Issuu on Google+


ร า ส า ้ ฟ ไฟ


ร า ส า ้ ฟ ไฟ


ร า ส า ้ ฟ ไฟ


ร า ส า ้ ฟ ไฟ


ปที่ 18 ฉบับที่ 4 กันยายน - ตุลาคม 2554 E-mail : eemag@eit.or.th, eit@eit.or.th

ส า ร บั ญ

15

มาตรฐานและความปลอดภัย

10 15 22

43

ขยายความมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟาสําหรับประเทศไทย บทที่ 3 (ตอนที่ 1) : นายลือชัย ทองนิล เปรียบเทียบมาตรฐานพิกัดกระแสสายไฟฟาแรงตํ่าของมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟา กับมาตรฐาน IEC (ตอนที่ 1) : นายกิตติศักดิ์ วรรณแกว อันตรายจากอารกแฟล็ชและอารกระเบิด : ผศ.ถาวร อมตกิตติ์

ไฟฟากําลังและอิเล็กทรอนิกสกําลัง

ร า ส า ้ ฟ ไฟ 31 37 43

49

49

มาตรฐานการทดสอบอารกภายใน (ตอนที่ 2) : น.ส.นพดา ธีรอัจฉริยกุล ปจจัยที่มีผลกระทบตออายุการใชงานของคาปาซิเตอรแรงตํ่า (ตอนที่ 2) : นายกิตติกร มณีสวาง การเลือกพิกัดกับดักเสิรจที่เหมาะสมในการปองกันระบบจําหนาย ตามมาตรฐาน IEEE : ดร.นาตยา คลายเรือง การประเมินสมรรถนะระบบปองกันฟาผาสําหรับสายจําหนาย : ดร.นาตยา คลายเรือง และ น.ส.เทพกัญญา ขัติแสง

ไฟฟาสื่อสารและคอมพิวเตอร

69

54 59 65

พลังงาน

69 72

76

ในแวดวง ICT: 4 G Global Update : นายสุเมธ อักษรกิตติ์ ไบโอเมตริกซ (Biometrics) : ผศ.ดร.สมหญิง ไทยนิมิต การใหบริการพาดสายสื่อสารโทรคมนาคมบนเสาไฟฟาของการไฟฟาสวนภูมิภาค : นายอธิศ คูประเสริฐ

การพัฒนาและใชงานระบบผลิตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทิตยแบบรวมแสง (Concentrating Photovoltaic : CPV) (ตอนที่ 1) : นายศุภกร แสงศรีธร การคิดคาไฟฟาของสถานประกอบการ : นายธวัชชัย ชยาวนิช

เทคโนโลยีและนวัตกรรม

76 82

รถยนตพลังงานไฟฟา…อนาคตที่ควรรอ ! : ดร.ประดิษฐ เฟองฟู โครงขายไฟฟาอัจฉริยะ : แผนดําเนินงาน : นายธงชัย มีนวล

ปกิณกะ

87 91 92 93 95

Transformer : น.ส.นพดา ธีรอัจฉริยกุล ศัพทวิศวกรรมนารู Total Productive Maintenance : อาจารยเตชทัต บูรณะอัศวกุล Innovation News สิ่งประดิษฐพลังงานแสงอาทิตย : น.ส.กัญญารัตน เอี่ยมวันทอง ขาวประชาสัมพันธ ปฏิทินกิจกรรม กําหนดการอบรมสาขาวิศวกรรมไฟฟา

ความคิดเห็นและบทความตาง ๆ ในนิตยสารไฟฟาสารเปนความคิดเห็นสวนตัวของผูเ ขียน ไมมสี ว นผูกพันกับวิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ


ร า ส า ้ ฟ ไฟ


บ ท บ ร ร ณ า ธิ ก า ร สวัสดีครับทานผูอ า นทุกทานพบกันอีกเชนเคยครับ ชวงนีเ้ ปนชวงฤดูฝน ฝนจึงตก บอยหนอยก็ขอใหทุกทานดูแลสุขภาพใหดี หมั่นออกกําลังกาย และพักผอนใหเพียงพอ อยางสมํ่าเสมอ จะไดไมเปนไขหวัดไดงายครับ หลายจังหวัดประสบกับปญหาภัยนํ้าทวม ซึ่งหลายหนวยงานก็พยายามชวยเหลือผูประสบภัยเต็มกําลังความสามารถ สิ่งที่ผม เปนหวงนอกจากเรื่องอาหารการกินแลวก็คงจะหนีไมพนเรื่องของการฟนฟูหลังจาก เกิดภัยนํ้าทวม โดยเฉพาะเรื่องของระบบไฟฟา หากนํ้าลดแลวการไฟฟาจายไฟคืนกลับ มาเปนปกติแลว ขอใหทกุ ทานตรวจตราระบบไฟฟาของทานใหดเี รียบรอยเสียกอนทีจ่ ะจายไฟใหในบริเวณบานของทาน มิฉะนัน้ ทานอาจจะถูกไฟดูดไดงา ย ๆ เนือ่ งจากพืน้ เปยกแฉะ สําหรับเครือ่ งใชไฟฟาใดทีเ่ ปยกนํา้ ก็ควรใหชา งผูช าํ นาญการ ตรวจสอบเสียกอนวาอยูใ นสภาพทีย่ งั คงใชงานไดอยูห รือไม ขอใหนกึ ถึงสุภาษิตทีว่ า “เสียนอยเสียยาก เสียมากเสียงาย” นะครับ หากไมแนใจอาจวาจางใหชา งผูช าํ นาญการมาตรวจสอบระบบไฟฟาเสียกอนก็จะเปนการดี สําหรับผูอ า นทานใด มีญาติที่ประสบภัยนํ้าทวมก็ชวยกันฝากเตือนไปดวยนะครับ

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

สําหรับนิตยสารฉบับนี้ มีบทความวิชาการหลายบทความที่นาสนใจเหมือนฉบับที่ผาน ๆ มา สําหรับฉบับ นี้บทความที่นาสนใจ เชน เปรียบเทียบมาตรฐานพิกัดกระแสสายไฟฟาแรงตํ่าของมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟา กับมาตรฐาน IEC (ตอนที่ 1), อันตรายจากอารกแฟล็ชและอารกระเบิด, การเลือกพิกัดกับดักเสิรจที่เหมาะสม ในการปองกันระบบจําหนาย ตามมาตรฐาน IEEE, การประเมินสมรรถนะระบบปองกันฟาผาสําหรับสายจําหนาย, ในแวดวง ICT : 4 G Global Update, ไบโอเมตริกซ (Biometrics), การใหบริการพาดสายสือ่ สารโทรคมนาคมบนเสาไฟฟา ของการไฟฟาสวนภูมิภาค, รถยนตพลังงานไฟฟา…อนาคตที่ควรรอ !, โครงขายไฟฟาอัจฉริยะ : แผนดําเนินงาน ซึ่ง นอกจากบทความทีก่ ลาวขางตนนีแ้ ลวยังมีบทความอืน่ ทีน่ า สนใจอีกหลายบทความใหทกุ ทานไดตดิ ตามกันเชนเคยครับ

อนึ่งหากทานผูอานทานใดมีขอแนะนํา หรือติชมใด ๆ แกกองบรรณาธิการ ทานสามารถมีสวนรวมกับเราได โดยสงเขามาทางไปรษณีย หรือที่ Email: eemag@eit.or.th และหากทานสนใจจะอานบทความในรูปแบบ E-Magazine ซึ่งเปนรูปแบบ 4 สี ทุกหนา ทานสามารถติดตามไดที่ http://www.eit.or.th/smf/index.php?board=13.0 หวังวา จะทําใหเอือ้ อํานวยใหทา นผูอ า นสามารถติดตามบทความไดสะดวกมากยิง่ ขึน้ สุดทายนีผ้ มขอขอบคุณผูส นับสนุนนิตยสาร “ไฟฟาสาร” ทุกทานที่ใหความอุปการะดวยดีเสมอมาและขอใหกิจการของทานมีความเจริญรุงเรืองขึ้นไปเรื่อย ๆ ครับ สวัสดีครับ ดร.ประดิษฐ เฟองฟู


ร า ส า ้ ฟ ไฟ


ร า ส า ้ ฟ ไฟ


เจาของ : สาขาวิศวกรรมไฟฟา สมาคมวิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย 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

คณะกรรมการที่ปรึกษา

ฯพณฯ พลอากาศเอก กําธน สินธวานนท ศ.ดร.บุญรอด บิณฑสันต ศ.อรุณ ชัยเสรี รศ.ดร.ณรงค อยูถนอม รศ.ดร.ไกรวุฒิ เกียรติโกมล รศ.ดร.ตอตระกูล ยมนาค ดร.การุญ จันทรางศุ นายเรืองศักดิ์ วัชรพงศ พล.ท.ราเมศร ดารามาศ นายอํานวย กาญจโนภาศ

คณะกรรมการอํานวยการ วสท.

นายสุวัฒน เชาวปรีชา นายไกร ตั้งสงา รศ.ดร.หรรษา วัฒนานุกิจ ศ.ดร.ตอกุล กาญจนาลัย นายธเนศ วีระศิริ นายทศพร ศรีเอี่ยม นายพิชญะ จันทรานุวัฒน นายธีรธร ธาราไชย รศ.ดร.วันชัย เทพรักษ รศ.ดร.วิชัย กิจวัทวรเวทย นายชัชวาลย คุณคํ้าชู รศ.ดร.อมร พิมานมาศ ผศ.ดร.วรรณสิริ พันธอุไร ดร.ชวลิต ทิสยากร รศ.ดร.พิชัย ปมาณิกบุตร นายชูลิต วัชรสินธุ รศ.ดร.ทวีป ชัยสมภพ นายนินนาท ไชยธีรภิญโญ นายประสิทธิ์ เหมวราพรชัย นางอัญชลี ชวนิชย ดร.ประวีณ ชมปรีดา รศ.ดร.สุชัชวีร สุวรรณสวัสดิ์ นายลือชัย ทองนิล นายจักรพันธ ภวังคะรัตน รศ.ดํารงค ทวีแสงสกุลไทย รศ.ดร.ขวัญชัย ลีเผาพันธุ

นายก อุปนายกคนที่ 1 อุปนายกคนที่ 2 อุปนายกคนที่ 3 เลขาธิการ เหรัญญิก นายทะเบียน ประชาสัมพันธ โฆษก สาราณียกร ประธานกรรมการสิทธิและจรรยาบรรณ ประธานกรรมการโครงการ ประธานสมาชิกสัมพันธ ปฏิคม ประธานกรรมการตางประเทศ ประธานกรรมการสวัสดิการ กรรมการกลาง 1 กรรมการกลาง 2 ประธานวิศวกรอาวุโส ประธานวิศวกรหญิง ประธานยุววิศวกร ประธานสาขาวิศวกรรมโยธา ประธานสาขาวิศวกรรมไฟฟา ประธานสาขาวิศวกรรมเครื่องกล ประธานสาขาวิศวกรรมอุตสาหการ ประธานสาขาวิศวกรรมเหมืองแร โลหการ และปโตรเลียม ประธานสาขาวิศวกรรมเคมี ประธานสาขาวิศวกรรมสิ่งแวดลอม ประธานสาขาวิศวกรรมยานยนต ประธานสาขาวิศวกรรมคอมพิวเตอร ประธานสาขาภาคเหนือ 1 ประธานสาขาภาคเหนือ 2 ประธานสาขาภาคตะวันออกเฉียงเหนือ 1 ประธานสาขาภาคตะวันออกเฉียงเหนือ 2 ประธานสาขาภาคใต

จันทรเจนจบ, อาจารยสุพัฒน เพ็งมาก, นายประสิทธ เหมวราพรชัย, นายไชยวุธ ชีวะสุทโธ, นายปราการ กาญจนวตี, นายพงษศักดิ์ หาญบุญญานนท, รศ.ศุลี บรรจงจิตร, รศ.ธ���บูรณ ศศิภานุเดช, นายเกียรติ อัชรพงศ, นายพิชญะ จันทรานุวัฒน, นายเชิดศักดิ์ วิทูราภรณ, ดร.ธงชัย มีนวล, นายโสภณ สิกขโกศล, นายทวีป อัศวแสงทอง, นายชาญณรงค สอนดิษฐ, นายธนะศักดิ์ ไชยเวช

ประธานกรรมการ นายลือชัย ทองนิล

รองประธานกรรมการ นายสุกิจ เกียรติบุญศรี นายบุญมาก สมิทธิลีลา

กรรมการ

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

นายเยี่ยม จันทรประสิทธิ์ ผศ.ยุทธนา มหัจฉริยวงศ ผศ.ดร.กอเกียรติ บุญชูกุศล นายกุมโชค ใบแยม รศ.ดร.เสริมเกียรติ จอมจันทรยอง รศ.วิชัย ฤกษภูริทัต รศ.ดร.สมนึก ธีระกุลพิศุทธิ์ ผศ.ดร.สงวน วงษชวลิตกุล รศ.ดร.จรัญ บุญกาญจน

รายนามคณะกรรมการสาขาวิศวกรรมไฟฟา วสท. 2554-2556 ที่ปรึกษา

นายอาทร สินสวัสดิ์, ดร.ประศาสน จันทราทิพย, นายเกษม กุหลาบแกว, ผศ.ประสิทธิ์ พิทยพัฒน, นายโสภณ ศิลาพันธ, นายภูเธียร พงษพิทยาภา, นายอุทิศ

ผศ.ถาวร อมตกิตติ์ ดร.เจน ศรีวัฒนะธรรมา นายสมศักดิ์ วัฒนศรีมงคล นายพงศศักดิ์ ธรรมบวร นายกิตติพงษ วีระโพธิ์ประสิทธิ์ นายสุธี ปนไพสิฐ ดร.ประดิษฐ เฟองฟู นายกิตติศักดิ์ วรรณแกว นายสุจิ คอประเสริฐศักดิ์ นายภาณุวัฒน วงศาโรจน นายเตชทัต บูรณะอัศวกุล น.ส.นพดา ธีรอัจฉริยกุล

กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการ กรรมการและเลขานุการ กรรมการและผูชวยเลขานุการ

คณะทํางานกองบรรณาธิการนิตยสารไฟฟาสาร คณะที่ปรึกษา

นายลือชัย ทองนิล, นายปราการ กาญจนวตี, ผศ.ดร.วชิระ จงบุรี, นายยงยุทธ รัตนโอภาส, นายสนธยา อัศวชาญชัยสกุล, นายศุภกิจ บุญศิริ

บรรณาธิการ

ดร.ประดิษฐ เฟองฟู

กองบรรณาธิการ

ผศ.ถาวร อมตกิตติ์, นายมงคล วิสุทธิใจ, นายชาญณรงค สอนดิษฐ, นายวิวัฒน อมรนิมิตร, นายสุเมธ อักษรกิตติ์, ดร.ธงชัย มีนวล, ผศ.ดร.ปฐมทัศน จิระเดชะ, ดร.อัศวิน ราชกรม, นายบุญถิ่น เอมยานยาว, นายเตชทัต บูรณะอัศวกุล, นายกิตติศักดิ์ วรรณแกว, อาจารยธวัชชัย ชยาวนิช, นายมนัส อรุณวัฒนาพร. นายประดิษฐพงษ สุขสิริถาวรกุล, นายจรูญ อุทัยวนิชวัฒนา, น.ส.เทพกัญญา ขัติแสง, น.ส.นพดา ธีรอัจฉริยกุล

ฝายโฆษณา

นายประกิต สิทธิชัย

จัดทําโดย

บริษัท ไดเร็คชั่น แพลน จํากัด

539/2 อาคารมหานครยิบซั่ม ชั้น 22 A ถนนศรีอยุธยา แขวงถนนพญาไท เขตราชเทวี กรุงเทพฯ 10400 โทร. 0 2247 2330, 0 2247 2339, 0 2642 5243, 0 2642 5241 (ฝายโฆษณา ตอ 112-113) โทรสาร 0 2247 2363 www.DIRECTIONPLAN.org E-mail : DIRECTIONPLAN@it77.com


Standard & Safety มาตรฐานและความปลอดภัย นายลือชัย ทองนิล อีเมล : luachai@yahoo.com

ขยายความมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟา สําหรับประเทศไทย บทที่ 3 (ตอนที่ 1) วิธหี นึง่ ในการเรียนรูม าตรฐาน เพื่ อ ให ใ ช ง านได อ ย า งถู ก ต อ งคื อ การศึกษาคนควาดวยตนเอง และการ ศึกษาหาความรูเ พิม่ เติมจากบทความ และวารสารต า ง ๆ แต เ นื่ อ งจาก มาตรฐานการติดตัง้ ทางไฟฟาสําหรับ ประเทศไทยคอนขางทําความเขาใจ ยาก เพราะเขียนเปนขอกําหนด อาจ ตีความทีไ่ มตรงกันทําใหเกิดปญหาใน การใชงานบทความนี้เปนอีกแนวทาง หนึ่ ง ที่ ผู  เ ขี ย นหวั ง ว า จะสามารถให ความรู  ค วามเข า ใจในมาตรฐานได มาก แตทั้งหมดเปนความเห็นของ ผู  เ ขี ย นในฐานะที่ เ ป น อนุ ก รรมการ และเลขานุการในการจัดทํามาตรฐานฯ เพี ย งผู  เ ดี ย ว ไม ไ ด เ ป น ความเห็ น รวมกันของคณะอนุกรรมการจัดทํา มาตรฐานฯ การนําไปใชอางอิงจะ ตองทําดวยความระมัดระวัง แตก็ หวังวาจะใหความเห็นทีเ่ ปนประโยชน ไดมาก สําหรับคําอธิบายจะใชเปน อักษรตัวเอียงบนพื้นสีเทา

บทที่ 3 ตัวนําประธาน สายปอน วงจรยอย

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 1 ตัวนําประธาน สายปอน วงจรยอย

ในบทที่ 3 วาดวยเรื่องการคํานวณโหลด การกําหนดขนาดสายไฟฟา และเครื่องปองกันกระแสเกินของวงจรยอย สายปอน และวงจรประธาน ในรูปที่ 1 เปนการแสดงการเรียกสวนตาง ๆ ของวงจรไฟฟาซึ่งตองเขาใจวา สวนไหนเรียกวาอะไร เพราะขอกําหนดของแตละสวนของวงจรนั้นตางกัน

ขอ 3.1 วงจรยอย ขอ 3.1.2 ขนาดพิกัดวงจรยอย ขนาดพิกัดวงจรยอยใหเรียกตามขนาดพิกัดของเครื่องปองกันกระแสเกินที่ ใชตัดกระแสสําหรับวงจรนั้น ๆ วงจรยอยซึ่งมีจุดจายไฟฟาตั้งแต 2 จุดขึ้นไปตอง มีขนาดไมเกิน 50 แอมแปร

10


ยกเวน อนุญาตใหวงจรยอยซึง่ มีจดุ จายไฟฟาตัง้ แต 2 จุดขึน้ ไปทีไ่ มใช โหลดแสงสวางมีพิกัดเกิน 50 แอมแปรไดเฉพาะในโรงงานอุตสาหกรรมที่มี บุคคลที่มีคุณสมบัติคอยดูแลและบํารุงรักษา ขนาดวงจรยอยใหเรียกตามพิกัดเครื่องปองกันกระแสเกินเนื่องจาก เครื่องปองกันกระแสเกินที่มีใชในประเทศไทยมีขนาดมาตรฐานแตกตางกัน ออกไปตามผูผลิต และมาตรฐานการผลิต เชน ขนาด 15 แอมแปร และ 16 แอมแปร เปนตน เฉพาะวงจรยอยที่มีจุดจายไฟฟาตั้งแต 2 จุดขึ้นไปเทานั้น ที่กําหนดขนาดสูงสุดเปน 50 แอมแปร เนื่องจากไมตองการใหมีโหลดขนาด เล็กตออยูในวงจรมากเกินไป ซึ่งจะทําใหความสามารถในการปองกันลดลง ในขอยกเวนนัน้ หมายความวาโหลดทีไ่ มใชแสงสวางทีใ่ ชงานในโรงงาน อุตสาหกรรม ไมถูกบังคับดวยขอกําหนดนี้

เพื่อใหสามารถทนกระแสลัดวงจรได โดยที่เครื่องปองกันกระแสเกินตอง ปลดวงจรกอนที่สายจะขาด การกํ า หนดขนาดสายไฟฟ า ตามข า งต น นี้ ยั ง ไม ไ ด คํ า นึ ง ถึ ง แรงดั น ตกในสายไฟฟ า เนื่ อ งจาก ความยาวของสาย ในวงจรทีส่ ายไฟฟา ยาวมาก ๆ จะตองพิจารณาแรงดันตก ประกอบดวย ขอ 3.1.5 โหลดสําหรับวงจร

ร า ส า ้ ฟ ไฟ ขอ 3.1.3 ขนาดตัวนําของวงจรยอย ตัวนําของวงจรยอยตองมีขนาดกระแสไมนอ ยกวาโหลดสูงสุดทีค่ าํ นวณ ไดตามขอ 3.1.6 และตองไมนอยกวาพิกัดของเครื่องปองกันกระแสเกินของ วงจรยอย และกําหนดใหขนาดตัวนําของวงจรยอยตองมีขนาดไมเล็กกวา 2.5 ตร.มม. ในการกําหนดขนาดสายไฟฟาจะตองคํานวณโหลดใหไดกอนและมา กําหนดขนาดเครื่องปองกันกระแสเกิน เมื่อไดแลวสายไฟฟาตองมีขนาด กระแสไมตํ่ากวาขนาดเครื่องปองกันกระแสเกินนั้น และที่สําคัญคือตองไม เล็กกวา 2.5 ตร.มม. แมเครื่องปองกันกระแสเกินของวงจรยอยจะมีขนาด เล็กก็ตาม การกําหนดขนาดเล็กสุดไวเปน 2.5 ตร.มม. นั้นมีจุดประสงค

ยอย

วงจรย อ ยซึ่ ง มี จุ ด ต อ ไฟฟ า ตั้งแต 2 จุดขึ้นไป ลักษณะของโหลด ตองเปนไปตามขอกําหนดตอไปนี้ ขอ 3.1.5.1 วงจรยอยขนาด ไมเกิน 20 แอมแปร โหลดของเครื่อง ใช ไ ฟฟ า ที่ ใ ช เ ต า เสี ย บแต ล ะเครื่ อ ง จะตองไมเกินรอยละ 80 ของขนาด พิกัดวงจรยอย กรณีมีเครื่องใชไฟฟา ทีใ่ ชเตาเสียบรวมอยูด ว ยโหลดทีต่ ดิ ตัง้ ถาวรรวมกันแลวจะตองไมเกินรอยละ 50 ของขนาดพิกัดวงจรยอย

โหลดที่ตอใชงานในวงจรยอยแบงเปนโหลดชนิดยึดติดกับที่ (ติดตั้งถาวร) และชนิดที่ใชเตาเสียบ โหลดที่ยึด ติดกับทีจ่ งึ เปนโหลดทีท่ ราบขนาดแนนอนและไมเปลีย่ นแปลง แตโหลดทีใ่ ชเตารับจะเปลีย่ นแปลงตามขนาดเครือ่ งใช ไฟฟาทีน่ าํ มาเสียบใชงาน ดังนัน้ เมือ่ ทราบโหลดชนิดยึดติดกับทีแ่ ลว มาตรฐานจึงกําหนดใหเผือ่ ไวสาํ หรับโหลดชนิดใช เตารับอีกไมนอยกวา 50% ของพิกัดเครื่องปองกันกระแสเกิน แตตองพิจารณาการใชงานจริงประกอบดวยเนื่องจาก โหลดของเตารับ มาตรฐานอนุญาตใหใชไดถงึ 80% ของขนาดวงจรยอย ซึง่ ถาพิจารณาแลวขนาดเครือ่ งปองกันกระแส เกินเล็กไปก็จะตองเพิ่���ขนาดขึ้น แตตองไมเกินที่กําหนดในขอ 3.1.5 นี้

รูปที่ 2 ตัวอยางการติดตั้งโหลดชนิดติดตั้งถาวรรวมกับโหลดเตารับ (ในตัวอยางเปนวงจรยอยขนาด 20 แอมแปร)

กันยายน - ตุลาคม 2554

11


ขอ 3.1.5.2 วงจรยอยขนาด 25 ถึง 32 แอมแปร ใหใชกับดวงโคม ไฟฟาที่ติดตั้งถาวรขนาดดวงโคมละไมตํ่ากวา 250 วัตต หรือใชกับเครื่องใช ไฟฟาซึง่ ไมใชดวงโคม ขนาดของเครือ่ งใชไฟฟาชนิดใชเตาเสียบแตละเครือ่ งจะ ตองมีขนาดไมเกินรอยละ 80 ของขนาดพิกัดวงจรยอย ขอ 3.1.5.3 วงจรยอยขนาดเกิน 32 ถึง 50 แอมแปร ใหใชกับ ดวงโคมไฟฟาที่ติดตั้งถาวรขนาดดวงโคมละไมตํ่ากวา 250 วัตต หรือใชกับ เครื่องใชไฟฟาที่ติดตั้งถาวร ขอ 3.1.5.4 วงจรยอยขนาดเกินกวา 50 แอมแปร ใหใชกับโหลดที่ ไมใชแสงสวางเทานั้น ในขอ 3.1.5.2 และ 3.1.5.3 มีจดุ ประสงคใหดวงโคมทีต่ อ ใชงานตอง มีขนาดใหญเนือ่ งจากไมตอ งการใหมดี วงโคมตอใชงานในวงจรมากเกินไป และ ในขอ 3.1.5.4 ก็ไมตอ งการใชวงจรยอยขนาดใหญใชงานกับดวงโคม เนือ่ งจาก สายไฟฟาที่ใชสําหรับดวงโคมแตละดวงจะมีขนาดตามกระแสของดวงโคมนั้น ดวงโคมขนาดเล็กสายไฟฟาก็เล็กตามดวย เมือ่ ใชกบั เครือ่ งปองกันกระแสเกิน ขนาดใหญความสามารถในการปองกันจะลดลง

ในทางปฏิบัตินิยมที่จะเผื่อ ขนาดเครื่องปองกันกระแสเกินไวอีก 25% เพื่อความมั่นใจวาจะสามารถ ใช ง านได เพราะเครื่ อ งป อ งกั น กระแสเกินอาจทํางานตํ่ากวาพิกัดได เนื่องจากสภาพแวดลอมในการติดตั้ง เชน อุ ณหภูมิโดยรอบสูงกวาปกติ เพราะติดตั้งในกลองโลหะ เปนตน ขอ 3.1.6.2 โหลดแสงสวาง และโหลดของเครื่ อ งใช ไ ฟฟ า อื่ น ที่ ทราบแนนอนใหคํานวณตามที่ติดตั้ง จริง ขอ 3.1.6.3 โหลดของเตารับ ใชงานทั่วไป ใหคํานวณโหลดจุดละ 180 โวลตแอมแปร ทั้งชนิดเตาเดี่ยว (Single) เตาคู (Duplex) และชนิด สามเตา (Triplex) ขอ 3.1.6.4 โหลดของเตารับ อื่น ที่ ไ มไ ดใ ชง านทั่ ว ไป ใหคํา นวณ โหลดตามขนาดของเครื่องใชไฟฟา นั้น ๆ

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

ขอ 3.1.6 การคํานวณโหลดสําหรับวงจรยอย โหลดสําหรับวงจรยอยตองคํานวณตามที่กําหนดดังตอไปนี้ ขอ 3.1.6.1 วงจรยอยตองมีขนาดไมนอยกวาผลรวมของโหลดทั้งหมด ที่ตออยูในวงจรนั้น การกําหนดขนาดเครื่องปองกันกระแสเกินจะกําหนดเปนขนาดเล็ก สุดไว หมายความวาสามารถกําหนดใหญกวาไดถา ไมขดั กับขอกําหนดอืน่ ของ มาตรฐานฯ ซึง่ ผูใ ชงานจะตองทราบดวยวามีขอ กําหนดอืน่ เกีย่ วของดวยหรือไม

มาตรฐานกําหนดใหโหลดเตารับมีขนาดจุดละ 180 วีเอ เปนไปตามที่แสดงในรูปที่ 3 เหตุผลเพราะในการใช งานจริงเตารับสวนใหญอาจไมไดใชงาน หรือใชงานไมพรอมกัน แตผูออกแบบและติดตั้งสามารถกําหนดสูงกวาได หากเห็นวาตํ่าเกินไป

รูปที่ 3 การกําหนดขนาดวีเอของเตารับแบบตาง ๆ

ขอ 3.1.7 เตารับ ขอ 3.1.7.1 เตารับที่อยูในวงจรยอยตองเปนแบบมีขั้วสายดิน และตองตอลงดินตามบทที่ 4 ขอ 3.1.7.2 เตารับในสถานที่เดียวกันแตใชแรงดันตางกัน หรือเพื่อวัตถุประสงคในการใชงานตางกัน ตองจัดทํา เพื่อใหเตาเสียบไมสามารถสลับกันได

12


โหลดที่ตอใชไฟจากเตารับใชงานทั่วไปอาจเปนชนิดที่ตองมีการตอลง ดินหรือไมก็ได แตมาตรฐานกําหนดใหใชเตารับชนิดมีขั้วสายดินดวย เพื่อให สามารถใชไดกับเครื่องใชไฟฟาทั้งสองแบบ และในการติดตั้งเตารับชนิดมีขั้ว สายดินจะตองตอสายใหถกู ตองดวย เพราะถาสลับระหวางสายไฟกับสายศูนย อาจมีปญหาการทํางานกับเครื่องใชไฟฟาบางตัวได รูปที่ 4 แสดงขั้วการตอสายที่ถูกตอง

ขอ 3.2 สายปอน ขอ 3.2.1 ขนาดตัวนําของสายปอน ขอ 3.2.3.4 โหลดเครื่องใช สายปอนตองมีขนาดกระแสไมนอยกวาโหลดสูงสุดที่คํานวณไดและ ไมนอยกวาขนาดพิกัดของเครื่องปองกันกระแสเกินของสายปอน และกําหนด ไฟฟ า ทั่ ว ไป อนุ ญ าตให ใ ช ดี ม านด แฟกเตอรตามตารางที่ 3-3 ได ใหขนาดตัวนําของสายปอนตองไมเล็กกวา 4 ตร.มม. ขอ 3.2.3.5 เตารับในอาคาร ที่อยูอาศัยที่ตอเครื่องใชไฟฟาที่ทราบ ขอ 3.2.2 การปองกันกระแสเกิน สายปอนตองมีการปองกันกระแสเกิน โดยขนาดพิกัดเครื่องปองกัน โหลดแน น อนให คํ า นวณโหลดจาก เตารับที่มีขนาดสูงสุด 1 เครื่องรวม กระแสเกินตองสอดคลองกับโหลดสูงสุดที่คํานวณได กับรอยละ 40 ของขนาดโหลดใน เตารับที่เหลือ ขอ 3.2.3 การคํานวณโหลดสําหรับสายปอน โหลดของสายปอนตองคํานวณตามที่กําหนดดังตอไปนี้ ขอ 3.2.3.6 ดีมานดแฟกเตอร ขอ 3.2.3.1 สายปอนตองมีขนาดกระแสเพียงพอสําหรับการจายโหลด นีใ้ หใชกบั การคํานวณสายปอนเทานัน้ และตองไมนอยกวาผลรวมของโหลดในวงจรยอยเมื่อใชดีมานดแฟกเตอร หามใชกับการคํานวณวงจรยอย ขอ 3.2.3.2 โหลดแสงสวาง อนุญาตใหใชดีมานดแฟกเตอรตามตารางที่ 3-1 ขอ 3.2.3.3 โหลดของเตารับของสถานทีท่ ไี่ มใชทอี่ ยูอ าศัย อนุญาตใหใช ดีมานดแฟกเตอรตามตารางที่ 3-2 ไดเฉพาะโหลดของเตารับที่มีการคํานวณ โหลดแตละเตารับไมเกิน 180 โวลตแอมแปร การคํานวณโหลดสายปอนคือ การนําโหลดทั้งหมดที่ตออยูในวงจรสายปอนนั้นมารวมกันเชนเดียวกับวงจร ยอย แตการคํานวณสายปอนสามารถใชดีมานดแฟกเตอรไดตามตารางที่ 3-1 ถึงตารางที่ 3-3 กรณีที่ผูออกแบบได พิจารณาจากลักษณะการทํางานของโหลดแลวเห็นวาโหลดมีโอกาสใชงานพรอมกัน จะไมใชดีมานดแฟกเตอรหรือใช สูงกวาคาที่กําหนดก็ได

ร า ส า ้ ฟ ไฟ ตัวอยางการคํานวณสายปอน สายปอนชุดหนึ่งของบานอยูอาศัยแหงหนึ่งมีโหลดรวมกันดังนี้ ไฟฟาแสงสวาง รวม 3,000 VA เตารับใชงานทั่วไป รวม 20 จุด (3,600 VA) ตูเย็น 1 เครื่อง 250 VA การคํานวณโหลด ไฟฟาแสงสวาง ดีมานดแฟกเตอรตารางที่ 3-1 (สวนที่เกิน 2,000 VA คิด 35%) = 2,350 VA เตารับใชงานทั่วไป ดีมานดแฟกเตอรตารางที่ 3-2 (100%) = 3,600 VA ตูเย็น 1 เครื่อง 250 VA ดีมานดแฟกเตอรตารางที่ 3-3 (100%) = 250 VA รวมโหลดของสายปอนเมื่อคิดดีมานดแฟกเตอรแลว = 2,350+3,600+250 = 6,200 VA

