรั บ จ า ยไฟฟ า ให กั บ โหลดไฟฟ า ที่ เคลื่อนที่ เชน เครนไฟฟา สายพานลำเลียง เครื่องมือ โครงสราง และบัสเวยชนิดตาง ๆ กันไปแลว ในตอน ตอไปจะไดกลาวถึงการประยุกตใชงานบัสเวยในรูปแบบ ไฟฟาแบบเคลื่นที่ได เปนตน ดังรูปที่ 16 ตาง ๆ รวมถึงอุปกรณประกอบของบัสเวย
(ก) การใชงานบัสเวยแบบรางกับเครนไฟฟา
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
77
Variety ª°‘≥°– π. .π楓 ∏’√Õ—®©√‘¬°ÿ≈
สวั ส ดี ค ะ ผู อ า นทุ ก ท า น พบกั น อี ก เช น เคย ในเรื่ อ งราวท า ยเล ม ของไฟฟ า สาร ที่ ผู เ ขี ย นได พ า ทุ ก ท า น ขึ้ น รถ-ลงเรื อ -ไปเหนื อ -ล อ งใต มาจนถึ ง ฉบับนี้ นับเปนตอนที่ 9 แลว ซึ่งในตอนนี้ผูเขียนขอ หยิ บ ยื ม ชื่ อ เรื่ อ งมาจากชื่ อ หนั ง ออสการ ป 2009 ที่ผานมา เพื่อที่วาเราจะได “Up in the Air” ไปดู เรื่องไฟฟาบนเครื่องบินกันคะ เครื่องบินขนาดใหญที่ใชในเชิงพาณิชย หรือทาง เล็ ก ลงได หรื อ หากจำเป น ก็ ส ามารถปรั บ เปลี่ ย นเป น ยุทธการทหาร จะใชระบบไฟฟากระแสสลับ ที่ไดจาก ไฟฟากระแสตรงไดโดยงาย เพื่อจายใหอุปกรณเฉพาะ เครื่องกำเนิดไฟฟากระแสสลับ (Alternator1) ที่ระดับ บางอยาง แรงดัน 115 โวลต ความถี่ 400 เฮิรตซ 1.2) ระบบไฟฟากระแสสลับสามารถทำใหอยูใน ระบบสามเฟสได ซึ่ ง ส ง ผลให ส ามารถนำมอเตอร ที่ มี น้ำหนักเบากวา (เมื่อเทียบกับมอเตอรไฟฟากระแสตรง หรือมอเตอรไฟฟากระแสสลับหนึ่งเฟส ที่มีกำลังเครื่อง เทากัน) มาใชงานได ซึ่งระบบไฟฟากระแสสลับสามเฟส ในเครื่องบินขนาดใหญ มักใชสำหรับ Hydraulic pumps, Equipment cooling blower fans และอุ ป กรณ ที่ ตองการพลังงานกลสูง สวนระบบไฟฟากระแสสลับหนึ่ง เฟส ใชสำหรับไฟแสงสวาง และมอเตอรกำลังต่ำที่ใชใน การทำงานของวาลวตาง ๆ A simple two-pole ac alternator 1.3) งานบำรุ ง รั ก ษาทำได ง า ยและประหยั ด ขึ้ น มาก เนื่ อ งจากในบริ ภั ณ ฑ ไ ฟฟ า กระแสสลั บ เช น 1. Alternating current and the airplane มอเตอรตาง ๆ ไมตองมีสวนอุปกรณแปลงไฟฟากระแส การเลือกใชระบบไฟฟากระแสสลับ แทนที่จะเปน สลับเปนกระแสตรง (Commutator2) ระบบไฟฟากระแสตรงเหมือนอยางในเครื่องบินเล็ก หรือ ระบบไฟฟากระแสสลับมีขอเสียอยูบาง เชน ถา ในรถยนตนั้น มีเหตุผลสำคัญ 3 ประการ คือ ไมมีการปองกันการแผสนามแมเหล็กไฟฟารอบสายตัว 1.1) ร ะ บ บ ไ ฟ ฟ า ก ร ะ แ ส ส ลั บ ส า ม า ร ถ นำแตละเสนที่ดีพอ สนามแมเหล็กไฟฟานี้อาจรบกวน เปลี่ ย นแปลงระดั บ แรงดั น ได ง า ยโดยใช ห ม อ แปลง ระบบสื่ อ สารและระบบนำร อ งของเครื่ อ งบิ น 3 ได ซึ่ ง ทำให ส ามารถส ง กำลั ง ไฟฟ า ไปในระดั บ แรงดั น ที่ สู ง แต อ ย า งไรก็ ต าม ถื อ ว า ข อ เสี ย นี้ เ ล็ ก น อ ยมากเมื่ อ ดวยกระแสที่ต่ำ ๆ ขนาดสายและน้ำหนักของสายที่ใชจึง เทียบกับขอดีดานตาง ๆ ความแตกตางหลักในการใชคำเรียกระหวาง Alternator กับ Generator ขึ้นอยูกับวาเครื่องกำเนิดไฟฟานั้นมีสวนใดเคลื่อนที่ และสวนใดที่ยึดอยูกับที่ โดยใน Generator จะมีขดลวด (Armature) หมุนในสนามแมเหล็ก (Fixed magnetic field) แตใน Alternator จะเปนสนามแมเหล็กที่หมุน (Rotating magnetic field) อยูในขดลวด (Stationary armature) 2 Commutator แปลงกระแสสลับเปนกระแสตรง Invertor แปลงกระแสตรงเปนกระแสสลับ 3 ระบบสื่อสาร ใชระบบสัญญาณ VHF ความถี่อยูในชวงระหวาง 118 – 136.975 เมกะเฮิรตซ มีชวงหางแตละชอง 25 กิโลเฮิรตซ 1
78
2. High frequency and the airplane
3. Aircraft lights
การที่ ร ะบบไฟฟ า ในเครื่ อ งบิ น ใช ค วามถี่ 400 ไฟฟาแสงสวางของเครื่องบินที่จะกลาวถึงในขอนี้ เฮิรตซ แทนที่จะเปนความถี่กำลัง 50 เฮิรตซ หรือ 60 คื อ ไฟแสงสว า งที่ จ ำเป น ต อ งมี ส ำหรั บ การบิ น ในเวลา เฮิรตซ เทากับในระบบไฟฟากำลังทั่วไป มีเหตุผลสำคัญ กลางคืน ซึ่งจำแนกเปนหลายแบบตามวัตถุประสงคของ คือ ที่ระดับแรงดันไฟฟาเทากัน ในระบบที่มีความถี่สูง การสองสวาง เชน กวา จะมีฟลักซในแกนเหล็กนอยกวา ตามสมการ - Position (or navigation) lights - Anti-collision lights - Landing lights เมื่อ - Instrument lights แรงดันไฟฟา - Passenger compartment (or cabin) lights คาคงที่ของอุปกรณ 3.1) Position lights สนามแมเหล็กในแกนเหล็ก เครื่องบินแตละลำจะมีไฟระบุตำแหนงอยู 3 จุด ความถี่ ควบคุมดวยสวิตชตัวเดียวกัน โดยไฟระบุตำแหนงติดอยู ที่ ปลายป ก ซ า ย (แสงสี แ ดง) ปลายป ก ขวา (แสง นั่ น คื อ อุ ป กรณ ต า ง ๆ อย า งมอเตอร ห รื อ สีเขียว) และแพนหาง (แสงสีขาว)4 มีมุมการสองสวาง หมอแปลง ที่ใชกับความถี่ 400 เฮิรตซบนเครื่องบิน ครอบคลุมดังแสดงในรูป สามารถใชแกนเหล็กที่มีหนาตัดเล็กลงได ทำใหมีขนาด เล็กกวาอุปกรณในระบบความถี่ 50 เฮิรตซ ถึง 6-8 เทา แมวาระบบความถี่สูงจะมีขอดีคือใชแกนเหล็กเล็ก ลง ทำใหอุปกรณไฟฟามีน้ำหนักเบาและมีขนาดเล็กลง มาก แตก็มีขอเสียคือ เกิดความสูญเสียในแกนเหล็กสูง ขึ้น เพราะความสูญเสียเนื่องจากการกลับขั้วของแหลง จายไฟทุก ๆ วินาทีนั้น ขึ้นอยูกับความถี่ที่ใชยกกำลัง Arrangement of position lights สอง อยางไรก็ตาม อุปกรณที่ใชบนเครื่องบินตองการให มี ข นาดเล็ ก เป น หลั ก จึ ง ยอมรั บ ประสิ ท ธิ ภ าพที่ ต่ ำ ลง 3.2) Anti-collision lights เนื่องจากความสูญเสียในแกนเหล็กดังกลาวได ขอเรียกสั้น ๆ งาย ๆ ความหมายตรงตัววา “ไฟ อุปกรณไฟฟาบนเครื่องบินตองมีอัตราสวนกำลัง ต อ น้ ำ หนั ก (Power-to-weight ratio) สู ง นั่ น คื อ กันชน” มีไวเพื่อใหเครื่องบินแตละลำสามารถมองเห็น อุปกรณตองสามารถใหกำลังไดสูงที่สุดโดยมีน้ำหนักนอย กันและกันไดในเวลากลางคืน หรือในบริเวณที่ทัศนวิสัย ที่สุด มอเตอรที่ใชในอุตสาหกรรมทั่วไปอาจมีน้ำหนัก ไมดี และเพื่อความปลอดภัยในบริเวณที่มีการจราจรทาง มากถึ ง 60 กิ โ ลกรั ม ต อ พิ กั ด กำลั ง 1 กิ โ ลวั ต ต แต อากาศหนาแนน เครื่องบินแตละลำตองมีไฟกันชนอยาง สำหรับมอเตอรที่ใชบนเครื่องบินนั้นควรมีน้ำหนักนอย นอย 1 ดวงที่มีความเขมแสงสูงและกะพริบปด-เปดดวย กวา 3 กิโลกรัมตอพิกัดกำลัง 1 กิโลวัตต ซึ่งการทำให ความถี่ไมนอยกวา 40 รอบตอนาที และไมเกิน 100 น้ ำ หนั ก ของอุ ป กรณ ล ดลงได นั้ น ก็ ด ว ยการทำงานที่ รอบตอนาที ปจจุบันเครื่องบินสวนใหญมักมีไฟกันชน 3 ดวง คือ ความเร็วสูง ความถี่สูง และที่กระแสสูงขึ้นนั่นเอง 4
การใชสีแดงบอกตำแหนงซายมือ และสีเขียวบอกตำแหนงขวามือ เปนหลักการเดียวกันกับที่ใชในการเดินเรือ
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
79
- ที่ จุ ด สู ง สุ ด ของแพนหาง ติ ด ไฟหมุ น สี แ ดง (Rotating beacon) คลายไฟที่อยูตามยอดตึกสูง ๆ - ที่ ป ลายป ก ทั้ ง สองข า ง ติ ด ไฟแฟลชสี ข าว (Strobe lights) สายไฟที่จายใหแก Strobe lights ตองเปนสายที่ มี ก ำบั ง (Shielded cable) เพื่ อ ป อ งกั น Radio interference ที่เกิดจากการสงพัลสกระแสสั้น ๆ ไป สรางไฟกะพริบที่มีความเขมแสงมาก เวลามองทองฟาตอนกลางคืน แสงไฟจากเครื่อง บิ น ที่ เ ห็ น ระยิ บ ระยั บ แข ง กั บ แสงดาวก็ คื อ ไฟกั น ชน เนื่องจากเปนไฟที่มีความเขมแสงสูง จึงมองเห็นไดจากที่ ไกลหลายกิโลเมตรนั่นเอง 3.3) Landing lights ไฟสำหรับลงจอด มีไวเพื่อสองรันเวย ซึ่งอาจติด อยูทั้งที่บริเวณลอหนา (Nose gear) และใตปก โดยอาจ เป ด -ป ด พร อ มกั บ ระบบกางล อ นอกจากนี้ ยั ง มี Taxi lights ทำหนาที่เสมือนไฟหนารถยนตสำหรับเครื่องบิน ขณะวิ่งไปตามรันเวยหรือขณะวิ่งเขาสูลานจอด มีมุมการ สองสวางขนานกับพื้นดิน ซึ่งเงยสูงกวาไฟสำหรับลงจอด เล็กนอย หลอดไฟสำหรับลงจอดปจจุบันมีทั้งแบบดั้งเดิมที่ เปนตัวสะทอนแสงทรงพาราโบลา และแบบแอลอีดี
Boeing 747 - instrument panel
3.5) Cabin lights ไฟสองสวางภายในหองโดยสารแบงเปนสามสวน หลัก ๆ คือ - ไฟสำหรับปายหรือสัญญาณตาง ๆ เชน ปาย หามสูบบุหรี่ ปายทางออก ปายหองน้ำ และสัญญาณไฟ รัดเข็มขัด เปนตน - ไฟสำหรั บ อ า นหนั ง สื อ ไฟสั ญ ญาณเรี ย ก พนักงานสามารถเปด-ปดได ตรงที่นั่งผูโดยสารแตละคน - ไฟที่เพดาน ผนัง และพื้น ควบคุมจากหอง พนักงานตอนรับ
Boeing 747 - passenger compartment
4. Aircraft grounding การต อ ลงดิ น สำหรั บ เครื่ อ งบิ น ขณะจอด มี วัตถุประสงคหลักในการถายเทประจุไฟฟาสถิตที่ผิวของ 3.4) Instrument lights เครื่องบินลงสูดิน ในสนามบินบางแหงกำหนดใหมีจุดตอ ไฟสำหรับสองสวางติดอยูหลังแผงหนาปดควบคุม ลงดิ น สำหรั บ เครื่ อ งบิ น แต ล ะลำ จำนวน 3 จุ ด คื อ และแผงอุ ป กรณ ต า ง ๆ ในห อ งนั ก บิ น สามารถปรั บ บริเวณลอหนา 1 จุด และดานซายและขวาของลอหลัง ระดับความสองสวางไดตามความตองการของนักบิน
80