กันยายน - ตุลาคม 2554

13


ขอ 3.2.4 ขนาดตัวนํานิวทรัล (Neutral) ขนาดตัวนํานิวทรัล ตองมีขนาดกระแสเพียงพอทีจ่ ะรับกระแสไมสมดุล สูงสุดทีเ่ กิดขึน้ และตองมีขนาดไมเล็กกวาขนาดสายดินของบริภณ ั ฑไฟฟาตาม ขอ 4.20 กรณีระบบไฟฟา 3 เฟส 4 สาย ขนาดของตัวนํานิวทรัลมีขอ กําหนดดังนี้ ขอ 3.2.4.1 กรณีสายเสนไฟมีกระแสของโหลดไมสมดุลสูงสุดไมเกิน 200 แอมแปร ขนาดกระแสของตัวนํานิวทรัลตองไมนอ ยกวาขนาดกระแสของ โหลดไมสมดุลสูงสุดนั้น ขอ 3.2.4.2 กรณีสายเสนไฟมีกระแสของโหลดไมสมดุลสูงสุดมากกวา 200 แอมแปร ขนาดกระแสของตัวนํานิวทรัลตองไมนอยกวา 200 แอมแปร บวกดวยรอยละ 70 ของสวนที่เกิน 200 แอมแปร

ข อ 3.2.4.3 ไม อ นุ ญ าตให คํ า นวณลดขนาดกระแสในตั ว นํ า นิวทรัลในสวนของโหลดไมสมดุลที่ ประกอบดวยหลอดชนิดปลอยประจุ (Electric Discharge) (เชน หลอด ฟลูออเรสเซนต เปนตน) อุปกรณ เกี่ยวกับการประมวลผลขอมูล (Data Processing) หรื อ อุ ป กรณ อื่ น ที่ มี ลักษณะคลายกันที่ทําใหเกิดกระแส ฮารมอนิก (Harmonic) ในตัวนํานิวทรัล

หมายเหตุ 1) กระแสของโหลดไมสมดุลสูงสุดคือคาสูงสุดที่คํานวณไดจากโหลด 1 เฟส (Single-phase load) ที่ตอระหวางตัวนํานิวทรัลและสาย เสนไฟเสนใดเสนหนึ่ง 2) ในระบบไฟ 3 เฟส 4 สายที่จายใหกับระ���บคอมพิวเตอร หรือโหลดอิเล็กทรอนิกสจะตองเผื่อตัวนํานิวทรัลใหใหญขึ้นเพื่อรองรับ กระแสฮารมอนิกดวย ในบางกรณีตัวนํานิวทรัลอาจมีขนาดใหญกวาสายเสนไฟ

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

ในวงจร 3 เฟส 4 สาย ที่ไดออกแบบใหโหลดสมดุลแลว แตในการใชงานจริงมีโอกาสที่โหลดจะใชงานไม พรอมกันหรือเทากันในทุกเฟสเนื่องจากมีโหลด 1 เฟสปนอยูดวย ซึ่งจะเปนสาเหตุใหมีกระแสไหลในสายนิวทรัล ในการกําหนดขนาดกระแสของสายนิวทรัลจะตองเผื่อกระแสสวนนี้ไวดวย วงจรที่มีโหลดที่ทําใหเกิดฮารมอนิกสูง จะมีกระแสไฟฟาไหลในสายนิวทรัลสูง อาจสูงเทากับหรือมากกวาใน สายเสนไฟ สายนิวทรัลจึงอาจมีขนาดเทากับหรือใหญกวาสายเสนเฟสก็ได ตัวอยาง การหากระแสที่ไหลในสายนิวทรัล สําหรับวงจรที่ไมมีฮารมอนิก

จากวงจร ถาโหลดทั้งหมดใชงานพรอมกันจะมีกระแสไหลในสายเฟส A เทากับ 500A เฟส B เทากับ 480A และเฟส C เทากับ 520A กระแสที่ไหลในสายนิวทรัลคือผลรวมของทางเวกเตอรของกระแสทั้งสามเฟส สําหรับ กระแสไมสมดุลที่ไหลในสายนิวทรัลคือกระแสเมื่อเฟสที่มีกระแสสูงสุดใชงานเพียงเฟสเดียว ในที่นี้คือเฟส C มีคา เทากับ 320A การกําหนดขนาดกระแสของสายนิวทรัลเปนดังนี้ = 200 + 70% ของสวนที่เกิน 200A ขนาดกระแสของสาย = 200 + (0.70 x 120) = 284A โหลด 3 เฟส ขนาด 200 แอมแปร ไมมีผลกับกระแสที่ไหลในสายนิวทรัล และโดยปกติโหลดที่ตอในแตละ เฟสจะประกอบดวยโหลดจํานวนหลายตัวซึ่งปกติจะใชงานไมพรอมกัน มาตรฐานจึงยอมใหสวนที่เกิน 200A ลดลง ไดเหลือ 70% ป ติผูเขียน ประวั น อชัย ทองนิล นายลื ผูผอํานวยการไฟฟาเขตมีนบุรี การไฟฟานครหลวง ป ประธานสาขาวิ ศวกรรมไฟฟา วสท.

14


Standard & Safety มาตรฐานและความปลอดภัย นายกิตติศักดิ์ วรรณแกว อีเมล : kittisak_wk@yahoo.com

เปรียบเทียบมาตรฐานพิกัดกระแสสายไฟฟาแรงตํ่า ของมาตรฐานการติดตัง้ ทางไฟฟากับมาตรฐาน IEC (ตอนที่ 1) บทนํา สายไฟฟ า เป น องค ป ระกอบที่ สํ า คั ญ ของระบบ ไฟฟาภายในอาคาร เนื่องจากสายไฟฟาทําหนาที่เปนทาง เดินของกระแสไฟฟาจากแหลงกําเนิดไฟฟาไปยังจุดจาย ไฟสําหรับเครื่องใชไฟฟาตาง ๆ หากวิศวกรผูออกแบบ ระบบไฟฟาเลือกใชสายไฟฟาที่มีขนาดไมเหมาะสมกับ กระแสของเครื่องใชไฟฟา อาจจะทําใหสายไฟฟาชํารุดได ดังนั้นการเลือกใชงานสายไฟฟาใหมีความปลอดภัยตอ การใชงาน สิ่งสําคัญที่ตองคํานึงลําดับแรก คือ พิกัด กระแสของสายไฟฟา

Selection and erection of electrical equipment– Wiring systems) ซึ่งบทความในตอนที่ 1 นี้จะพิจารณา เฉพาะพิกดั กระแสของสายไฟฟาในสวนของระบบจําหนาย แรงตํ่า และการเดินสายไฟฟาสําหรับวิธีทั่วไป ไมรวม ถึงการเดินสายบนรางเคเบิล เพื่อใหผูอานมองเห็นความ แตกตางในการกําหนดพิกัดกระแสของสายไฟฟาของ มาตรฐานทั้งสองที่เปนนัยสําคัญ และผูเขียนจะไดนํา ขอมูลทีไ่ ดไปนําเสนอคณะอนุกรรมการปรับปรุงมาตรฐาน การติดตั้งทางไฟฟา เพื่อปรับปรุงมาตรฐานพิกัดกระแส ของสายไฟฟาใหสอดคลองกับมาตรฐานสากลตอไป

ร า ส า ้ ฟ ไฟ การเปรียบเทียบมาตรฐานพิกัดกระแสของ สายไฟฟ า ตามมาตรฐานการติ ด ตั้ ง ทาง ไฟฟาสําหรับประเทศไทย กับ มาตรฐาน IEC 60364-5-52

สํ า หรั บ บทความนี้ ผู  เ ขี ย นต อ งการเปรี ย บเที ย บ ใหเห็นความแตกตางระหวางมาตรฐานพิกัดกระแสของ สายไฟฟ า ของมาตรฐานการติ ด ตั้ ง ทางไฟฟ า สํ า หรั บ ประเทศไทย และมาตรฐาน IEC ที่เกี่ยวกับพิกัดกระแส ของสายไฟฟาแรงตํ่า ซึ่งไดแก มาตรฐาน IEC 603645-52 (Electrical installations of buildings–Part 5-52:

มาตรฐานพิกัดกระแสของสายไฟฟาของมาตรฐาน การติดตั้งทางไฟฟาสําหรับประเทศไทย มีความแตกตาง กับมาตรฐาน IEC 60364-5-52 หลายประเด็นดวยกัน บทความนี้พิจารณาเฉพาะพิกัดกระแสของสายไฟฟาใน สวนของระบบจําหนายแรงตํ่า และ การเดินสายไฟฟา สํ า หรั บ วิ ธี ทั่ ว ไป ไม ร วมถึ ง การเดิ น สายบนรางเคเบิ ล โดยมีรายละเอียดที่สําคัญดังตอไปนี้ กันยายน - ตุลาคม 2554

15


รายละเอียด

มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟา สําหรับประเทศไทย

มาตรฐาน IEC 60364-5-52

ตัวนําของสายไฟฟา

พิกดั กระแสมีการกําหนดเฉพาะตัวนํา พิกัดกระแสมีการกําหนดตัวนําของ ของสายไฟฟาที่เปนทองแดง สายไฟฟ า ทั้ ง ที่ เ ป น ทองแดง และ อะลูมิเนียม

อุณหภูมิแวดลอม

พิ กั ด ก ร ะ แ ส กํ า ห น ด ที่ อุ ณ ห ภู มิ แวดลอม 40 องศาเซลเซียส สําหรับ การเดินสายไฟฟาในอากาศ และ 30 องศาเซลเซียส สําหรับการเดินสาย ไฟฟาใตดิน

พิ กั ด กระแสกํ า หนดที่ อุ ณ หภู มิ แวดลอม 30 องศาเซลเซียส สําหรับ การเดินสายไฟฟาในอากาศ และ 20 องศาเซลเซียส สําหรับการเดินสาย ไฟฟาใตดิน

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

จํานวนแกนของสายไฟฟา

พิกัดกระแสไมไดคํานึงถึงจํานวนแกน พิ กั ด กระแสมี ก ารคํ า นึ ง ถึ ง จํ า นวน ของสายไฟ แกนของสายไฟทั้ง 2 แกน และ 3 แกน ซึ่งจํานวนแกนที่แตกตางกันจะ มีพิกัดกระแสแตกตางกันดวย

การเดินสายเกาะผนัง (ตีคลิ๊ป)

ไม มี แ ฟคเตอร ป รั บ พิ กั ด กระแส มีแฟคเตอรปรับพิกัดกระแสสําหรับ สําหรับการเดินเปนกลุมมากกวา 1 การเดินเปนกลุมมากกวา 1 วงจร วางเรียงชิดกัน 1 ชั้น ตามที่แสดงใน วงจร ตารางที่ 1

การเดินสายรอยทอ ซ อ นในผนั ง หรื อ เพดาน

พิ กั ด กระแสในการเดิ น ด ว ยวิ ธี ดังกลาวไมมีขอกําหนดเกี่ยวกับผนัง หรือเพดานทีเ่ ปนผนังฉนวนความรอน (Thermally Insulated Wall)

พิ กั ด กระแสในการเดิ น ด ว ยวิ ธี ดั ง กล า วมี ข  อ กํ า หนดเกี่ ย วกั บ ผนั ง หรือเพดานทีเ่ ปนผนังฉนวนความรอน (Thermally Insulated Wall) นั่นคือ ผิวภายในของผนังและเพดานตองมี สภาพการเปนสื่อกระแสไฟฟาทาง ความรอน (Thermal Conductance) อยางนอย 10 W/m2K หมายเหตุ การเป น สื่ อ กระแสไฟฟ า ทางความร อ น หมายถึง ความสามารถของวัสดุในการถาย โอนความรอนตอหนึ่งหนวยเวลาที่กําหนด อยางใดอยางหนึ่งหนวยพื้นที่ของวัสดุ

16


รายละเอียด

มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟา สําหรับประเทศไทย

มาตรฐาน IEC 60364-5-52

ความตานทานทางความรอน (Thermal พิกัดกระแสไมมีขอกําหนดเกี่ยวกับ resistivity) ของผนังคอนกรีตสําหรับ ความตานทานทางความรอนของผนัง การเดินสายรอยทอฝงผนังคอนกรีต คอนกรีต หรือ การเดิน สายฝ ง โดยตรงในผนัง คอนกรีต

พิ กั ด กระแสมี ข  อ กํ า หนดเกี่ ย วกั บ ความตานทานทางความรอนของผนัง คอนกรีตซึ่งคาตองไมเกิน 2 Km/W

แฟคเตอรปรับกระแสของสายไฟฟา 1) แฟคเตอร ป รั บ กระแสของสาย เมื่อเดินรอยทอในอากาศหรือเดินฝง ไฟฟาเมื่อเดินรอยทอในอากาศหรือ เดินฝงดิน กําหนดอุณหภูมิแวดลอม ดินที่อุณหภูมิแวดลอมเปลี่ยน ระหวาง 21-60 องศาเซลเซียส ดังแสดง ในตารางที่ 2 และตารางที่ 3 สําหรับ สายไฟฟาหุมฉนวน PVC และ XLPE ตามลําดับ 2) ไมมีแฟคเตอรปรับ กระแสของ สายไฟฟาเมื่อเดินรอยทอในอากาศ ของสายหุมดวยฉนวนแรชนิดเอ็มไอ

1) แฟคเตอรปรับกระแสของสาย ไฟฟาเมื่อเดินรอยทอในอากาศหรือ เดินฝงดินกําหนดอุณหภูมิแวดลอม ระหว า ง 11-80 องศาเซลเซี ย ส ดังแสดงในตารางที่ 4 และตารางที่ 5 ตามลําดับ 2) มี แ ฟคเตอร ป รั บ กระแสของ สายไฟฟาเมื่อเดินรอยทอในอากาศ ของสายหุมดวยฉนวนแรชนิดเอ็มไอ (สายทนไฟ) ดังแสดงในตารางที่ 4

หมายเหตุ ความต า นทานทางความร อ นของผนั ง คอนกรีต หมายถึง ความตานทานการ ถายเทความรอนผานทางการพาและการ ฉายรังสีระหวางอากาศและพืน้ ผิวของผนัง

ร า ส า ้ ฟ ไฟ พิกัดก���ะแสของการเดินสายรอยทอ พิ กั ด กระแสของสายไฟฟ า สํ า หรั บ พิ กั ด กระแสของสายไฟฟ า สํ า หรั บ การเดินสายรอยทอฝงดินหรือฝงดิน การเดินสายรอยทอฝงดินหรือฝงดิน ฝงดินหรือฝงดินโดยตรง โดยตรงมีคาแตกตางกัน โดยตรงมีคาเทากัน

แฟคเตอรปรับกระแสสําหรับการเดิน 1) ไมมีแฟคเตอรปรับกระแสสําหรับ 1) มีแฟคเตอรปรับกระแสสําหรับคา สายรอยทอฝงดินหรือฝงดินโดยตรง คาความตานทานความรอนจําเพาะ ความตานทานความรอนจําเพาะของ ของดิน (Soil Thermal Resistivity) ดินที่แตกตางจาก 2.5 Km/W ตาม ที่แสดงในตารางที่ 6

หมายเหตุ คาความตานความรอนจําเพาะของดินตาม ธรรมชาติที่แตกตางกันแสดงในตารางที่ 7

2) มีแฟคเตอรปรับกระแสสําหรับ กรณีเดินสายไฟฟาฝงดินโดยตรงหรือ 2) ไมมีแฟคเตอรปรับกระแสสําหรับ รอยทอฝงดินหรือเมื่อวางอยูหางกัน กรณีเดินสายไฟฟารอยทอฝงดินหรือ ดังแสดงในตารางที่ 8, 9 และ 10 ฝงดินโดยตรงเมื่อวางอยูหางกัน กันยายน - ตุลาคม 2554

17


ตารางที่ 1 แฟคเตอรปรับกระแส กรณีที่เดินเกาะผนังเปนกลุมมากกวา 1 วงจร วางเรียงชิดกัน 1 ชั้น

ตารางที่ 2 แฟคเตอรปรับกระแส สําหรับสายไฟฟาหุมฉนวน PVC กรณีที่อุณหภูมิแวดลอมแตกตางจาก 40 องศาเซลเซียส เมื่อเดินในอากาศ และอุณหภูมิแวดลอมแตกตางจาก 30 องศาเซลเซียส เมื่อเดินใตดิน

ร า ส า ้ ฟ ไฟ ตารางที่ 3 แฟคเตอรปรับกระแส สําหรับสายไฟฟาหุมฉนวน XLPE กรณีที่อุณหภูมิแวดลอมแตกตางจาก 40 องศาเซลเซียส เมื่อเดินในอากาศ และอุณหภูมิแวดลอมแตกตางจาก 30 องศาเซลเซียส เมื่อเดินใตดิน

18


ตารางที่ 4 แฟคเตอรปรับกระแส กรณีที่อุณหภูมิแวดลอมแตกตางจาก 30 องศาเซลเซียส สําหรับสายไฟฟาหุมฉนวน PVC, XLPE, EPR และสายหุมฉนวนแรเอ็มไอ เมื่อเดินในอากาศ

ร า ส า ้ ฟ ไฟ ตารางที่ 5 แฟคเตอรปรับกระแส กรณีที่อุณหภูมิแวดลอมแตกตางจาก 20 องศาเซลเซียส สําหรับสายไฟฟาหุมฉนวน PVC, XLPE และ EPR เมื่อเดินใตดิน

ตารางที่ 6 แฟคเตอรปรับกระแส กรณีที่คาความตานความรอนจําเพาะของดินที่แตกตางจาก 2.5 Km/W

กันยายน - ตุลาคม 2554

19


ดินแตละชนิดจะมีความตานความรอนจําเพาะของดินแตกตางกัน ขึ้นอยูกับธรรมชาติของดินดังแสดงใน ตารางที่ 7 ตารางที่ 7 คาความตานความรอนจําเพาะของดินตามธรรมชาติที่แตกตางกัน

ตารางที่ 8 แฟคเตอรปรับกระแส กรณีเดินสายไฟฟาฝงดินโดยตรงสําหรับสายหลายแกน หรือสายแกนเดียวเดินเปนกลุมเดินหลายวงจรวางหางกันที่ระยะตาง ๆ

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

ตารางที่ 9 แฟคเตอรปรับกระแส กรณีเดินสายไฟฟาหลายแกนรอยทอฝงดินหลายวงจรวางหางกันที่ระยะตาง ๆ

20


ตารางที่ 10 แฟคเตอรปรับกระแส กรณีเดินสายไฟฟาแกนเดียวรอยทอฝงดินหลายวงจรวางหางกันที่ระยะตาง ๆ

ร า ส า ้ ฟ ไฟ บทสรุป

จากการเปรียบเทียบมาตรฐานพิกดั กระแสของสายไฟฟาของมาตรฐานการติดตัง้ ทางไฟฟาสําหรับประเทศไทย และมาตรฐาน IEC 60364-5-52 ในสวนของระบบจําหนายแรงตํ่าและวิธีการเดินสายทั่วไป ไมรวมถึงการเดินสาย ในรางเคเบิล พบวา พิกัดกระแสของสายไฟฟาตามมาตรฐาน IEC 60364-5-52 มีความหลากหลายและยืดหยุน มากกวาพิกดั กระแสของสายไฟฟาของมาตรฐานการติดตัง้ ทางไฟฟาสําหรับประเทศไทย ซึง่ ผูเ ขียนหวังวาในการปรับปรุง มาตรฐานการติดตัง้ ทางไฟฟาสําหรับประเทศไทยควรมีการพิจารณาปรับปรุงมาตรฐานในสวนของพิกดั กระแสของสาย ไฟฟา เพือ่ ใหสอดคลองหรือใกลเคียงกับมาตรฐาน IEC และเปนทีย่ อมรับในการใชงานของวิศวกรในประเทศไทยตอไป

เอกสารอางอิง 1. IEC 60364-5-52 : 2001, Electrical installations of buildings –Part 5-52: Selection and erection of electrical equipment – Wiring systems., International Electrotechnical Commission. 2. Electrical Installation Guide 2009, Schneider Electric 3. มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟาสําหรับประเทศ, วิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ

ประวัติผูเขียน

น ตติศักดิ์ วรรณแกว นายกิ สํ า เร็ จ การศึ ก ษาวิ ศ วกรรมศาสตรบั ณ ฑิ ต และวิ ศ วกรรมศาสตรมหาบั ณ ฑิ ต จากมหาวิ ท ยาลั ย เเกษตรศาสตร ป 2539 และป 2542 ตามลําดับ • ป 2542-2554 ปฏิบัติงานที่แผนกมาตรฐานการกอสรางระบบจําหนาย กองมาตรฐานระบบไฟฟา ฝฝายมาตรฐานและความปลอดภัย การไฟฟาสวนภูมิภาค • ป 2542-ปจจุบนั คณะกรรมการสาขาวิศวกรรมไฟฟา และคณะอนุกรรมการวิชาการตาง ๆ วิศวกรรม สสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ • ป 2542-ปจจุบัน วิทยากรบรรยายมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟา และมาตรฐานการกอสรางระบบจําหนาย ใหกับหนวยงานตาง ๆ • ปจจุบันเปนผูชวยผูอํานวยการกองวิศวกรรมไฟฟาและทดสอบ กองวิศวกรรมไฟฟาและทดสอบ ฝายบริการวิศวกรรมและทดสอบ การไฟฟาสวนภูมิภาค • ปจจุบันเปนผูชํานาญการพิเศษ การสอบปรับคุณวุฒิวิศวกร จากภาคีวิศวกร เปนสามัญวิศวกร ของสภาวิศวกร

กันยายน - ตุลาคม 2554

21


Standard & Safety มาตรฐานและความปลอดภัย ผศ.ถาวร อมตกิตติ์ คณะวิศวกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยศรีปทุม

อันตรายจากอารกแฟล็ชและอารกระเบิด

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

อันตรายประเภทหนึ่งที่ทําใหชางไฟฟาเสียชีวิตคือ การอารก ซึ่งอุบัติเหตุจากอารกแฟล็ชเกิดขึ้นในแตละวัน เปนจํานวนมาก อารกไฟฟาเปนการทีก่ ระแสไฟฟากระโดด ขามชองอากาศในวงจร ซึ่งทําใหเกิดแฟล็ชหรือระเบิดได ฟอลต ท างไฟฟ า มี ส องประเภทคื อ ฟอลต ที่ ลั ด ตรงซึ่งไมเกิดอารก (Bolted fault) และฟอลตที่มีอารก (Arcing fault) ฟอลตที่ลัดตรงเกิดขึ้นเมื่อทางเดินฟอลต ถูกตอตรงทําใหกระแสไฟฟาสูงมากไหลผาน และพลังงาน จะกระจายในอุปกรณที่เกิดฟอลต สวนฟอลตที่มีอารกจะ ปลอยพลังงานอยางรวดเร็วจากอารกระหวางไลนกับไลน หรือไลนกบั ดินหรือไลนกบั นิวทรัล ตัวประกอบทีท่ าํ ใหเกิด อารกแฟล็ชไดมีดังนี้ - ความเร็วของอุปกรณปองกันกระแสเกิน - ระยะระหวางชองอากาศ - ขนาดของเปลือกหุมหรือการไมมีของเปลือกหุม - ตัวประกอบกําลังของฟอลต - แรงดันไฟฟาของระบบ - ชนิดของการประสานและการตอลงดินของระบบ บางครั้ ง ฟอลต ที่ มี อ าร ก เกิ ด ขึ้ น ในระบบแรงดั น ไฟฟ า ตํ่ า กว า 220V ซึ่ ง ลั ก ษณะของฟอลต ช นิ ด นี้ คื อ อากาศกลายเปนตัวนํา ทําใหเกิดทางเดินไฟฟาหรือเกิด ความลมเหลว เชน ฉนวนชํารุด ลักษณะของฟอลตทมี่ อี ารก คือ ฟอลตขยายตัวและเกิดการแตกประจุ (ไอออน) ขึ้น

22

การลัดทําใหเริ่มเกิดแฟล็ชทางไฟฟาขึ้น ซึ่งเมื่อ พลังงานเพิ่มขึ้นจะทําใหเกิดพลาสมาที่นําไฟฟา และเกิด อารกตามมา พลาสมาดังกลาวจะเปนตัวนําพลังงานอยาง ตอเนื่องและขึ้นกับอิมพีแดนซของอารก ซึ่งเกิดความรอน ไดสูงถึง 20,000 oC หรือประมาณสี่เทาของอุณหภูมิ ดวงอาทิตย ทําใหชนิ้ สวนทองแดงของอุปกรณไฟฟาละลาย อยางรวดเร็วหรือกลายเปนไอตามรูปที่ 1

รูปที่ 1 อารกระเบิดทําใหเกิดไฟไหม, คลื่นกระแทก, ความรอน และโลหะละลาย


เมื่อทองแดงเปลี่ยนสภาพจากของแข็งกลายเปน ไอ ก็จะขยายตัวจากเดิมเปน 67,000 เทา ทําใหเกิด คลื่ น เสี ย งและความดั น อี ก ทั้ ง ทํ า ให อ ากาศโดยรอบ รอนจัดอยางรวดเร็ว ปกติแลวแกวหูสามารถทนความดัน ไดสูงสุด 3,500 กิโลกรัมตอตารางเมตร และปอดทนได 8,000 กิโลกรัมตอตารางเมตร นอกจากนั้นการหายใจ เอาไอโลหะเขาไปก็เปนอันตรายอยางยิ่ง อันตรายถัดมา คือชิ้นสวนอุปกรณจะกระเด็นออกมาดวยความเร็วสูงกวา 1,200 เมตรตอชั่วโมง การไดรับ���ุณหภูมิที่สูงกวาดวงอาทิตย, การหายใจ เอาไอทองแดงเขาไป, การโดนเศษชิ้นสวนพุงใส และ การถูกกระแทกใหกระเด็นออกไป จะทําใหเสียชีวิตได ทันที ดังนั้นจึงตองหาทางปองกันผูทํางานจากอารกแฟล็ช และอารกระเบิด ช า งไฟฟ า จึ ง ต อ งมี ก ารกระทํ า ที่ คํ า นึ ง ถึ ง ความ ปลอดภัยและวิธีปองกันตัวจากอันตรายทางไฟฟา ซึ่งหาก เปนไปไดควรกระทําในสถานที่ไมมีไฟฟา ในกรณีที่ตอง ทํางานในสภาพทีม่ ไี ฟฟาจะตองปฏิบตั ิตามขอกําหนดและ ใชเครือ่ งมืออยางถูกตอง นอกจากนัน้ จะตองติดปายเตือน ที่ระบุถึงอันตรายจากอารกแฟล็ช ตามรูปที่ 2

ปายเตือนอารกแฟล็ชจะตองพิจารณาถึงการปรับ แตง, การบริการ หรือการบํารุงรักษาขณะมีไฟฟาในพื้นที่ ที่อาจเกิดอันตรายจากอารกแฟล็ช พื้ น ฐานการติ ด ตั้ ง ที่ เ กี่ ย วกั บ คุ ณ ลั ก ษณะและ คําศัพทของอันตรายจากอารกแฟล็ชมีดังนี้ - พิกัดอารก ความตานทานพลังงานสูงสุดกอนที่ วัสดุจะเสียหาย - อั น ตรายทางไฟฟ า ภาวะอั น ตราย เช น การสัมผัสกับระบบหรืออุปกรณที่ทําใหเกิดช็อกไฟฟา, การไหมจากอารกแฟล็ช, การไหมจากความรอน หรือ การระเบิดทางไฟฟา - สภาพการทํางานทางไฟฟาที่ปลอดภัย พื้นที่ ที่ตัวนําหรือวงจรที่จะเขาทํางานหรืออยูใกลถูกทําใหไมมี ไฟฟา โดยล็อกและติดปายเตือน, ทดสอบจนแนใจวาไมมี แรงดันไฟฟา และตอลงดินที่เหมาะสม - อันตรายจากแฟล็ช ภาวะอันตรายในการปลอย พลังงานที่เกิดจากอารกไฟฟา - ขอบเขตปองกันแฟล็ช ระยะจากชิ้นสวนที่มี ไฟฟาที่เปดเผยที่หากเกิดอารกแฟล็ชขึ้นจะทําใหคนไดรับ การไหมระดับที่สอง - พลังงานที่เกิดขึ้น ปริมาณพลังงานที่เกิดจาก อารกไฟฟา - ขอบเขตที่ถูกจํากัด ระยะจากชิ้นสวนที่มีไฟฟา ที่เปดเผยที่อันตรายจากช็อกได

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 2 ปายเตือนการเขาถึงอาณาเขตที่อันตราย และการใชอุปกรณปองกันตัว

ผูปฏิบัติงานจะตองทราบวิธีวิเคราะหอันตรายและ ความเสี่ยง, การเลือกใชอุปกรณปองกันตัว (PPE) ที่เหมาะสม, ทราบถึงการเขาสูขอบเขตอันตรายตาง ๆ ตามรูปที่ 3 คือ ขอบเขตที่ถูกจํากัด (Limited), ขอบเขตที่ถูกควบคุม (Restricted), ขอบเขตที่ถูกหาม (Prohibited) อีกทั้งจะ ตองทราบวิธีดําเนินการที่อาจจะมีการปลดปลอยพลังงาน ออกมาตามตารางที่ 1

ตารางที่ 1 อันตรายที่เกิดจากอารกตามองคประกอบตาง ๆ

กันยายน - ตุลาคม 2554

23


การหาระยะเขาใกลที่ปลอดภัย การหาระยะที่ แ ทนระดั บ อั น ตรายจากอุ ป กรณ ที่มีไฟฟา ถือวามีความสําคัญตออันตรายจากช็อกและ แฟล็ช ซึ่งกรณีที่ผูไมมีคุณสมบัติจะเปนตองเขาไปทํางาน ในขอบเขตที่ถูกจํากัดนั้น ผูที่มีคุณสมบัติจะตองพิจารณา อนุญาตเมื่อแนใจวาปลอดภัยเพียงพอ ขอบเขตที่ถูกควบคุมเปนระยะที่ผูไมมีคุณสมบัติ อาจจะไดรับอันตรายจากช็อกหรือแฟล็ชได ดังนั้นเฉพาะ รูปที่ 4 ผูปฏิบัติงานที่มีคุณสมบัติและสวมอุปกรณปองกัน ผูที่มีคุณสมบัติเทานั้นที่เขาสูขอบเขตที่ถูกควบคุม โดยมี ตัวที่เหมาะสมเทานั้นจึงอยูในขอบเขตที่ถูกหามได แผนการเขาที่ไดรับอนุมัติแลว, สวมอุปกรณปองกันตัวที่ เหมาะสม และรูวิธีที่ทําใหรางกายเสี่ยงนอยที่สุดจากการ หากมีคนเขาสูขอบเขตที่ถูกหามใหถือเสมือนวา สัมผัสตัวนําที่มีไฟฟาโดยบังเอิญ ซึ่งเมื่อผานขอบเขตนี้จะ กําลังสัมผัสกับไฟฟา ซึ่งจะตองทําดังนี้ ถือวาอยูใ นขอบเขตทีถ่ กู หามซึง่ เปนระยะทีผ่ ทู มี่ คี ณ ุ สมบัติ - มีแผนงานทีแ่ สดงถึงความตองการทํางานในพืน้ ที่ เขาถึงวงจรที่มีไฟฟาที่เปดเผยตามรูปที่ 4 และควรใชเทป ทีถ่ ูกหาม ซึ่งตองไดรับอนุมัติจากผูจัดการสถานที่ เตือนพื้นที่ที่ยินยอมเฉพาะผูไดรับมอบหมายเทานั้น - ผานการอบรมเฉพาะเพื่อทํางานกับชิ้นสวนหรือ ตัวนําที่มีไฟฟา - มีการวิเคราะหความเสีย่ งจากอันตราย ซึง่ จะตอง ไดรับอนุมัติจากผูจัดการสถานที่ - ใชอุปกรณปองกันตัวตามพิกัดแรงดันไฟฟาและ ระดับพลังงานตามตารางที่ 2

ร า ส า ้ ฟ ไฟ ตารางที่ 2 ขอบเขตที่อยูบนพื้นฐานแรงดันไฟฟาและระยะเขาถึงชิ้นสวนที่มีไฟฟา

24


ขอบเขตอารกแฟล็ชกรณีเมื่อวางแผนทํางานกับ ชิ้นสวนที่มีไฟฟาที่เปดเผยนั้น จะตองลอมรอบอุปกรณ ไฟฟา เชน แผงสวิตช, แผงไฟฟา, แผงควบคุมทาง อุตสาหกรรม, ศูนยควบคุมมอเตอร เปนตน ซึ่งอุปกรณ ดังกลาวที่มีไฟฟาและไมถูกหุมหรือชีลดจะตองปองกัน การสัมผัส ระยะของขอบเขตอารกแฟล็ชหาไดจากการคํานวณ อันตรายจากอารก ขั้นแรกตองหาขนาดอารกจากกระแส ลัดวงจร แลวประเมินชวงเวลาที่อารกจะหยุดลงจากชวง เวลาตัดกระแสของฟวสหรือเซอรกิตเบรกเกอร หลังจาก นัน้ จึงคํานวณวาระยะหางทีจ่ ะหลีกเลีย่ งการไดรบั พลังงาน 1.2 แคลอรี่ตอตารางเซนติเมตร ดังรูปที่ 5 ซึ่งการ คํานวณขอบเขตปองกันแฟล็ชและการวิเคราะหอันตราย จากอารกแฟล็ช ทําใหปฏิบัติงานไดอยางปลอดภัยและ ทราบถึงอุปกรณปองกันตัวที่จะตองใช