หรือบางสายการบินนำขอมูลมาชวยในการแกปญหาขอ บกพรองของเครื่องยนตดวย กลองบันทึกการบินติดตั้งอยูบริเวณสวนหางของ เครื่องบิน ตัวกลองสามารถทนแรงกระแทกไดสูงมาก ส ว นเทปที่ บั น ทึ ก สามารถทนความร อ นได สู ง และใน กลองยังมีเครื่องสงวิทยุเพื่อใหสามารถหาตำแหนงของ กลองเมื่ออยูใตน้ำได สีภายนอกกลองเปนสีสมเหมือน กรวยจราจร เพื่อใหเดนสะดุดตาเวลาคนหา แตที่มัก เรี ย กกั น ว า กล อ งดำ (Black box) นั้ น อาจจะเนื่ อ ง มาจากขอมูลสาเหตุของอุบัติเหตุที่วิเคราะหไดสวนใหญ มักถูกปกปดเปนความลับ
การตอลงดินสำหรับเครื่องบินขณะจอด
ผูเขียนขออนุญาตไมกลาวถึงในรายละเอียดของ ระบบสื่อสารและระบบนำรองของเครื่องบิน เนื่องจาก ระบบเหลานี้มีความหลากหลายไปตามแตเทคโนโลยีของ บริ ษั ท ผลิ ต เครื่ อ งบิ น แต ล ะรุ น แต ล ะแห ง ดั ง นั้ น ส ว น สุดทายที่จะกลาวถึงในเรื่องนี้ แมจะไมมีความเกี่ยวของ ทางไฟฟาเทาใดนัก แตก็เปนที่รูจักกันเปนอยางดี โดย เฉพาะเวลาที่สิ่งนี้ถูกเรียกวา “กลองดำ”
5. Flight data recorder ระบบบันทึกขอมูลการบินอัตโนมัติ เริ่มมีใชตั้งแต ป 1958 ข อ มู ล ที่ ถู ก จั ด เก็ บ ไว ใ นกล อ งบั น ทึ ก การบิ น ประกอบดวย เสียงสนทนาระหวางนักบินกับเจาหนาที่ หอบังคับการบิน (Flight deck voice activities) และ ขอมูลพารามิเตอรตาง ๆ คือ - Aircraft’s altitude - Vertical acceleration - Airspeed - Flap position - Pitch altitude - Gear position - Roll altitude - Engine power - Magnetic heading - Greenwich Mean Time วัตถุประสงคหลักของกลองบันทึกการบินมีไวเพื่อ นำขอมูลมาหาสาเหตุของอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นกับเครื่องบิน
แถม – ขอควรทราบเกี่ยวกับการโดยสารเครื่องบิน Q หากเปนไปไดควรเลือกโดยสารเครื่องบินลำ ใหญ (ขนาดมากกวา 30 ที่นั่งขึ้นไป) เพราะมีมาตรฐาน การตรวจสอบและบำรุงรักษาที่สูงกวาเครื่องบินเล็ก Q ตามสถิติอุบัติเหตุที่มักเกิดขึ้นในการบิน พบ วาเกิดขึ้นบอยใน 4 ระยะ คือ ขณะบินขึ้น (Take-off), ไตระดับการบิน (Climb) ลดระดับการบิน (Descent) และลงจอด (Landing) ดังนั้นหากเปนไปไดควรเลือก เที่ยวบินที่บินตรงถึงจุดหมายโดยไมตองเปลี่ยนเครื่อง หรือแวะพักบอย เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงดังกลาว Q National Transportation Safety Board (NTSB) ไดเก็บขอมูลและวิเคราะหอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นกับ เครื่องบินในประเทศสหรัฐอเมริกา จำนวน 20 ครั้ง ระหวางป 1971 – 2007 พบวาผูรอดชีวิต 40% นั่ง บริเวณหางเครื่องบิน และหากคิดเปนจำนวนครั้งพบวา °—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
81
เรื่องราวทายเลมในไฟฟาสาร - 11 ครั้ ง ที่ ผู โ ดยสารท า ยเครื่ อ งส ว นใหญ ตอนที่ 1 : พ.ค.-มิ.ย. 52 – What happens in Vegas ปลอดภัย แวะเขื่อนฮูเวอร กอนบุกเมืองคาสิโน ดูโชวการใชไฟฟาเพื่อ - 5 ครั้ง ผูโดยสารที่นั่งดานหนาประสบเหตุเบา ความบันเทิงรูปแบบตาง ๆ กวา ตอนที่ 2 : ก.ค.-ส.ค. 52 – Angels & Demons - 3 ครั้ง ดานหนาและดานหลังมีโอกาสรอดชีวิต คำถามตามภาพยนตร เรื่องชวนฉงนใกลตัว และทัวรวาติกัน ตอนที่ 3 : ก.ย.-ต.ค. 52 – Red Cliff ใกลเคียงกัน ทัพเรือของโจโฉ และเขื่อนสามผา กับ อนาคตที่รอการ - และมีเพียง 1 ครั้ง เทานั้น ที่ผูโดยสารบริเวณ ตัดสิน หัวเครื่องปลอดภัย ตอนที่ 4 : พ.ย.-ธ.ค. 52 – Dear Galileo
ตำแหนงที่นั่งและโอกาสรอดชีวิตเมื่อเกิดอุบัติเหตุ
Q เครื่องบินมีโอกาสเกิดอุบัติเหตุเพียง 1 ใน 11 ล า น ในขณะที่ โ อกาสการเสี ย ชี วิ ต จากอุ บั ติ เ หตุ ท าง รถยนตคือ 1 ใน 5 พัน เอกสารอางอิง [1] Thomas K. Eismin, 1995. Aircraft Electricity & Electronics (Glencoe Aviation Technology Series), 5th edition. McGraw-Hill. [2] h t t p : / / w w w . r o w a n d . n e t / s h o p / t e c h / alternatorgeneratortheory.htm [3] ชำนาญ หอเกียรติ, 2550. ถาม-ตอบ ไฟฟากำลัง, พิมพ ครั้งที่ 2. จรัลสนิทวงศการพิมพ. [4] FAA-STD-019d, Lightning and surge protection, grounding, bonding and shielding requirements for facilities and electronic equipment. [5] Civil Aviation Authority of Singapore, 2007. Lightning Safety Handbook for Airside Workers. [6] Gil Ahn. Diagram Courtesy of seatguru.com [7] D. Noland, Safety seat on a plane : PM Investigates how to survive a crash, www.popularmechanics.com/science/ air_space/ 4219452.html.