การศึกษาลัดวงจรจะพิจารณาจากแผนภาพเสน เดียว ซึง่ ทําใหทราบถึงโอกาสลัดวงจร โดยคํานวณกระแส ฟอลตสงู สุดทีจ่ ดุ ตาง ๆ ในระบบ อุปกรณตดั กระแสแตละ ตัวจะถูกวิเคราะหเพื่อหาขนาดกระแสตัดวงจรเมื่อเกิด ลัดตรง (ไมเกิดอารก) แลวจึงคํานวณกระแสอารกฟอลต สมการอารกแฟล็ชคือ พลังงาน (E) = กําลัง (P) x เวลา (t) กําลัง (P) = แรงดันไฟฟา (V) x กระแสไฟฟา (I) แคลอรี่ (E) = แรงดันไฟฟา (V) x กระแสไฟฟา (I) x เวลา (t)

2. การศึกษาโคออดิเนต

การศึกษาโคออดิเนตเปนการพิจารณาใหแนใจวา อุปกรณปองกันกระแสเกินถูกออกแบบและโคออดิเนต อยางเหมาะสม โหลดเกินคือกําลังสวนเกินหรือกระแส เกินที่ไหลในทางเดินของกระแสไฟฟาปกติ ตัวนําสวนใหญ จะสามารถรับโหลดเกินปานกลางชวงเวลาสั้นไดโดยไม เสียหาย โดยมีอปุ กรณปอ งกันกระแสเกินรับกระแสไฟฟา ดังกลาว ขัน้ ตอนแรกในการศึกษาโคออดิเนต (เสนโคงเวลากระแสไฟฟา) คือ ความเร็วในการทํางานของอุปกรณ ปองกันกระแสเกินทั้งหมด และการเลือกรวมทั้งการปรับ รูปที่ 5 ขอบเขตตาง ๆ ทําใหทราบถึงระยะที่จะทํางานและ แตงเพื่อใหกระแสฟอลตที่ไหลในอุปกรณใกลเคียงกับ การแยกวงจรที่มีฟอลตออกจากระบบ ระดับความเสี่ยง ขอบเขตปองกันแฟล็ชซึ่งเปนระยะหางนั้น หาได จากสูตร NFPA 70E Article 130.3(A) คือ การวิเคราะหอันตรายจากอารกแฟล็ช การวิเคราะหอันตรายจากอารกแฟล็ช เริ่มจาก หรือ การรวบรวมขอมูลระบบไฟฟาของอาคาร ซึ่งมีแผนภาพ เสนเดียวที่มีรายละเอียดเนมเพลตของทุกอุปกรณและ ชนิด-ขนาดของเคเบิล รวมทั้งขอมูลจากการไฟฟาทองถิ่น เมื่อ Dc เปนระยะจากแหลงกําเนิดอารก (เปนฟุต) ที่แสดงกระแสฟอลตตํ่าสุดและสูงสุดที่เขาสูโครงการ MVAbf เปนขีดความสามารถของฟอลตที่ลัดตรงที่ ตอมาจึงวิเคราะหการลัดวงจรและการโคออดิเนต จุดฟอลต (เปนเมกะโวลตแอมป) เพื่อหาระยะของขอบเขตปองกันแฟล็ชและพลังงานที่จะ MVA เปนขนาดกําลังของหมอแปลง (เปนเมกะ เกิดขึ้นเพื่อเลือกใชอุปกรณปองกันตัว ทั้งนี้หากมีการ โวลตแอมป) กรณีหมอแปลงมีพิกัดตํ่ากวา 0.75MVA ปรับปรุงใหอารกฟอลตลดลงจะทําใหลดระดับของอุปกรณ ให���คูณดวย 1.25 ปองกันตัวลงได t เปนเวลาตัดกระแสของอุปกรณปองกันกระแส เกิน (เปนวินาที) สวนพลังงานกรณีอารกในกลอง (Cubic box) ที่ 1. การศึกษาลัดวงจร โดยปกติแลวการลัดวงจรเกิดจากการสัมผัสไฟฟา ระยะตาง ๆ คํานวณโดยใชสูตรจาก NFPA 70E Annex โดยบังเอิญหรือฉนวนชํารุด เชน คนสัมผัสไฟฟา, เครือ่ งมือ D6.2(a) ( ) คือ หลนใสตวั นําทีม่ ไี ฟฟา, ตัวนําทีม่ ไี ฟฟาตอกับดินโดยบังเอิญ เปนตน ซึ่งการลัดวงจรจะรุนแรงมากกวาภาวะโหลดเกิน

ร า ส า ้ ฟ ไฟ กันยายน - ตุลาคม 2554

25


เมื่อ EMB เปนพลังงานกรณีอารกในกลองไมเกิน 20 นิ้ว (เปนแคลอรี่ตอตารางเซนติเมตร) DB เปนระยะจากขั้วอารก (เปนนิ้ว) ซึ่งโดยทั่วไป ไมเกิน 18 นิ้ว tA เปนชวงเวลาอารก (เปนวินาที) Ibf เป น กระแสฟอลต ที่ ลั ด ตรงซึ่ ง ไม เ กิ ด อาร ก (เปนกิโลแอมป)

3. หา MVAbf ของหมอแปลง

4. คํานวณชวงเวลาตัดกระแสฟอลตของฟวส 2500 แอมป กระแสฟอลตทลี่ ดั ตรงดานไฟออกของหมอแปลงคือ

ขอบเขตของอาร ก แฟล็ ช ขึ้ น กั บ คุ ณ ลั ก ษณะของ อุปกรณปอ งกันกระแสเกินและพลังงานไฟฟาทีป่ ลอยออก มาตามระยะทางและเวลาตามรูปที่ 6 ดังนั้นควรเลือก อุปกรณปอ งกันกระแสเกินทีจ่ าํ กัดชวงเวลาอารกและขนาด กระแสไฟฟา ซึง่ ฟวสหรือเซอรกติ เบรกเกอรสามารถจํากัด กระแสฟอลตได ก็จะทําใหอันตรายจากอารกแฟล็ชลดลง

ร า ส า ้ ฟ ไฟ สมมุ ติ ว  า เส น โค ง -เวลากระแสไฟฟ า ของฟ ว ส 2500A ระบุชว งเวลาตัดกระแสที่ 43.7kA คือ 0.01 วินาที 5. หาขอบเขตปองกันแฟล็ชคือ

รูปที่ 6 อารกแฟล็ชจะกระจายไปตามระยะทางในชวงเวลาสั้น

6. สมมุติวายืนอยูที่ระยะ 18 นิ้ว คํานวณพลังงาน ในการใชอุปกรณปองกันเปนฟวสหรือเซอรกิต เบรกเกอรนั้น การวิเคราะหอันตรายจากแฟล็ชและการ ที่ระยะ 18 นิ้วคือ หาประเภทความเสี่ยงจากอันตรายเพื่อพิจารณาอุปกรณ ปองกันตัวจะทําเปนลําดับขั้นตอนดังนี้

ก. ขั้นตอนการคํานวณอันตรายจาก อารกแฟล็ชสําหรับฟวส

7. ประเภทความเสี่ยงจากอันตรายที่ใชฟวส 2500 สมมุติวาอุปกรณปองกันเปนฟวส 2500 แอมป 1. พิ จ ารณาแผนภาพเส น เดี ย วและหากระแส แอมป ซึ่งที่ 18 นิ้วพลังงานเปน 1.27 แคลอรี่ตอตาราง ลัดวงจรรวมทัง้ รายละเอียดอืน่ ทีเ่ กีย่ วกับตําแหนงอุปกรณ เซนติเมตร จากตารางที่ 3 ระบุอุปกรณปองกันตัวเปน 2. สมมุตวิ า หมอแปลง 2MVA มีดา นไฟเขา 4160V ความเสี่ยงจากอันตรายประเภทที่ 1 และดานไฟออก 480V โดยมีอิมพีแดนซ 5.5%

26


ข. ขั้นตอนการคํานวณอันตรายจากอารกแฟล็ชสําหรับเซอรกิตเบรกเกอร 7. ประเภทความเสี่ยงจากอันตรายที่ใชเซอรกิต สมมุติวาอุปกรณปองกันเปนเซอรกิตเบรกเกอร เบรกเกอร 2500 แอมป ซึ่งที่ 18 นิ้วพลังงานเปน 10.54 แรงดันตํ่า 2500 แอมป 1. พิ จ ารณาแผนภาพเส น เดี ย วและหากระแส แคลอรี่ตอตารางเซนติเมตร จากตารางที่ 3 ระบุอุปกรณ ลัดวงจรรวมทัง้ รายละเอียดอืน่ ทีเ่ กีย่ วกับตําแหนงอุปกรณ ปองกันตัวเปนความเสี่ยงจากอันตรายประเภทที่ 3 2. สมมุตวิ า หมอแปลง 2MVA มีดา นไฟเขา 4160V และดานไฟออก 480V โดยมีอิมพีแดนซ 5.5% อุปกรณปองกันตัว 3. หา MVAbf ของหมอแปลง การปองกันไมใหเกิดบาดเจ็บจากอารกนั้นจะตอง ใชอุปกรณปองกันตัว (Personnel protection equipmentPPE) อีกดวย ซึ่งมีการปองกันตามรูปที่ 7 ดังนี้ - ปองกันศีรษะ, หนา และคาง โดยมีหมวกแข็ง, กะบังหนา และผาคลุมคอที่ทนเปลวไฟและไมนําไฟฟา - ปองกันตา เชน กะบังหนา, แวนตาทีม่ กี ะบังดาน ขาง และแวนนิรภัยเฉพาะตา 4. คํ า นวณเวลาตั ด กระแสฟอลต ข องเซอร กิ ต - ปองกันมือและแขน เชน ถุงมือและปลอกแขนที่ เบรกเกอร 2500 แอมป กระแสฟอลตดานออกของ เปนฉนวนหุมหนัง หมอแปลงคือ - ปองกันเทาและขาโดยใชที่สวมเทาและขาที่เปน ฉนวน - ป อ งกั น ร า งกายโดยมี เ สื้ อ ชั้ น นอก, กางเกง และเสื้อคลุมทั้งหมดแบบตานแฟล็ช - ผาคลุมที่เปนฉนวน

ร า ส า ้ ฟ ไฟ สมมุติวาเสนโคง-เวลากระแสไฟฟาของเซอรกิต เบรกเกอร 2500A ระบุชวงเวลาตัดกระแสที่ 43.7kA คือ 0.083 วินาที 5. หาขอบเขตปองกันแฟล็ชคือ

รูปที่ 7 ชุดปองกันอารกและหมวกปองกันแฟล็ช

6. สมมุติวายืนอยูที่ระยะ 18 นิ้ว คํานวณพลังงาน ที่ระยะ 18 นิ้วคือ

รายละเอี ย ดที่ เ กี่ ย วกั บ อุ ป กรณ ป  อ งกั น ตั ว ใน การทํางานชนิดตาง ๆ มีดังนี้ - คาสมรรถนะความรอนจากอารก คือ พลังงาน เปนแคลอรี่ตอตารางเซนติเมตรที่ทําใหเกิดไหมระดับที่ สอง ซึ่งอุปกรณปองกันตัวจะมีพิกัดและปายเปนแคลอรี่ ตอตารางเซนติเมตร

กันยายน - ตุลาคม 2554

27


- แคลอรี่ตอตารางเซนติเมตร คือ ปริมาณพลังงานที่ปลอยไปถึงระยะที่ กําหนด ซึ่งนํามาหาพิกัดสมรรถนะความรอนจากอารกได ซึ่งอุปกรณปองกันตัว จะตองทนตอพลังงานนี้ได - นํ้าหนักผา โดยทั่วไปนํ้าหนักผาจะเปนออนซตอตารางหลาหรือกรัม ตอตารางเมตร - การตานทานเปลวไฟ คือ คุณสมบัติของวัสดุที่ปองกันหรือหยุด การไหมจากแหลงกําเนิดที่มีเปลวไฟหรือไมมีเปลวไฟตามรูปที่ 8

- ตั ว ประกอบลดทอน ความร อ น คื อ ปริ ม าณความ รอนที่ผากั้นไวได ซึ่งผาที่มีความ ต า นทานเปลวไฟอาจจะกั้ น ความรอนไดไมมาก - พิกัด V คือพิกัดแรงดัน ไฟฟา ซึ่งเครื่องมือและถุงมือจะ ตองมีพกิ ดั และทดสอบตามแรงดัน ไฟฟาไลนเทียบกับไลน อุ ป กรณ ป  อ งกั น ตั ว ตํ่ า สุ ด (ประเภทความเสี่ ย ง/อั น ตราย เปน 0) ควรเปนเสื้อแขนยาวและ กางเกงขายาวชนิดผาธรรมชาติ โดยใช แ ว น ตาที่ มี ก ะบั ง ด า นข า ง ส ว นพิ กั ด อั น ตรายมากที่ สุ ด คื อ ประเภท 4 การจัดประเภทความ เสี่ยงตามพลังงานสําหรับอุปกรณ ปองกันตัวแสดงในตารางที่ 3 ตาม NFPA 70E Table 130.7(C)(11)

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

รูปที่ 8 พิกัดคาสมรรถนะความรอนจากอารกและการตานทานเปลวไฟของอุปกรณ ปองกันตัวในการปองกันอารก จะไมลดอันตรายจากคลื่นช็อกหรือเศษชิ้นสวนได

ตารางที่ 3 การจัดประเภทความเสี่ยงสําหรับเสื้อผาปองกัน

นอกจากนั้ น อุ ป กรณ ป  อ งกั น ตั ว ยั ง มี ร องเท า บู ต นิรภัย, กะบังหนา และถุงมือหนังพิกัดแรงดันไฟฟาเกิน อีกดวย การจัดกลุมเสื้อผาและอุปกรณปองกันตามพิกัด ประเภท เชน หมวกแข็งและแวนตาที่มีกะบังดานขางใช

28

กับงานประเภท 1 ถึง 4 แตตอ งใชหมวกแข็งแบบตานทาน เปลวไฟสําหรับงานประเภท 3 หรือ 4 สวนเสื้อชั้นนอก และกางเกงแบบชุดแฟล็ชสองชัน้ จะตองใชกบั งานประเภท 4 ชนิดของอุปกรณปอ งกันตัวแยกตามประเภทความเสีย่ ง แสดงในตารางที่ 4


ตารางที่ 4 ชนิดของอุปกรณปองกันตัวแยกตามประเภทความเสี่ยง

หมายเหตุ : * = งานยาก, งานหนัก

ร า ส า ้ ฟ ไฟ การนําอุปกรณปองกันตัวและอื่น ๆ มาใชตามลักษณะงานที่ทําแสดงในตารางที่ 5 ตารางที่ 5 การใชอุปกรณปองกันตัวและอื่น ๆ ตามลักษณะงาน

กันยายน - ตุลาคม 2554

29


ร า ส า ้ ฟ ไฟ หมายเหตุ : 2* = เพิ่มผาคลุมคอแบบสองชั้นและปองกันการไดยิน

ประเภทเสี่ยง/อันตรายอาจจะลดลงไดหนึ่งลําดับ สําหรับอุปกรณแรงดันตํ่าขางตนที่กระแสลัดวงจรตํ่ากวา 15kV (นอยกวา 25kA สําหรับสวิตชเกียรประเภท 600V) การไหมระดับที่สองเกิดขึ้นเมื่อพลังงานเปน 1.2 แคลอรี่ ต  อ ตารางเซนติ เ มตรเท า นั้ น วั ส ดุ เ สื้ อ ผ า ถู ก

พิจารณาถึงอันตรายหรือการติดไฟมากเพราะวัสดุละลาย ไดอุณหภูมิสูง วัสดุสังเคราะหจํานวนมากอยูในประเภทนี้ เชน อะซีเตต, ไนลอน, โพลีเอสเตอร และเรยอน พลังงาน ทีเ่ กิดขึน้ เปนพลังงานทีแ่ ผรงั สีผา นวัสดุทตี่ า นทานเปลวไฟ และสามารถติดไฟหรือทําใหชุดชั้นในรอนจนเกิดไหม

เอกสารอางอิง 1. OSHA 29 Code of Federal Regulation (CFR) Part1910 Subpart S 2. NFPA 70E-2008 National Electrical Code 3. NFPA 70E-2009 Standard for Electrical Safety Requirement for Employee Workplaces 4. IEEE Standard 1584-2009 Guide for Performing Arc Flash Hazard and Calculations 5. ASTM F 1959 Standard Test Method for Determining the Arc Performance Value of Materials for Clothing.