82
หนีตามกาลิเลโอ ไปอิตาลี ฝรั่งเศส อังกฤษ และเยอรมนี เพื่อรูจักกับ โวลต แอมป โอหม และอื่น ๆ ตอนที่ 5 : ม.ค.-ก.พ. 53 – The Prestige วาดวยเรื่องของ นิโคลา เทสลา นักมายากลตัวจริง แหง โคโลราโด สปริงส ตอนที่ 6 : มี.ค.-เม.ย. 53 – Bangkok Traffic (Love) Story พาไปนั่งรถไฟฟามาหานะเธอ ทั้ง MRT และ BTS ตอนที่ 7 : พ.ค.-มิ.ย. 53 – Shanghai Noon ควงเฉินหลงเที่ยวงานเซี่ยงไฮเอ็กซโป 2010 ตอนที่ 8 : ก.ค.-ส.ค. 53 – Shanghai Knights หลังติดเบาะ บนรถไฟแมเหล็กความเร็วสูงที่สุดในโลก ตอนที่ 9 : ก.ย.-ต.ค. 53 – Up in the Air สะสมไมลใหครบสิบลาน กับสาวโสดหัวใจโดดเดี่ยว ในเรื่อง ที่เกี่ยวกับไฟฟาบนเครื่องบิน ตอนที่ 10 : พ.ย.-ธ.ค. 53 – The Terminal
โปรดติดตามฉบับหนา
เกี่ยวกับผูเขียน น.ส.นพดา ธีรอัจฉริยกุล - กรรมการสาขาวิศวกรรมไฟฟา วสท. - กรรมการมาตรฐานการ ปองกันฟาผา - กองบรรณาธิ ก าร นิ ต ยสาร ไฟฟาสาร
Engineering Vocabulary »—æ∑å«‘»«°√√¡πà“√Ÿâ
‡√’¬∫‡√’¬ß‚¥¬ Õ“®“√¬å‡μ™∑—μ ∫Ÿ√≥–Õ—»«°ÿ≈ ¡À“«‘∑¬“≈—¬√“™¿—Ø∏π∫ÿ√’ §≥–«‘∑¬“»“ μ√å·≈–‡∑§‚π‚≈¬’
Partition กลางปก็ผานไป กับชีวิตที่หลากหลายของวิศวกร ซึ่งเรื่องของการตอยอดความรูนั้นก็เปนสิ่งจำเปนสำหรับ เราเชนกัน ไมวาการพัฒนาทักษะการใชภาษาอังกฤษ หรือภาษาอื่น ๆ ที่สำคัญ ๆ เชน ภาษาจีน ที่โดยสวนตัว ผูเขียนเองเรียนมาแค 2 ป แตก็ไมไดใชมา 4-5 ปแลว ทั้งนี้ก็ยังพอพูดตอรองราคา หาขาวกิน เขาหองน้ำ รวม ถึงการชมเชยความสวยงามของสิ่งตาง ๆ ไดบาง กลับ มาเรื่องของภาษาอังกฤษ ซึ่งเปนภาษาที่เรา ๆ ไดเรียน กันมาอยางชานาน ทองกันมาเยอะ เขียนกันมามาก แต ก็ยังไมคอยเขาทีกัน ไมเปนไร เรามาชวยกันพูด ชวยกัน ใชภาษาอังกฤษกัน อยางเชน เมื่อวันกอนจำเปนตอง สื่อสารกับคนญี่ปุน (แนนอน) ใชภาษาอังกฤษ ซึ่งโดย สวนใหญแลวคนญี่ปุนจะพูดภาษาอังกฤษในสำเนียงญี่ปุน มันก็ยากหนอยที่ตองสื่อสารใหเขาใจ ชวงแรกก็คงตอง เขาใจสำเนียงเคากอนวา ตัวอักษรไหนบางที่เคาจะพูด ตางสำเนียงออกไป สักพักผูเขียนและคนญี่ปุนนั้นก็พอ รูเรื่องเขาใจกันวาจะไปที่ไหน ทานขาวสไตลไหน ชอบ ทานอะไร เคยเที่ ย วที่ ไ หน มี วั ฒ นธรรมอย า งไรบ า ง กลายเปนเราก็ไดรูภาษาญี่ปุนเพิ่มเติมดวย เพราะผมเอง ก็ มั ก จะถามเค า ว า แล ว ภาษาญี่ ปุ น พู ด และออกเสี ย ง อยางไร ในภาคสวนคำศัพทของไฟฟาสารฉบับนี้ ผมอยาก นำเสนอคำว า Partition ที่ จ ะพบเห็ น ในเรื่ อ งของ มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟา สถานที่เฉพาะหรือบริเวณ อั น ตราย บริ ภั ณ ฑ เ ฉพาะงาน ตู ส วิ ต ช บ อร ด ไฟฟ า เป น ต น โดย Partition ในบ า นเราจะมี ก ารแปล ความหมายแตกตางกันออกไป แตโดยสรุปความเขาใจ นั้ น น า จะใกล เ คี ย งกั น อย า งมาก เรามาพิ จ ารณาดู ความหมายของคำวา Partition กัน ดังนี้ Partition (พาทีฌ-อัน) n. vt. = เครื่องกั้น เชน กำแพง, ผนัง, ฉาก, กั้น, แบง
Partition (พาทีฌ-อัน) n. = ฉาก, See also: กำแพง, ผนัง, ที่กั้น Partition (พาทีฌ-อัน) n. = การแบงแยก, See also: การแยกออก, สิ่งที่แบงแยก, เขตที่แบงออก, Syn. (คำที่มีความหมายใกลเคียง) = separation, rupture, detachment, Ant. (คำที่ มี ค วามหมาย ตรงขาม) merger, union Partition (พาทีฌ-อัน) vt. แบง, See also: กั้น, Syn. partition off partition off phrv. แบงหรือกั้น (ดวยผนังกั้น บาง ๆ) Part (พาท) n. vi. adv. vt. Parting (พา-ทิง) n. adj. สวน แยก พราก แยก ทาง แบงแยก จากกัน เมื่อเวลาจาก ปริ(ปาก) เผยอ แสก ยอมจาก หนาที่ ฝาย ขาง ฉบับยอยของหนังสือ ในทางวิ ศ วกรรมไฟฟ า เรา การกั้ น ถื อ เป น เรื่ อ ง สำคั ญ อย า งยิ่ ง เรื่ อ งหนึ่ ง ในส ว นความปลอดภั ย ของผู ปฏิบัติงาน และการจำกัดความเสียหายที่อาจลุกลามไป ยังสวนอื่น ๆ ของระบบไฟฟา ไมใหกลายเปนอัคคีภัย ใหญไดและเปนสวนชวยเพิ่มความสะดวกในการปฏิบัติงาน การเพิ่ ม เติ ม อุ ป กรณ อ ย า งปลอดภั ย รวมถึ ง การดู แ ล รั ก ษา การซ อ มบำรุ ง ทั้ ง นี้ ก ารกั้ น ที่ ถู ก ต อ งจะต อ งมี การออกแบบที่ดีมาก ๆ เพราะยิ่งกั้นมาก การระบาย ความรอนก็ยิ่งยากขึ้น พื้นที่ก็ถูกจำกัดมากขึ้น ดังนั้น ความเชื่อถือไดในระบบไฟฟาตูสวิตชบอรดฯ อุปกรณ ไฟฟ า ต า ง ๆ ต อ งผ า นการทดสอบจากห อ งทดสอบที่ เชื่อถือได ผมมีตัวอยางของการกั้นในตูสวิตชบอรดไฟฟา ที่ผานมาตรฐาน IEC 60439-1 หรือ มอก. 14362540 มานำเสนอเปนแบบเพียง 1 ใน 7 แบบ ของ การกั้นตามมาตรฐานดังกลาว ดังรูปขางลางนี้
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
83
รูปสัญลักษณที่ใช ใน Form of Internal separations
(Circuit Breaker etc.)
Easy Easy Think Part. +++++ Don’t worry to practice and speak English.
Samples are below for practicing. “Partition”
Hazardous
Hazardous