30


Power Engineering & Power Electronics ไฟฟากําลังและอิเล็กทรอนิกสกําลัง น.ส.นพดา ธีรอัจฉริยกุล

มาตรฐานการทดสอบอารกภายใน (ตอนที่ 2)

บทความนี้กลาวถึงวิธีการทดสอบอารกภายในสําหรับสวิตชเกียรและ คอนโทรลเกียรที่มีเครื่องหอหุมเปนโลหะในระบบไฟฟากระแสสลับ ซึ่งมีพิกัด แรงดันสูงกวา 1 กิโลโวลตจนถึง 52 กิโลโวลต ตามมาตรฐาน IEC 62271200 เรื่อง “AC metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV and up to and including 52 kV”, ภาคผนวก ก. (Annex A : Internal fault – Method for testing the metal - enclosed switchgear and controlgear under conditions of arcing due to an internal fault) พรอมมีภาพจากแหลงขอมูลอืน่ ๆ เพิม่ เติมจากทีร่ ะบุในมาตรฐาน เพือ่ ใช ประกอบการอธิบายตามเนื้อหาของมาตรฐานใหเขาใจไดชัดเจนยิ่งขึ้น บทความนี้มีทั้งหมด 3 ตอน ซึ่งในตอนที่ 1 กลาวถึง บทนํา และ ลักษณะการเขาถึงอุปกรณ และในตอนที่ 2 นีไ้ ดเสนอรายละเอียดในการเตรียม การทดสอบ สวนในตอนที่ 3 จะไดกลาวถึง กระแสไฟฟาและแรงดันไฟฟา ทดสอบ ขั้นตอนการทดสอบ เกณฑการยอมรับ รายงานผลการทดสอบ และตัวอยางการระบุระดับชั้นการทนอารกภายในตอไป

• กรณีอุ ป กรณติ ด ตั้ งบน หัวเสา ตองติดตั้งตัวอยางทดสอบ เหมื อ นการใช ง านจริ ง ที่ ค วามสู ง อย า งตํ่ า ตามที่ ผู  ผ ลิ ต กํ า หนด และ ตองติดตัง้ ตูค วบคุม และ/หรืออุปกรณ เชื่อมตอทางไฟฟา และ/หรือทางกล มายังโคนเสาดวย (ถามี) • ตั ว อย า งทดสอบต อ งต อ ลงดินที่จุดที่เตรียมไว • ตองทําการทดสอบในชอง ที่ไ มเ คยเกิ ด อาร ก มากอ น หรื อ ถ า ช อ งนั้ น เคยเกิ ด อาร ก มาแล ว ต อ ง อยู  ใ นสภาพที่ ไ ม ส  ง ผลกระทบต อ ผลการทดสอบ • ในกรณี ที่ มี ช  อ งที่ บ รรจุ 3. การเตรียมการทดสอบ (Test arrangement) ของเหลว (นอกเหนือจาก SF6) ตอง 3.1 ทั่วไป ทําการทดสอบโดยบรรจุของเหลวนั้น การเตรียมการทดสอบตองปฏิบัติดังนี้ ตามพิกัดบรรจุที่ระบุ (+10%) และ • ตัวอยางทดสอบตองติดตั้งอุปกรณภายในครบถวน อนุญาตใหใช ยอมใหใชอากาศแทน SF6 ไดตาม สวนประกอบภายในที่จําลองขึ้นได ถามีปริมาตรและวัสดุภายนอกเหมือนกับ พิกัดบรรจุที่ระบุ (+10%) สวนประกอบของจริง และไมมผี ลกระทบตอสวนสําคัญและวงจรการตอลงดิน หมายเหตุ ถาทําการทดสอบโดยใชอากาศ • ตองทําการทดสอบในแตละชองที่มีสวนประกอบของวงจรหลักอยู แทน SF6 จะทําใหเกิดความดันแตกตาง ออกไป ภายใน กรณีที่สวิตชเกียรและคอนโทรลเกียรประกอบจากหนวยยอยที่แยก ตางหาก ตัวอยางทดสอบตองประกอบจากหนวยยอย 2 หนวยตอเขาดวยกัน 3.2 หองจําลอง เหมือนเมือ่ ใชงาน และอยางนอยตองทําการทดสอบทุกชองทีอ่ ยูป ลายของสวิตช 3.2.1 สวิตชเกียรและคอนโทรลเกียร เกียรและคอนโทรลเกียรซงึ่ จะอยูต ดิ กับอินดิเคเตอร แตอยางไรก็ตามถาดานที่ ทีม่ เี ครือ่ งหอหุม เปนโลหะชนิดใชงาน ตอกับหนวยยอยที่อยูติดกันมีความแข็งแรงตางกับอีกดานที่เปนสวนปลายสุด ภายในอาคาร ของสวิตชเกียรและคอนโทรลเกียร ตัวอยางทดสอบตองประกอบจากหนวยยอย หองจําลอง ประกอบดวย พื้น 3 หนวย และทดสอบในชองตาง ๆ ซํ้าในหนวยยอยที่อยูตรงกลางดวย หมายเหตุ หนวยยอยที่แยกตางหาก (Stand alone unit) อาจอยูในเครื่องหอหุมเดี่ยว เพดาน และผนั ง สองด า นที่ ตั้ ง ฉาก ซึง่ กันและกัน โดยมีการจําลองชองทาง ที่มีการจัดวางอุปกรณในแนวราบหรือแนวดิ่ง (เปนชั้น ๆ)

ร า ส า ้ ฟ ไฟ กันยายน - ตุลาคม 2554

31


สายไฟฟาเขาและ/หรือทอดูดอากาศที่ เหมาะสมดวย ก. เพดาน เพดานตองสูงกวาสวนบนสุด ของตัวอยางทดสอบเปนระยะ 600 (+100) มิ ล ลิ เ มตร เว น แต ผู  ผ ลิ ต จะระบุระยะหางอยางตํ่าเปนคาอื่น อยางไรก็ตาม เพดานตองสูงจากพื้น อยางนอย 2 เมตร สําหรับการทดสอบ ตั ว อย า งที่ มี ค วามสู ง น อ ยกว า 1.5 เมตร ผู  ผ ลิ ต อาจทํ า การทดสอบ เพิ่มเติมโดยใหระยะหางจากเพดาน นอยลงได เพื่อประเมินผลตามสภาพ การติดตั้งจริง ข. ผนังดานขาง ผนังดานขางตองอยูหางจาก ผนั ง ด า นข า งของตั ว อย า งทดสอบ เปนระยะ 100 (+30) มิลลิเมตร โดย อาจเลือกใชระยะหางที่นอยลงไดเพื่อ แสดงใหเห็นวา การเปลี่ยนรูปอยาง ถาวรของผนั งดานขางของตั วอยาง ทดสอบนัน้ ไมถกู รบกวนหรือถูกจํากัด ดวยผนังทดสอบ ผู  ผ ลิ ต อาจทํ า การทดสอบ เพิ่ ม เติ ม โดยให ร ะยะห า งจากผนั ง ดานขางเพิ่มขึ้นได เพื่อประเมินผล ตามสภาพการติดตั้งจริง ค. ผนังดานหลัง ตําแหนงของผนังดานหลังขึ้น อยูกับลักษณะการเขาถึง ดังนี้ ผนังดานหลังเขาถึงไมได ผนังดานหลังตองอยูหางจาก ผนั ง ด า นหลั ง ของตั ว อย า งทดสอบ เปนระยะ 100 (+30) มิลลิเมตร เวนแตผผู ลิตจะระบุระยะหางอยางตํา่ เปนคาอืน่ โดยอาจเลือกใชระยะหางที่ นอยลงไดเพือ่ แสดงใหเห็นวา การเปลีย่ น รูปอยางถาวรของผนังดานหลังของ ตัวอยางทดสอบนั้นไมถูกรบกวนหรือ

ถูกจํากัดดวยผนังของหองจําลอง การเตรียมการทดสอบในลักษณะนี้ถือวาใชไดสําหรับการติดตั้งใกล กับผนังมากกวาที่กําหนด โดยตองเปนไปตามขอกําหนดเพิ่มเติมที่ยอมรับอีก 2 ขอ ตามเกณฑ 1 ในหัวขอ 6 ถาไมสามารถทําการทดสอบตามที่กําหนดขางตน หรือผูผลิตตองการ ออกแบบการติดตัง้ ผนังเอง อาจใหทาํ การทดสอบพิเศษโดยทีไ่ มมผี นังดานหลัง ซึ่งผลการทดสอบพิเศษนี้จะตองไมใชในสภาพการติดตั้งอื่น ๆ ถาทําการทดสอบดวยระยะหางจากผนังดานหลังตามที่ผูผลิตระบุซึ่ง มากกวาระยะที่กําหนดในมาตรฐานนี้ ตองระบุระยะหางอยางตํ่าในเอกสาร แนะนําการติดตั้งดวย โดยเอกสารแนะนําการติดตั้งตองใหขอแนะนําถึง มาตรการปองกันบุคคลไมใหเขามาในบริเวณดังกลาวดวย ผนังดานหลังเขาถึงได ผนังดานหลังตองอยูห า งจากผนังดานหลังของตัวอยางทดสอบเปนระยะ 800 (+100/-0) มิลลิเมตร อาจทําการทดสอบเพิ่มเติมโดยใหมีระยะหางนอยลงได เพื่อพิสูจน ความสามารถของสวิตชเกียรและคอนโทรลเกียรวายังทํางานไดอยางถูกตอง เมือ่ ลดขนาดของหองจําลองลง เชน ในกรณีทมี่ กี ารติดตัง้ ใกลผนังซึง่ ไมสามารถ เขาถึงผนังดานหลังได ถาทําการทดสอบดวยระยะหางจากผนังดานหลังตามที่ผูผลิตระบุซึ่ง มากกวาระยะที่กําหนดในมาตรฐานนี้ ตองระบุระยะหางอยางตํ่าในเอกสาร แนะนําการติดตั้งดวย กรณีพิเศษ : การใชทอดูดอากาศ ถาผูผลิตอางวาการออกแบบตองมีชองทางเขาสายไฟฟาและ/หรือ ทอดูดอากาศ เพื่อถายเทกาซที่เกิดขึ้นจากอารกภายในดวย ผูผลิตตองระบุ ขนาดพื้นที่หนาตัดอยางตํ่า ตําแหนงและวิธีการระบาย (ฝาเปด-ปดหรือ ตะแกรง พรอมคุณลักษณะ) การทดสอบตองทําโดยจําลองใหมีทอดูดอากาศ เหลานั้นดวย โดยกาซตาง ๆ ที่ออกจากปลายทอดูดอากาศตองอยูหางจาก สวิตชเกียรและคอนโทรลเกียรที่ทดสอบอยางนอย 2 เมตร

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

32

หมายเหตุ มาตรฐานนี้ไมครอบคลุมถึงผลที่อาจเกิดขึ้นจากกาซรอนภายนอกหองที่ติดตั้ง สวิตชเกีย���และคอนโทรลเกียร

3.2.2 สวิตชเกียรและคอนโทรลเกียรที่มีเครื่องหอหุมเปนโลหะชนิดใชงาน ภายนอกอาคาร ถากําหนดใหสามารถเขาถึงไดทุกดาน ก็ไมจําเปนตองมีเพดานหรือ ผนัง โดยตองมีการจําลองชองทางเขาสายตามที่ระบุขางตนดวย (ถาจําเปน) เมือ่ มองในแงของการเกิดอารกภายในจะถือวาสวิตชเกียรและคอนโทรล เกียรทมี่ เี ครือ่ งหอหุม เปนโลหะ ซึง่ ผานการทดสอบสําหรับใชงานภายในอาคาร สามารถนํามาใชงานภายนอกอาคารได ถามีลักษณะการเขาถึงเหมือนกับที่ ใชงานภายในอาคาร


ในกรณีทเี่ ปนสวิตชเกียรและคอนโทรลเกียรชนิดใชงานภายนอกอาคาร ทีจ่ ะใชวางอยูใ ตชายคา (เพือ่ ปองกันฝน เปนตน) ซึง่ มีความสูงนอยกวา 1.5 เมตร เหนือสวิตชเกียรและคอนโทรลเกียรจะตองทดสอบโดยมีเพดานที่มีความสูง ตามที่ใชงานนั้นดวย

หมายเหตุ ระยะจากอิ น ดิ เ คเตอร ที่ ว าง แนวดิง่ ถึงสวิตชเกียรและคอนโทรลเกียรวดั จากอินดิเคเตอรถงึ ผิวหนาของเครือ่ งหอหุม โดยไมนบั รวมสวนทีย่ นื่ ออกมา (เชน มือจับ โครง กรอบ และอื่น ๆ) ถาผิวหนาของ สวิตชเกียรและคอนโทรลเกียรไมสมํา่ เสมอ ควรติ ด ตั้ ง อิ น ดิ เ คเตอร ใ นตํ า แหน ง ตาม 3.3 อินดิเคเตอร (สําหรับประเมินผลกระทบจากอุณหภูมิของกาซ) ความเป น จริ ง ที่ บุ ค คลสามารถเข า ถึ ง 3.3.1 ทั่วไป ดานหนาของอุปกรณได โดยใชระยะหาง อินดิเคเตอร คือ ชิ้นผาฝายสีดํา ที่วางในลักษณะที่ชายผาไมชี้เขาหา ตามลักษณะการเขาถึงอุปกรณที่กําหนด ตัวอยางทดสอบ โดยจะใชผาครีทอนสีดํา (Black cretonne : ผาฝายสีดํา ขางตน

เนื้อผาประมาณ 150 กรัมตอตารางเมตร) หรือผาฝายซับในสีดํา (Black cotton-interlining lawn : เนื้อผาประมาณ 40 กรัมตอตารางเมตร) ขึ้นอยู กับลักษณะการเขาถึงอุปกรณ การปองกันไมใหอินดิเคเตอรที่วางแนวดิ่งชิ้นหนึ่งจุดติดไฟไปยังอีก ชิ้นหนึ่ง สามารถทําไดโดยใชกรอบโลหะขนาด 2 × 30 (+0/-3) มิลลิเมตร ดังแสดงในรูปที่ 3.1 และเพื่อปองกันไมใหมีสะเก็ดสะสมที่อินดิเคเตอรที่วางในแนวนอน สามารถทําไดโดยการวางอินดิเคเตอรโดยไมมกี รอบโลหะ ดังแสดงในรูปที่ 3.2 อินดิเคเตอรแตละชิ้นตองมีขนาด 150 × 150 (+15/-0) มิลลิเมตร

ก. ลักษณะการเขาถึงแบบ ก (บริเวณจํากัดเฉพาะเจาหนาที่) ใช อิ น ดิ เ คเตอร ที่ ทํ า จากผ า ครีทอนสีดาํ (Black cretonne : ผาฝาย สีดํา เนื้อผาประมาณ 150 กรัมตอ ตารางเมตร) วางในแนวดิง่ สูง 2 เมตร รอบสวิตชเกียรและคอนโทรลเกียรทมี่ ี เครือ่ งหอหุม เปนโลหะในทุก ๆ ดานที่ เขาถึงได ใหกระจายอยางสมํา่ เสมอใน ลักษณะตาหมากรุกครอบคลุมพื้นที่ 40-50% ดังแสดงในรูปที่ 3.3 และ รูปที่ 3.4 โดยทีร่ ะยะจากอินดิเคเตอร ถึงสวิตชเกียรและคอนโทรลเกียรคือ 300 (+15) มิลลิเมตร อินดิเคเตอรแนวนอนตองวางที่ ความสูง 2 เมตร เหนือพื้น ดังแสดง ในรูปที่ 3.3 และรูปที่ 3.4 ครอบคลุม พื้ น ที่ ทั้ ง หมดระหว า ง 300 และ 800 มิลลิเมตร จากสวิตชเกียรและ คอนโทรลเกียรที่มีเครื่องหอหุมเปน โลหะให ก ระจายอย า งสมํ่ า เสมอใน ลักษณะตาหมากรุกครอบคลุมพื้นที่ 40-50% ดังแสดงในรูปที่ 3.3 และ รูปที่ 3.4 แตถามีเพดานจําลองอยูที่ ความสูง 2 เมตร จากพื้นอยูแลวก็ ไมตองวางอินดิเคเตอรแนวนอนอีก ข. ลักษณะการเขาถึงแบบ ข (บริเวณสาธารณะทั่วไป) ใช อิ น ดิ เ คเตอร ที่ ทํ า จาก ผาฝายซับในสีดํา (Black cotton-

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 3.1 กรอบสําหรับอินดิเคเตอร แนวดิ่ง (หนวยเปนมิลลิเมตร)

รูปที่ 3.2 อินดิเคเตอรแนวนอน (หนวยเปนมิลลิเมตร)

3.3.2 ทั่วไป ต อ งวางอิ น ดิ เ คเตอร ใ นแต ล ะด า นที่ เ ข า ถึ ง ได โดยวางบนรางราว (Mounting rack) ซึ่งตั้งอยูหางจากตัวอยางทดสอบ โดยระยะหางขึ้นอยูกับ ลักษณะการเขาถึงอุปกรณ ความยาวของรางราวตองมากกวาขนาดของตัวอยางทดสอบ เมือ่ คํานึงถึง ความเปนไปไดที่กาซรอนจะรั่วออกมาโดยทํามุม 45 องศากับพื้นผิวที่ทดสอบ นั่นคือรางราวที่วางในแตละดานตองยาวกวาตัวอยางทดสอบเปนระยะ 100 มิลลิเมตร สําหรับลักษณะการเขาถึงแบบ ข หรือ 300 มิลลิเมตร สําหรับ ลักษณะการเขาถึงแบบ ก โดยผนังของหองจําลองนั้นตองไมกีดขวางการวาง รางราวดังกลาว