เอกสารอางอิง 1. Thai Software Dictionary 4. 2. Thai-English : NECTEC’s Lexitron Dictionary. 3. Google แปลภาษา 4. Thai Electrical & Mechanical Contractors Association Magazine : TEMCA Magazine, May-July10
84
Variety ª°‘≥°–
¢à“«ª√–™“ —¡æ—π∏å °“√ÕÕ°·∫∫ª√—∫ª√ÿß√–∫∫ªÑÕß°—πøÑ“ºà“∫√‘‡«≥À≈ÿ¡®Õ¥Õ“°“»¬“π ∂“π∫‘π ÿ«√√≥¿Ÿ¡‘ การทาอากาศยานแหงประเทศไทย (AOT) ไดขอความรวมมือจาก คณะกรรมการรางมาตรฐานระบบปองกันฟาผา ของวิศวกรรมสถานแหง ประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ ในการออกแบบปรับปรุงระบบปองกัน ฟ า ผ า บริ เ วณหลุ ม จอดอากาศยาน สถานบิ น สุ ว รรณภู มิ ให เ ป น ไปตาม มาตรฐานนานาชาติ เพื่อเพิ่มมาตรการความปลอดภัยใหกับผูที่ปฏิบัติงาน ในบริเวณหลุมจอดอากาศยาน ในการนี้คณะกรรมการรางมาตรฐานระบบ ปองกันฟาผา ประกอบดวย รศ. ดร.สำรวย สังขสะอาด (ที่ปรึกษา) คุณวิวัฒน กุลวงศวิทย (ประธาน) ดร.วินัย พฤกษวัน คุณเทพกัญญา ขัติแสง คุณนพดา ธีรอัจฉริยะกุล และ อ.ชายชาญ โพธิสาร (เลขานุการฯ) ไดเขา ประชุมรวมกับคณะทำงานของ AOT และสำรวจพื้นที่บริเวณหลุมจอด อากาศยานทั้งหมด ภายในสถานบินสุวรรณภูมิ ในวันที่ 14 มิถุนายน 2553 ที่ผานมา เพื่อเปนแนวทางในการออกแบบปรับปรุง
°“√®—¥∑”æ®π“πÿ°√¡»—æ∑å«‘»«°√√¡‰øøÑ“ ©∫—∫√“™∫—≥±‘μ¬ ∂“π ราชบัณฑิตยสถาน ไดแตงตั้งคณะกรรมการจัดทำพจนานุกรมศัพทวิศวกรรมไฟฟาขึ้น เพื่อบัญญัติศัพทดานวิศวกรรมไฟฟาและจัดทำคำอธิบายศัพท ใหใชเปนมาตรฐานเดียวกัน ทั้งดานการเรียนการสอน การคนควาวิจัย และการกำหนดมาตรฐานอุปกรณไฟฟา โดยคณะ กรรมการประกอบดวยผูทรงคุณวุฒิ ดังรายนามตอไปนี้ 1. ศ.ดร. น.ต.กำจร มนุญปจุ ร.น. กรรมการที่ปรึกษา 2. ศ.ดร.กฤษณา ชุติมา กรรมการที่ปรึกษา 3. ศ.ดร.มงคล เดชนครินทร ประธานกรรมการ 4. ดร.ชนินทร วิศวินธานนท กรรมการ 5. ศ.ดร.สวัสดิ์ ตันตระรัตน กรรมการ 6. รศ.ดร.สุศักดิ์ ทองธรรมชาติ กรรมการ 7. ผูอำนวยการกองวิทยาศาสตร ราชบัณฑิตยสถาน กรรมการ 8. ผูแทนสมาคมวิศวกรรมสถานแหงประเทศไทยฯ (วสท.) กรรมการ 9. นายพรรษา ไทรงาม กรรมการและเลขานุการ โดยเริ่มปฏิบัติหนาที่ตั้งแต 19 พฤษภาคม 2552 จนถึงปจจุบันมีความคืบหนาเปนอยางมาก ในการนี้วิศวกรรมสถาน แหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ ไดอนุญาตใหใชพจนานุกรมศัพทวิศวกรรมไฟฟา ฉบับ วสท. เปนรางศัพท และสงผูแทน ซึ่งไดแก อาจารยชายชาญ โพธิสาร (เลขานุการ คณะกรรมการสาขาไฟฟา วสท.) และ ดร.อรรถพล เงาพิทักษกุล เขารวมเปน กรรมการในการจัดทำพจนานุกรมศัพทวิศวกรรมไฟฟา ฉบับราชบัณฑิตยสถานนี้ดวย
°øº. ∂«“¬æ√–æ√ 12 ‘ßÀ“ÕÕπ‰≈πå นายสุทัศน ปทมสิริวัฒน ผูวาการ การไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย (กฟผ.) นำ ผูปฏิบัติงาน กฟผ.รวมถวายพระพรออนไลน เนื่องในวโรกาสวันเฉลิมพระชนมพรรษา สมเด็จ พระนางเจาสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ พรอมมอบเงินสนับสนุนมูลนิธิทำดีเพื่อสังคม 6 มูลนิธิ คือ มูลนิธิบานครูนอย, มูลนิธิกลุมแสงเทียน, มูลนิธิขาเทียมในสมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนี, กองทุนรักษาพยาบาลสัตวปวยอนาถา, มูลนิธิคณะนักบุญคามิลโลฯ และมูลนิธิบานสุขฤทัย ณ สำนักงานกลาง กฟผ. อำเภอบางกรวย จังหวัดนนทบุรี
°—𬓬π - μÿ≈“§¡ 2553
85
Variety ª°‘≥°– °“√‰øøÑ“ΩÉ“¬º≈‘μ·Ààߪ√–‡∑»‰∑¬
‡º“ÕâÕ¬„μâ·π« “¬ à߉øøÑ“ ∑”„Àâ ‰øμ° ‰ø¥—∫‰¥â
∑”‰¡°“√‡º“‰√àÕâÕ¬®÷ß àߺ≈μàÕ√–∫∫‰øøÑ“ ? เพราะควันไฟจากการเผาออยจะมีไอน้ำระเหย ขึ้นไปพรอมกัน ซึ่งหากเผาใกลบริเวณแนวสายสงไฟฟา แรงสูง กระแสไฟฟาจะเกิดการเหนี่ยวนำ สงผลใหเกิด การขัดของในระบบสงจายไฟฟา ทำใหเกิดไฟตก ไฟดับ ได ก อ ให เ กิ ด ความเสี ย หายต อ ภาคเศรษฐกิ จ และ อุตสาหกรรมของประเทศอยางใหญหลวง ดวยเหตุนี้ การไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย (กฟผ.) ซึ่งมี ภารกิจในการดูแลรักษาเสาและสายสงไฟฟาใหอยูใน สภาพดีพรอมใชงานไดตลอดเวลา จึงไดทำการรณรงค ให เ กษตรกรชาวไร อ อ ยหลี ก เลี่ ย งการเผาอ อ ย ใตแนวสายสงไฟฟา เชน ลาสุด กฟผ.ไดจัด “สัมมนา สร า งความร ว มมื อ ผู น ำชุ ม ชนและผู ป ระกอบการ ไร อ อ ยในพื้ น ที่ จั ง หวั ด กำแพงเพชรและจั ง หวั ด พิษณุโลก” ขึ้นที่ กฟผ. แมเมาะ จังหวัดลำปาง น า ย เ ส ณิ ต เจตนาวิชโมกข ผูชวย ฝ า ยปฏิ บั ติ ก ารภาค เหนื อ กฟผ. เล า ถึ ง การเกิ ด เหตุ ขั ด ข อ งใน ระบบส ง จ า ยไฟฟ า ใน ภาคเหนื อ ว า จั ง หวั ด พิษณุโลกและจังหวัดกำแพงเพชร เ ป น จั ง ห วั ด ที่ มี ผู ปลูกออยเปนจำนวนมาก และมีการเผาไรออยอยูบอยครั้ง “ซึ่ ง ในงานสั ม มนาสร า งความร ว มมื อ ครั้ ง นี้ กฟผ.
86
เนนใหความรูความเขาใจแกชาวไรออยถึงการกระทำ อันรูเทาไมถึงการณที่สงผลกระทบตอระบบสงไฟฟา รวมถึงระบบเศรษฐกิจ อีกทั้งการเผาไรออยยังทำให เกิดมลภาวะทางอากาศและทำใหเกิดปญหาโลกรอน ดวย” น า ย พ ง ษ ม นั ส ทองกลัด ผูชวยเกษตร จังหวัดกำแพงเพชร ใน ฐานะคณะอนุกรรมการ อ อ ยท อ งถิ่ น เขต 6 กำแพงเพชร กล า วว า เหตุ ที่ เ กษตรกรชาวไร อ อ ยต อ งเผาอ อ ยก อ นตั ด นั้ น เกิ ด จากการขาดแรงงาน และขาดความรูในเรื่องผลเสียจากการเผาไรออยตอระบบ สงจายกระแสไฟฟา ซึ่งคิดวาหลังจากเขารวมงานสัมมนา ในครั้งนี้จะทำใหชาวไรออยมีความเขาใจมากยิ่งขึ้น กฟผ.หวั ง ว า ในอนาคตอั น ใกล เ หตุ ขั ด ข อ งใน ระบบส ง จ า ยกระแสไฟฟ า เนื่ อ งจากการเผาอ อ ยคง หมดไป ดวยความรวมมือจากหนวยงานตาง ๆ จากพี่นอง ชาวไร อ อ ย และที่ ส ำคั ญ ที่ สุ ด คื อ ความร ว มมื อ จาก ประชาชนคนไทยทุ ก คนในการช ว ยกั น เป น หู เ ป น ตา ดู แ ลรั ก ษาเสาส ง และสายส ง ไฟฟ า แรงสู ง เพื่ อ ให มี ไฟฟาใชอยางเต็มประสิทธิภาพทุกครัวเรือน
·∫∫ Õ∫∂“¡§«“¡æ÷ßæÕ„® çπ‘μ¬ “√‰øøÑ“ “√é กองบรรณาธิการ นิตยสารไฟฟาสาร มีความประสงคสำรวจความคิดเห็นของทานผูอาน เพื่อนำขอมูลมาใชประกอบการ ปรับปรุงนิตยสารไฟฟาสารใหดียิ่งขึ้น เพียงทานตอบแบบสอบถามและเขียนชื่อ-ที่อยูใหชัดเจน สงไปที่ กองบรรณาธิการ นิตยสาร ไฟฟาสาร บริษัท ไดเร็คชั่น แพลน จำกัด 539/2 อาคารมหานครยิบซั่ม ชั้น 22 ถนนศรีอยุธยา แขวงถนนพญาไท เขตราชเทวี กรุงเทพฯ 10400 หรือ สงทางโทรสาร 0 2247 2363 ชื่อ-นามสกุล ..............................................................................................เพศ ® ชาย ® หญิง อายุ ® ต่ำกวา 20 ป ® 21-30 ป ® 31-40 ป ® 41-50 ป ® 50 ปขึ้นไป การศึกษา ® ม.ปลาย/ปวช. อนุ ป ริ ญ ญา/ปวส. ป.ตรี ป.โทขึ น ้ ไป ® ® ® อาชีพ นั ก เรี ย น/นั ก ศึ ก ษา ครู / อาจารย ข า ราชการ ® ® ® ® พนักงานบริษัทเอกชน ® พนักงานวิสาหกิจ ® วิศวกร ® ชางเทคนิค/ไฟฟา ® ผูบริหารระดับสูง ® ผูบริหารระดับกลาง ® ผูบริหารระดับลาง หนวยงาน/องคกร/บริษัท...................................................................................................................................................................... ที่อยู...................................................................................................................................................................................................... อีเมล.........................................................................โทรศัพท.............................................................................................................. กรุณาทำเครื่องหมาย ¸ ลงในชองที่ทานคิดวาเหมาะสม และเติมขอความที่สอดคลองกับความตองการของทานลงในชองวาง
คอลัมน
มาก
ปานกลาง
นอย
ไฟฟากำลังและอิเล็กทรอนิกสกำลัง ไฟฟาสื่อสารและคอมพิวเตอร มาตรฐานและความปลอดภัย เทคโนโลยีและนวัตกรรม พลังงาน สัมภาษณพิเศษ ปกิณกะ
4. เนื้อหาสาระ เนื้อหาสาระ ความหลากหลายของเนื้อหาที่นำเสนอ เนื้อหามีสารประโยชน เนื้อหามีความทันสมัย ทันเหตุการณ
ดีมาก
ดี
ควรปรับปรุง
5. ระยะเวลาความถี่ในการเผยแพรปจจุบัน ราย 2 เดือน ô เหมาะสม ô ควรเปนรายปกษ ô ควรเปนรายเดือน ô ควรเปนราย 3 เดือน 6. คอลัมนที่ควรปรับปรุง..............................เพราะ...................... ...................................................................................................... 7. ประเภทของคอลัมน/บทความที่ตองการใหเพิ่มเติม................. ...................................................................................................... 8. คอลัมนิสตที่ตองการแนะนำใหเขียนบทความ 1. ชื่อ............................................หนวยงาน............................. เบอรโทร.......................................อีเมล.................................... 2. ชื่อ...........................................หนวยงาน............................. เบอรโทร.......................................อีเมล.................................... 9. ทานตองการรับนิตยสารไฟฟาสารในรูปแบบ E-Magazine ทางอีเมลหรือไม ô ตองการ ô ไมตองการ 10. ขอเสนอแนะเพิ่มเติม............................................................. ...................................................................................................... ...................................................................................................... ...................................................................................................... ...................................................................................................... ++ กองบรรณาธิการนิตยสารไฟฟาสาร ขอขอบคุณทุกทานที่ ตอบแบบสอบถามความพึงพอใจ ++ “