กันยายน - ตุลาคม 2554

33


interlining lawn : เนื้อผาประมาณ ลักษณะการเขาถึงแบบ ก ลักษณะการเขาถึงแบบ ข 40 กรัมตอตารางเมตร) วางในแนวดิง่ ความสูงของอุปกรณ (h) ความสูงของอุปกรณ (h) สู ง 2 เมตร (แต ถ  า ความสู ง ของ h > 2 ม. h < 2 ม. h > 2 ม. h < 2 ม. ตัวอยางทดสอบตํ่ากวา 1.9 เมตร ใหวางอินดิเคเตอรในแนวดิ่งสูงกวา ตัวอยางทดสอบไปอีก 100 มิลลิเมตร) รอบสวิตชเกียรและคอนโทรลเกียรทมี่ ี เครือ่ งหอหุม เปนโลหะในทุก ๆ ดานที่ เขาถึงได ใหกระจายอยางสมํา่ เสมอใน รูปที่ 3.3 ตําแหนงของอินดิเคเตอร (i) ลักษณะตาหมากรุกครอบคลุมพื้นที่ 40-50% ดังแสดงในรูปที่ 3.3 และ รูปที่ 3.4 โดยทีร่ ะยะจากอินดิเคเตอร ถึงสวิตชเกียรและคอนโทรลเกียรคือ 100 (+5) มิลลิเมตร อินดิเคเตอรแนวนอนตองวางที่ ความสูงเหนือพืน้ ตามทีอ่ ธิบายในรูปที่ 3.5 ครอบคลุมพื้นที่ทั้งหมดระหวาง 100 และ 800 มิลลิเมตร จากสวิตช เกี ย ร แ ละคอนโทรลเกี ย รที่มี เ ครื่ อ ง หอหุมเปนโลหะ โดยวางอินดิเคเตอร แนวนอนใหกระจายอยางสมํ่าเสมอ ในลั ก ษณะตาหมากรุ ก ครอบคลุ ม พื้นที่ 40-50% ดังแสดงในรูปที่ 3.5 และรูปที่ 3.6 แตถาตัวอยางทดสอบ มีความสูงนอยกวา 2 เมตร ตองวาง อิ น ดิ เ คเตอร เ ปน ระยะ 100 (+5) มิลลิเมตรเหนือหลังคาดานทีเ่ ขาถึงได ดังแสดงในรูปที่ 3.6 ค. ลั ก ษณะการเข า ถึ ง แบบ หนวยเปนมิลลิเมตร พิเศษ รูปที่ 3.4 หองจําลองและตําแหนงของอินดิเคเตอร ใชอนิ ดิเคเตอรทที่ าํ จากผาฝาย สําหรับอุปกรณที่มีความสูงไมนอยกวา 1.5 เมตร ซึ่งมีลักษณะการเขาถึงแบบ ก ซับในสีดํา (Black cotton-interlining lawn : เนื้อผาประมาณ 40 กรัม ตอตารางเมตร) สําหรับการใชงาน ในภาวะปกติ ที่ มี บุ ค คลยื น หรื อ เดิ น อยูบ นอุปกรณหรือใตอปุ กรณ ตองวาง อิ น ดิ เ คเตอร แ นวนอนบนพื้ น ผิ ว ที่ เขาถึงไดนั้น ดังที่อธิบายไวในรูปที่ 3.6 ไมวา ความสูงของสวิตชเกียรและ ภาพตัวอยางการวางอินดิเคเตอรสําหรับการทดสอบอารกภายใน คอนโทรลเกียรจะเปนเทาใดก็ตาม ของอุปกรณที่มีความสูงไมนอยกวา 1.5 เมตร ซึ่งมีลักษณะการเขาถึงแบบ ก

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

34


ร า ส า ้ ฟ ไฟ หนวยเปนมิลลิเมตร

รูปที่ 3.5 หองจําลองและตําแหนงของอินดิเคเตอร สําหรับอุปกรณที่มีความสูงมากกวา 2 เมตร ซึ่งมีลักษณะการเขาถึงแบบ ข

ภาพตัวอยางการวางอินดิเคเตอรสําหรับการทดสอบอารกภายใน ของอุปกรณที่มีความสูงมากกวา 2 เมตร ซึ่งมีลักษณะการเขาถึงแบบ ข

กันยายน - ตุลาคม 2554

35


ภาพตัวอยางการวางอินดิเคเตอร สําหรับการทดสอบอารกภายใน ของอุปกรณที่มีความสูงนอยกวา 2 เมตร ซึ่งมีลักษณะการเขาถึงแบบ ข

ร า ส า ้ ฟ ไฟ หนวยเปนมิลลิเมตร

รูปที่ 3.6 หองจําลองและตําแหนงของอินดิเคเตอร สําหรับอุปกรณที่มีความสูงนอยกวา 2 เมตร ซึ่งมีลักษณะการเขาถึงแบบ ข

ง. ลั ก ษณะการเข า ถึ ง แบบ ค (อุปกรณตดิ ตัง้ บนเสา) ใชอินดิเคเตอรที่ทําจาก ผาฝายซับในสีดาํ (Black cottoninterlining lawn : เนือ้ ผาประมาณ 40 กรัมตอตารางเมตร) วาง ในแนวนอนที่ความสูง 2 เมตร ครอบคลุมพืน้ ทีส่ เี่ หลีย่ มทัง้ หมด 3 × 3 ตารางเมตรโดยรอบเสา ให ก ระจายอย า งสมํ่ า เสมอ ใ น ลั ก ษ ณ ะ ต า ห ม า ก รุ ก ครอบคลุ ม พื้ น ที่ 40-50% ดังแสดงในรูปที่ 3.7

หนวยเปนมิลลิเมตร

(โปรดติดตามตอฉบับหนา)

36

รูปที่ 3.7 การเตรียมการทดสอบสําหรับสวิตชเกียรและ คอนโทรลเกียรที่ติดตั้งบนเสา

ภาพตัวอยางการเกิดระเบิด ของอุปกรณ ที่มีลักษณะ การเขาถึงแบบ ค ซึ่งอาจ ทําใหเกิดอันตรายตอบุคคล


Power Engineering & Power Electronics ไฟฟากําลังและอิเล็กทรอนิกสกําลัง นายกิตติกร มณีสวาง กองวิจัย การไฟฟาสวนภูมิภาค

ปจจัยที่มีผลกระทบตออายุการใชงาน ของคาปาซิเตอรแรงตํ่า (ตอนที่ 2) ตอจากตอนที่ 1 สํ า หรั บ คาปาซิ เ ตอร แ รงตํ่ า ที่ ใชงานในประเทศนั้น สวนใหญระบุ ค า ความหนาของแผ น Aluminum Foil ที่ ใ ช เ ป น แผ น ขั้ ว อิ เ ลคโตรด ว า มี ค  า 0.01 Micron และระบุ คาความหนาของแผนฉนวน Polypropylene ที่ใชเปนแผนฉนวน ไดอิ เ ลคตริ ก ว า มี ค  า อยู  ใ นช ว ง ประมาณ 5 Microns ถึง 10 Microns โดยสามารถใชงานอยูในชวงอุณหภูมิ ที่ -25/+50 C o ได ซึ่ ง จั ด อยู  ใ น Category ประเภท C ตามมาตรฐาน IEC 60831 ดั ง นั้ น ในการนํ า คาปาซิเตอรแรงตํา่ เขาใชงานในระบบ ไฟฟาตองพยายามควบคุมอุณหภูมิ แวดลอมใหไดตามเงื่อนไขที่ระบุไว บน Nameplate มิเชนนัน้ คาปาซิเตอร แรงตํ่าจะชํารุดเสียหายในระยะเวลา อันสั้น ข  อ มู ล เ ชิ ง ส ถิ ติ ข อ ง ก ร ม อุ ตุ นิ ย มวิ ท ยาของประเทศไทยชี้ ใ ห เห็นวา Annual Mean Temperature in Thailand มี ค  า เกิ น +25 oC และ Annual Mean Maximum Temperature in Thailand มี ค  า เกิน +30 oC จึงนาเปนกังวลสําหรับ คาปาซิ เ ตอร แ รงตํ่ า ที่ ติ ด ตั้ ง แบบ Outdoor และติ ด ตั้ ง แบบ Fixed Type เนื่องจากตัวถังตองรับแสงแดด ที่ มี อุ ณ หภู มิ สู ง เป น ระยะเวลานาน

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 8 การระบายความรอนผานชองวางอากาศที่อยูดานใน ผานตัวถังออกสูอากาศภายนอก

อุ ณ หภู มิ ที่ ผิ ว ของตั ว ถั ง จึ ง สู ง ทํ า ให ป ระสิ ท ธิ ภ าพการระบายความร อ นลด ลง ประกอบกับโครงสรางภายในตัวถังมิไดออกแบบใหกระบอกของแตละ Element ยอยสัมผัสกับอากาศภายนอกโดยตรง แตเปนการระบายความรอน ผานชองวางอากาศที่อยูดานในผานตัวถังออกสูอากาศภายนอกดังแสดงใน รูปที่ 8 ซึ่งเทคนิคนี้ใหประสิทธิภาพในการระบายความรอนที่ดอยกวากรณี สัมผัสกับอากาศโดยตรง ในปจจุบันมีผูผลิตคาปาซิเตอรแรงตํ่าที่เห็นความสําคัญในประเด็นนี้ จึงออกแบบใหคาปาซิเตอรแรงตํา่ ไมมตี วั ถังหอหุม Element ยอย ทําใหกระบอก โลหะหรือพลาสติกที่หอหุม Element ยอยสามารถสัมผัสโดยตรงกับอากาศ ภายนอก จึงระบายความรอนจากภายในออกสูภายนอกไดดีขึ้น นอกจากนั้น ยังมีการออกแบบใหสามารถติดตั้งแบบ Outdoor ไดดวย โดยกําหนดระดับ ปองกันการสัมผัสและปองกันนํ้าไดถึงระดับ IP54 ดังแสดงในรูปที่ 9 กันยายน - ตุลาคม 2554

37


(ก) แบบ Indoor

(ข) แบบ Outdoor

คาปาซิ เ ตอร แ รงตํ่ า จะได ผ ลลั พ ธ ดังตารางที่ 3 ผลลัพธดังกลาวชี้ให เห็นวาถึงแมจะเลือกใชคาปาซิเตอร แรงตํา่ เปน Category: class D (55 oC) ซึ่ ง เป น ตั ว เลื อ กที่ ดี ที่ สุ ด แล ว ก็ ต าม ก็ยังคงตองควบคุมอุณหภูมิแวดลอม ในขณะใชงานไมใหมีคาเกิน 34 oC ซึง่ ใกลเคียงกับอุณหภูมแิ วดลอมเฉลีย่ สูงสุด (35 oC) ในรอบ 1 ป ตามตาราง ที่ 1 จึงจะทําใหคาปาซิเตอรแรงตํ่า มีแนวโนมที่จะใชงานไดนาน 20 ป ป ญ หาแรงดั น ไฟฟ า เกิ น ใน ระบบไฟฟาที่มีระยะเวลาในการเกิด นานกวาที่กําหนดไวในเงื่อนไขตาม ตารางที่ 2 คือ ปจจัยเสี่ยงที่สําคัญ อีกหนึง่ อยางทีส่ ง ผลตออายุการใชงาน ของคาปาซิ เ ตอร แ รงตํ่ า โดยเรา สามารถใชอัตราสวนระหวางแรงดัน ไฟฟาที่พิกัดใชงานปกติและแรงดัน ไฟฟาเกินทีเ่ กิดขึน้ ยกกําลังเจ็ดสําหรับ ประเมินอายุของคาปาซิเตอรแรงตํ่า ยกตัวอยางเชน หากนําคาปาซิเตอร แรงตํ่ า ที่ มี พิ กั ด แรงดั น ไฟฟ า ใช ง าน 415 V ไปติ ด ตั้ ง ในระบบไฟฟ า ที่ มี แ รงดั น ไฟฟ า เกิ น ขนาด 498 V จะทํ า ให ค าปาซิ เ ตอร แ รงตํ่ า มี อ ายุ การใชเหลือประมาณ 0.28 เทาของ อายุการใชงานตามปกติทพี่ กิ ดั แรงดัน ไฟฟาใชงาน

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 9 การระบายความรอนสูอากาศภายนอกแบบสัมผัสโดยตรง

อยางไรก็ตามการยืดอายุคาปาซิเตอรแรงตํ่าโดยเฉพาะที่ติดตั้งแบบ Outdoor และเปนแบบ Fixed Type ใหมีอายุการใชงานที่ยาวนานขึ้น จําเปน ตองกําหนดรายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติมในสวนของ Maximum ambient temperature ใหเปน Category: class D (55 oC) และเพื่อใหเห็นภาพ ที่ชัดเจนขึ้น เราสามารถประยุกตใชหลักการของ ARRENIUS’ Law ใน การคาดคะเนอายุของคาปาซิเตอรแรงตํา่ จากอุณหภูมแิ วดลอมทีใ่ ชงานไดดงั นี้ ทุก ๆ อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นหรือลดลง 7 oC จะมีผลทําใหอายุของ คาปาซิเตอรลดลงครึง่ หนึง่ หรือเพิม่ ขึน้ เปน 2 เทาตามลําดับ และจากการสํารวจ อายุการใชงานของคาปาซิเตอรซึ่งระบุไวในมาตรฐาน IEEE 18-1992 พบวา รอยละ 90 มีอายุการใชงานเกิน 20 ป ซึ่งหากยึดอายุการใชงานที่ 20 ป เปนหลักและใชหลักการของ ARRENIUS’ Law ในการประเมินอายุของ ตารางที่ 1 แสดงการประเมินอายุของคาปาซิเตอรแรงตํ่า ตามหลักการของ ARRENIUS’ Law Life

38

Ambient Temperature Category B Category C Category D

2.5 Years

45 Co

50 Co

55 Co

5 Years

45-7 = 38 Co

50-7 = 43 Co

55-7 = 48 Co

10 Years

38-7 = 31 Co

43-7 = 36 Co

48-7 = 41 Co

20 Years

31-7 = 24 Co

36-7 = 29 Co

41-7 = 34 Co

นอกจากนั้นเรายังสามารถใช กราฟในรูปที่ 10 ในการประเมินผลของ แรงดันไฟฟาเกินตออายุการใชงาน ของคาปาซิเตอรแรงตํ่าไดดวย แตจะ มีผลลัพธคลาดเคลื่อนไปจากการใช อัตราสวนในการคํานวณเล็กนอย