1. ทานอานนิตยสารไฟฟาสารเพราะเหตุใด ô ตองการขอมูล ô เพิ่มเติมความรู ô นำไปใชประโยชนได ô อื่น ๆ 2. ความคิดเห็นตอรูปแบบนิตยสารไฟฟาสาร ปก ô สวย ô ไมสวย สอดคล อ งกั บ เนื อ ้ หา ô ô ไมสอดคลองกับเนื้อหา ขนาดตัวอักษร ô เล็กไป ô พอดี ô ใหญไป รูปแบบตัวอักษร ô อานงาย ô อานยาก ขนาดรูปเลม ô พอดี ô ใหญไป 3. คอลัมนในนิตยสารไฟฟาสารที่ทานชื่นชอบ
ผูตอบแบบสอบถามลุนรับรางวัล “ตระกราหนังสือของ วสท. เฉพาะมาตรฐานไฟฟา
„∫ ¡—§√ ¡“™‘°/„∫ —Ëß´◊ÈÕπ‘μ¬ “√
π‘μ¬ “√‰øøÑ“ “√ (Electrical Engineering Magazine) วันที่................................... ชื่อ-นามสกุล.................................................................................................................................................................... บริษัท/หนวยงาน ............................................................................................................................................................ เลขที่......................................................อาคาร.......................................................ซอย................................................. ถนน.......................................................ตำบล/แขวง....................................................................................................... อำเภอ/เขต..............................................จังหวัด......................................................รหัสไปรษณีย................................... โทรศัพท..................................................โทรสาร....................................................E-mail:............................................. ที่อยู (สำหรับจัดสงนิตยสาร กรณีที่แตกตางจากขางตน)................................................................................................. ....................................................................................................................................................................................... (กรุณาทำเครื่องหมาย ในชอง มีความประสงคสมัครสมาชิกนิตยสาร “ไฟฟาสาร” ในรูปแบบ) มีความประสงคสมัครเปนสมาชิก นิตยสาร ไฟฟาสาร ในประเภท : หองสมุด / องคการไมแสวงผลกำไร / มูลนิธิ 1/2 ป 3 ฉบับ 200 บาท 1 ป 6 ฉบับ 400 บาท สมัครสมาชิกทั่วไป 1/2 ป 3 ฉบับ 220 บาท 1 ป 6 ฉบับ 440 บาท ตองการนิตยสารตั้งแตฉบับที่/เดือนที่...............................................ถึงฉบับที่/เดือนที่................................................ ชำระเงินโดย เช็คธนาคาร...............................................สาขา...........................................เลขที่เช็ค............................................... โอนเงินเขาบัญชีประเภทออมทรัพย ชื่อบัญชี “บริษัท ไดเร็คชั่น แพลน จำกัด” ธนาคารกรุงไทย สาขาถนนศรีอยุธยา เลขที่บัญชี 013-1-82629-8 ธนาคารกรุงเทพ สาขาราชเทวี เลขที่บัญชี 123-4-21388-0 ธนาคารกสิกรไทย สาขาถนนรางน้ำ เลขที่บัญชี 052-2-56109-6 ธนาคารทหารไทย สาขาพญาไท เลขที่บัญชี 003-2-80548-3 หมายเหตุ
ฐานการโอนเงินและใบสมัครสมาชิกมาที่ โทรสาร 0 2247 2363 โดยระบุเปนคาสมาชิก “นิตยสารไฟฟาสาร” • กรุเจาณของาสง:หลัวิศกวกรรมสถานแห งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ (วสท.) 487 รามคำแหง 39 (ซอยวัดเทพลีลา) วังทองหลาง กทม. 10310 • ผูจัดทำ : บริษัท ไดเร็คชั่น แพลน จำกัด 539/2 อาคารมหานครยิบซั่ม ชั้น 22A ถ.ศรีอยุธยา แขวงถนนพญาไท เขตราชเทวี กทม. 10400 •
„∫ —Ëß®Õß‚¶…≥“ (Advertising Contract)
π‘μ¬ “√‰øøÑ“ “√ (Electrical Engineering Magazine) ขอมูลผูลงโฆษณา (Client Information)
วันที่.............................................. บริษัท / หนวยงาน / องคกร ผูลงโฆษณา (Name of Advertiser) :........................................................................................... ที่อยู (address) :......................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................................... โทรศัพท/Tel :............................................................................โทรสาร/Fax :............................................................................ ชื่อผูติดตอ/Contact Person :............................................................อีเมล/E-mail :....................................................................
ฉบับที่ตองการลงโฆษณา (Order) พ.ศ. 2552-2553 ฉบับเดือนมกราคม–กุมภาพันธ ฉบับเดือนมีนาคม–เมษายน
ฉบับเดือนพฤษภาคม–มิถุนายน ฉบับเดือนกรกฎาคม–สิงหาคม
อัตราคาโฆษณา (Order) (กรุณาทำเครื่องหมาย
ในชอง
ตำแหนง (Position)
ปกหนาดานใน (Inside Front Cover) ปกหลัง (Back Cover) ปกดานใน (Inside Back Cover) ตรงขามสารบัญ (Before Editor – Left Page) ในเลม 4 สี หนาซาย (4 Color - Left) ในเลม 4 สี หนาขวา (4 Color - Right) ในเลม 4 สี 1/2 หนาซาย (4 Color 1/2 Page - Left) ในเลม 4 สี 1/2 หนาขวา (4 Color 1/3 Page - Right) ในเลม ขาว-ดำ หนาซาย (1 Color - Left) ในเลม ขาว-ดำ หนาขวา (1 Color - Right) ในเลม ขาว-ดำ 1/2 หนาซาย (1 Color 1/2 Page - Left) ในเลม ขาว-ดำ 1/2 หนาขวา (1 Color 1/2 Page - Right) ในเลม ขาว-ดำ 1/3 หนาดานขาง, หนาซาย ในเลม ขาว-ดำ 1/3 หนาดานขาง, หนาขวา
ฉบับเดือนกันยายน–ตุลาคม ฉบับเดือนพฤศจิกายน–ธันวาคม
มีความประสงคสั่งจองโฆษณา “นิตยสารไฟฟาสาร”) อัตราคาโฆษณา (Rates)
40,000 45,000 36,000 38,000 28,000 30,000 14,500 15,500 11,000 13,000 6,000 7,000 4,500 5,000
บาท บาท บาท บาท บาท บาท บาท บาท บาท บาท บาท บาท บาท บาท
(Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht)
รวมเงินทั้งสิ้น (Total).......................................................บาท (......................................................................................) ผูสั่งจองโฆษณา (Client)......................................................... ผูขายโฆษณา (Advertising Sales)..........................................
ตำแหนง (Position).......................................................... วันที่ (Date)............./......................../.............
วันที่ (Date)............./......................../.............
........................................................................ (...............................................................) หมายเหตุ - อัตราคาโฆษณาพิเศษนี้ รวมภาษีมูลคาเพิ่มเรียบรอยแลว - เงื่อนไขการชำระเงิน กำหนดการรับชำระเงิน ชำระครั้งเดียวภายใน 30 วัน หลังจากทานไดรับใบวางบิล (หากทานมีความประสงค จะผอนชำระเปนรายฉบับ ทาง วสท. ขอเรียกเก็บคาดำเนินการเพิ่มขึ้นอีก 20% ตอฉบับ จากยอดการสั่งจอง) - โปรดติดตอ คุณประกิต สิทธิชัย ประชาสัมพันธ นิตยสารไฟฟาสาร ของวิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ (วสท.) โทรศัพท 0 2642 5241-3 ตอ 112 โทรศัพทมือถือ 08 9683 4635, โทรสาร 0 2247 2363, E-mail : bart@it77.com เจาของ : วิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ (วสท.) 487 รามคำแหง 39 (ซอยวัดเทพลีลา) วังทองหลาง กทม. 10310 ผูจัดทำ : บริษัท ไดเร็คชั่น แพลน จำกัด 539/2 อาคารมหานครยิบซั่ม ชั้น 22A ถ.ศรีอยุธยา แขวงถนนพญาไท เขตราชเทวี กทม. 10400
°”Àπ¥°“√Ωñ°Õ∫√¡ —¡¡π“ กำหนดการอบรมสาขาไฟฟา ป 2553 หลักสูตร 1 2
หลักสูตรสัมมนาเชิงวิชาการ วิศวกรรมไฟฟาเชิงอาชีพ ความปลอดภัยในสถานที่เฉพาะ : สถานพยาบาล ระบบปองกันฟาผาแบบ Early Streamer Emission
รหัส E 150 E 151
วันที่ / เวลา คาลงทะเบียน สมาชิ ก / บุคคลทั่วไป 09.00-16.00 น. 28-29 ต.ค. 53 4,500.-/5,000.25-26 พ.ย. 53 4,500.-/5,000.-
ติดตอสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติม และสมัครไดที่ คุณมาลี ดานสิริสันติ Homepage : www.eit.or.th E-mail : eit@eit.or.th วิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ (วสท.) 487 รามคำแหง 39 (วัดเทพลีลา 11) ถนนรามคำแหง แขวงวังทองหลาง เขตวังทองหลาง กรุงเทพฯ 10310 โทรศัพท 0 2184 4600-9, 0 2319 2410-13 โทรสาร 0 2319 2710-11
¡°√“§¡ - °ÿ¡¿“æ—π∏å 2553
89