ไมถงึ วินาที แตเนือ่ งจากมาตรฐาน IEC 60831 ระบุเงื่อนไขอีกประการหนึ่ง วาคาปาซิเตอรแรงตํ่าจะตองสามารถ กํ า จั ด หรื อ ลดระดั บ แรงดั น ไฟฟ า ที่ ตกคางใหเหลือ 70 Volts หรือนอยกวา คายอด (Peak) ของแรงดันไฟฟา r.m.s เริ่มตน ( เทาของ UN) ภายในระยะเวลา 3 นาที ซึ่ ง จะ เห็ น ได ว  า ใช เ วลานานกว า การป ด รูปที่ 10 กราฟการประเมินผลของแรงดันไฟฟาเกินตออายุการใชงาน ของคาปาซิเตอร ก ลั บ ว ง จ ร ข อ ง อุ ป ก ร ณ  ป  อ ง กั น เป น อย า งมาก ดั ง นั้ น คาปาซิ เ ตอร ด ว ยเหตุ ผ ลที่ ค าปาซิ เ ตอร แรงตํ่ า ที่ ติ ด ตั้ ง แบบ Fixed Type จึ ง ไม ส ามารถคายประจุ ใ ห เ หลื อ แรงตํ่ า มั ก นิ ย มต อ ใช ง านเป น แบบ 10% ไดทันตามเงื่อนไขที่กําหนดไว จึงมีแนวโนมที่จะชํารุดเสียหายจาก Delta จึ ง ไม ส ามารถหลี ก เลี่ ย ง การป ด กลั บ วงจรบ อ ยครั้ ง ของอุ ป กรณ ป  อ งกั น ในระบบไฟฟ า ซึ่ ง ป ญ หา การชํ า รุ ด เสี ย หายที่ เ ป น ผลมาจาก ในกรณี นี้ จ ะไม เ กิ ด ขึ้ น กั บ คาปาซิ เ ตอร แ รงตํ่ า ที่ ติ ด ตั้ ง แบบ Switching แรงดันไฟฟาไมสมดุลทีเ่ กิดจากการใช Type และถูกควบคุมดวย P.F. Controller เนื่องจากชุด P.F. Controller โหลดชนิด 1 เฟส หรือผลของแรงดัน จะสั่งปลดคาปาซิเตอรแรงตํ่าออกจากระบบไฟฟาดวยฟงกชันการทํางานที่ ไฟฟาหายไปหนึ่งเฟสเนื่องจากฟวส เรียกวา “Power Outage Release” ในกรณีที่เกิดไฟฟาดับนานเกินกวา ที่ปองกันคาปาซิเตอรแรงตํ่าขาด โดย 15-40 มิลลิวนิ าที (ขึน้ อยูก บั ผลิตภัณฑ) ซึง่ คานีไ้ มสามารถปรับตัง้ ได และจะมี พบวาตําแหนงทีช่ าํ รุดจะเปน Element ฟงกชนั การทํางานทีเ่ รียกวา “Power Outage Reset Delay Time” ทําหนาทีค่ วบคุม ยอยที่อยูระหวางเฟสที่แรงดันไฟฟา ไมใหสบั คาปาซิเตอรแรงตํา่ เขาระบบไฟฟาจนกวาจะคายประจุและทําใหแรงดัน สูงสุดในขณะเกิดสภาวะไมสมดุลหรือ ไฟฟาที่ตกคางเหลืออยูในเกณฑที่ปลอดภัย การพัฒนาคาปาซิเตอรแรงตํ่ามาเปนแบบ Dry Type ใหผลดีตอ ในขณะที่แรงดันไฟฟาหายไป 1 เฟส จากเงื่ อ นไขทางเทคนิ ค ตาม การรักษาสิ่งแวดลอมแตกลับมีขอดอยจากปรากฏการณ Partial Discharge มาตรฐาน IEC 60831 ที่ระบุวา ทีเ่ กิดขึน้ ในเนือ้ ฉนวนทีเ่ ปนของแข็ง ปรากฏการณ Partial Discharge นีจ้ ะเกิดขึน้ คาปาซิเตอรแรงตํา่ จะตองสามารถทน ในบริเวณที่มีสิ่งอื่นเจือปนและมีคา Permittivity ที่ตํ่ากวาในเนื้อฉนวน ตอสภาวะการจายไฟ (Energization) ไดอิ เ ลคตริ ก หลั ก อาทิ บริ เ วณที่ มี วั ส ดุ ส องชนิ ด ที่ ต  า งกั น วางอยู  ใ กล กั น ในขณะที่มีแรงดันไฟฟาตกคางเหลือ หรือบริเวณเนื้อฉนวนไดอิเลคตริกที่มีโพรงหรือชองวางอากาศอยู ผลจาก อยู  ไ ม เ กิ น 10% ของพิ กั ด แรงดั น ปรากฏการณนจี้ ะทําใหเกิดความรอนสะสม คลืน่ รบกวนวิทยุ พลังงานสูญเสีย ใชงานปกติไดโดยไมชํารุดเสียหาย ไดอิ เ ลคตริ ก กลุ  ม ก า ซและทํ า ให คุ ณ สมบั ติ ท างเคมี ข องฉนวนเปลี่ ย นไป เงือ่ นไขนีม้ ผี ลกระทบตอการชํารุดของ ปรากฏการณ Partial Discharge สามารถเกิดซํ้า ๆ ไดหลายครั้งจนนําไปสู คาปาซิเตอรแรงตํา่ ทีต่ ดิ ตัง้ แบบ Fixed การเบรกดาวนในโพรงอากาศบริเวณเนือ้ ฉนวนไดอิเลคตริก และทําใหเนือ้ ฉนวน Type เปนอยางยิง่ เนือ่ งจากเมือ่ ระบบ ไดอิเลคตริกเสื่อมคุณภาพและชํารุดในที่สุด ทั้งนี้เพราะผิวของเนื้อฉนวน ไฟฟ า หลั ก เกิ ด การลั ด วงจร ระบบ ไดอิเลคตริกที่ติดกับโพรงอากาศจะทําหนาที่เหมือนกับเปนคาโทดและแอโนด อิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นจากการเบรกดาวนในโพรงอากาศจะวิ่งไปกระทบ ปองกันที่สถานีไฟฟาหรือที่ติดตั้งอยู ในระบบจํ า หน า ยจะสั่ ง ให อุ ป กรณ กับแอโนด และถามีพลังงานสูงมากพอก็จะไปทําลายพันธะทางเคมี (Chemical ปองกันปลดวงจรออก หลังจากนั้น Bond) ทีผ่ วิ ของเนือ้ ฉนวนไดอิเลคตริก สวนไอออนก็จะวิง่ ไปกระทบกับคาโทด ุ หภูมทิ ผี่ วิ ของฉนวนไดอิเลคตริกสูงขึน้ จนเกิดการเบรกดาวน (Thermal จะสั่งใหปดกลับวงจรเขาไปใหมเพื่อ ทําใหอณ จ า ยไฟอี ก ครั้ ง อย า งรวดเร็ ว ในเวลา Breakdown) นอกจากนี้ ช  อ งว า งอากาศหรื อ โพรงเล็ ก ๆ ที่ เ กิ ด ขึ้ น ที่

ร า ส า ้ ฟ ไฟ กันยายน - ตุลาคม 2554

39


ผิ ว ภายในของฉนวนไดอิ เ ลคตริ ก จะทํ า ให มี ก ารนํ า กระแสสู ง ขึ้ น โ ด ย ป ฏิ กิ ริ ย า ท า ง เ ค มี ที่ เ กิ ด ขึ้ น ภายในจะทําใหเกิดการสึกกรอนของ เนื้ อ ฉนวนไดอิ เ ลคตริ ก มากขึ้ น โพรงอากาศก็ใหญขึ้น และนําไปสู การลัดวงจรระหวางแผนขัว้ อิเลคโตรด ที่อยูติดกันในระยะเวลาตอมา ความจําเปนในการเรียงแผน ขั้ ว อิ เ ลคโตรดและแผ น ขั้ ว ฉนวน ไดอิเลคตริกทีม่ คี า Permittivity ตางกัน ให ว างสลั บ กั น ซึ่ ง โดยปกติ จ ะเป น Aluminum Foil กับ Polypropylene จึงไมสามารถหลีกเลี่ยงปรากฏการณ Partial Discharge นี้ ไ ด ดั ง นั้ น โดยทั่ ว ไปคาปาซิ เ ตอร แ รงตํ่ า ก็ จ ะ มีอายุการใชงานอยูในชวงระยะเวลา หนึ่ง และถามีปจจัยแวดลอมอื่น ๆ ที่ มี ส  ว นกระตุ  น ให ก ารเกิ ด Partial Discharge เกิดขึน้ งาย อายุการใชงาน ของคาปาซิเตอรแรงตํ่าก็จะสั้นลง ระบบไฟฟ า ที่ มี Harmonic เจื อ ปนจะทํ า ให พ ลั ง งานสู ญ เสี ย ไดอิ เ ลคตริ ก (Dielectric Loss) เกิดขึ้นไดงายกวาปกติ โดยเฉพาะ Harmonic ที่มีคาความถี่สูง เปนผล ทํ า ใ ห  เ กิ ด ค ว า ม ร  อ น ส ะ ส ม ใ น คาปาซิ เ ตอร แ รงตํ่ า สู ง กว า ปกติ และหากมีคาเกินเกณฑที่มาตรฐาน กําหนดไวจะทําใหเกิดการเบรกดาวน ของเนื้อฉนวนไดอิเล็คตริกและเกิด การลัดวงจรตามมา นอกจากนัน้ ขนาด ของ Harmonic ยังทําใหคา ยอดของ แรงดันไฟฟา (Peak Voltage) มีคา สูงขึ้น ซึ่งจะสงผลใหคาความเครียด (Dielectric Stress) ในเนื้อฉนวน ไดอิ เ ล็ ค ตริ ก มี ค  า มากกว า ปกติ และนําไปสูการเบรกดาวนไดเชนกัน

รูปที่ 11 ปรากฏการณ Partial Discharge ที่มีผลตอการชํารุด ของคาปาซิเตอรแรงตํ่า

ในกรณีทรี่ ะบบไฟฟาเกิดแรงดันไฟฟาเกินขึน้ อยางตอเนือ่ ง คาปาซิเตอร แรงตํ่าจะยังคงสามารถใชงานตอไปไดโดยไมเสียหายหากคาแรงดันไฟฟาเกิน นั้นมีคาไมเกิน 1.1 เทาของพิกัดแรงดันไฟฟาใชงานปกติ ตามตารางที่ 2 แตผลจากการที่คาปาซิเตอรแรงตํ่าไดรับแรงดันไฟฟาเกินขนาด 1.1 เทาอยาง ตอเนื่องเปนระยะเวลานานเกินกวา 8 ชั่วโมงโดยเฉลี่ยใน 1 รอบวันจะทําให คาปาซิเตอรแรงตํา่ ตองรับสภาวะ Overload ทีเ่ พิม่ ขึน้ ประมาณ 21% (Q α V2) และในสภาพความเปนจริง คาปาซิเตอรแรงตํา่ ทีผ่ ลิตขึน้ ตามมาตรฐานจะยอม ใหมีคาความคลาดเคลื่อนของคา Reactive Power อยูประมาณ 0-15% แตโดยทัว่ ไปจะมีคา ความคลาดเคลือ่ นทีป่ ระมาณ 10% ซึง่ เทากับวาคาปาซิเตอร แรงตํ่าตองรองรับกับสภาวะ Overload เพิ่มขึ้นเปน 31% และเนื่องจาก มาตรฐานกําหนดใหคาปาซิเตอรแรงตํ่าสามารถจายคา Reactive Power ไดไมเกิน 35% หรือยอมใหจาย Maximum Overload ได 1.35 เทาของพิกัด kVAR ที่กําหนดไว เปนผลทําใหเหลือสวนตางของ Safety Margin เพียง 4% ในการรองรับกับผลกระทบจากแรงดันไฟฟาเกินที่ Harmonic สรางขึ้น เปนผลทําใหคาปาซิเตอรแรงตํ่ามีแนวโนมที่จะจายคา Reactive Power เกินกวา 1.35 เทาของพิกดั kVAR ทีก่ าํ หนดไว ดังนัน้ ในสภาวะทีร่ ะบบไฟฟามี Harmonic เจือปนจึงตองประเมินการจาย Reactive Power ของคาปาซิเตอร แรงตํ่าดังสมการตอไปนี้

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

40

เมือ่ kVARTotal (p.u.) คือ ผลรวมของ Reactive Power ทัง้ หมดเปน p.u. Ih (p.u.) คือ อัตราสวนระหวางกระแสที่ 50 Hz และกระแส Harmonic ในแตละอันดับกับกระแสพิกัด (IRated) ของคาปาซิเตอรแรงตํ่า (A)


นอกจากนั้นยังตองประเมินขนาดแรงดันไฟฟาที่คาปาซิเตอรแรงตํ่า ผลลัพธดงั กลาวแสดงใหเห็นวา ทั้งคา r.m.s และคา Peak ไมใหมีคาเกินเกณฑมาตรฐานตามตารางที่ 2 ปริ ม าณกระแส Harmonic ที่ ไ หล ดังสมการตอไปนี้ ในระบบมีผลทําใหคาปาซิเตอรแรงตํา่ จายคา Reactive Power เกินกวา 1.35 เท า ของพิ กั ด kVAR ซึ่ ง มี ค า เกิ น กว า ที่ ม าตรฐานกํ า หนดไว เมื่อ VTotal (p.u.) คือ ผลรวมของแรงดันไฟฟา r.m.s. ที่คาปาซิเตอร เป น ผลทํ า ให ค าปาซิ เ ตอร แ รงตํ่ า ที่ แรงตํ่า เปน p.u. ติ ด ตั้ ง อยู  ใ นระบบนี้ มี แ นวโน ม ที่ จ ะ Vh (p.u.) คือ แรงดันไฟฟา r.m.s. ที่ความถี่ 50 Hz และที่ความถี่ ชํารุดเสียหาย Harmonic เปน p.u. ตามเงื่อนไขการใชงานที่ระบุ ในมาตรฐาน IEC 60831 กําหนด ใหคาปาซิเตอรแรงตํ่าตองสามารถ ทํางานที่กระแส 1.3 เทาของพิกัด เมือ่ VTotal (p.u.) คือ ผลรวมคายอดของแรงดันไฟฟา (Peak) ทีค่ าปาซิเตอร กระแส (r.m.s.) ใชงานปกติไดอยาง แรงตํ่า เปน p.u. ตอเนื่องโดยไมชํารุดเสียหายเมื่ออยู Vh (p.u.) คือ แรงดันไฟฟา r.m.s ที่ความถี่ 50 Hz และที่ความถี่ ภายใตพิกัดแรงดันไฟฟาและความถี่ Harmonic เปน p.u. ใชงานปกติ ไมรวมผลในขณะเกิ ด สภาวะ Transient และ Harmonic เงื่ อ นไขนี้ เ กี่ ย วข อ งโดยตรงกั บ อุ ณ ห ภู มิ ที่ เ พิ่ ม ขึ้ น ใ น ข ณ ะ จ  า ย กระแสเกิ น โดยอุ ณ หภู มิ ที่ เ พิ่ ม ขึ้ น นี้จะเปนสัดสวนโดยตรงกับปริมาณ กระแสยกกําลังสอง (Ttemp α I2) ยกตั ว อย า งเช น หากคาปาซิ เ ตอร แรงตํ่าจายกระแส 1.35 เทาของพิกัด กระแสใชงานปกติ อุณหภูมิภายใน จะเพิ่มขึ้น 82.25 เปอรเซ็นตหรือ รูปที่ 12 แสดงตัวอยางรูปคลื่น Harmonic เพิ่มขึ้น 1.8225 เทาของอุณหภูมิที่ พิกัดกระแสใชงานปกติ ซึ่งอุณหภูมิ กรณีตัวอยาง หากสมมุติใหระบบไฟฟาถูกรบกวนจาก Harmonic ที่ เ พิ่ ม ขึ้ น ในลั ก ษณะเช น นี้ ย  อ มส ง อันดับที่ 5 เทานั้น และกระแสรวม r.m.s ที่ไหลมีคาเทากับ 1.8 p.u. จะไดวา ผลกระทบตอการระบายความรอน ของคาปาซิเตอรแรงตํ่าและนํ าไปสู  การชํารุดในที่สุด ดังนั้นผลรวมของ Reactive Power ทั้งหมดเปน p.u. จะมีคาดั���นี้

ร า ส า ้ ฟ ไฟ กันยายน - ตุลาคม 2554

41


สรุป ในการออกแบบคาปาซิเตอร แรงตํ่ า แบบ Dry-Type ให มี อ ายุ การใช ง านที่ ย าวนานจํ า เป น ต อ ง ออกแบบใหสว นประกอบตาง ๆ ระบาย ความรอนไดดี เนื่องจากการชํารุด ของคาปาซิ เ ตอร แ รงตํ่ า ในอดี ต มี สาเหตุมาจากความรอนที่สะสมอยู ภายในที่เกิดจากการลัดวงจรภายใน คาความสูญเสียจาก Dielectric Loss หรือปรากฏการณ Partial Discharge ไมสามารถระบายออกภายนอกไดทนั ทําใหเกิดการสะสมความรอน จนกระทัง่ แผนฉนวนไดอิเลคตริกเสียหายและ เกิดการลัดวงจรที่รุนแรงขึ้นระหวาง แผนขั้วอิเลคโตรด และนํามาซึ่งอายุ การใชงานที่สั้นลง และดวยเหตุผล นี้ จึ ง ได มี ก ารนํ า เทคนิ ค ที่ เ รี ย กว า Self - Clearing หรือ Self - Healing มาใชเพื่อแกไขปญหาใหคาปาซิเตอร แรงตํ่ายังคงสามารถใชงานตอไปได อย า งไรก็ ต ามข อ สรุ ป สุ ด ท า ยของ การแกไขปญหาตาง ๆ ที่มีผลตอ อายุ ก ารใช ง านของคาปาซิ เ ตอร แรงตํ่ายังคงขึ้นอยูกับการเลือกวัสดุ ที่เหมาะสม การออกแบบที่ดี และ การติดตัง้ ใชงานทีถ่ กู ตองตามทีผ่ ผู ลิต ไดออกแบบไว รวมไปถึงการตรวจสอบ กระบวนการผลิ ต ให เ ป น ไปตาม ขั้นตอนที่กําหนดไวในมาตรฐาน

สําหรับคาปาซิเตอรแรงตํ่าที่ใชงานอยูในสภาวะที่ไมเหมาะสมตาม สถานที่ตาง ๆ ควรไดรับการดูแลและบํารุงรักษาอยางตอเนื่อง หรือออกแบบ ใหมีลักษณะพิเศษเพื่อใหทนตอสภาพการใชงานในสถานที่ที่มีสภาพแวดลอม ที่เปนอันตรายตอคาปาซิเตอรแรงตํ่า อาทิ • สถานที่ที่มีฝุนละออง • สถานที่ซึ่งมีควัน • สถานที่ซึ่งมีสารเคมีที่เปนอันตราย • สถานที่ซึ่งมีความรอนสูงกวา Maximum Ambient Temperature • สถานที่ซึ่งมีแผนดินไหวหรือบริเวณที่มีการสั่นสะเทือนบอย ๆ • สถานที่ติดตั้งซึ่งอยูสูงเกิน 2,000 เมตร จากระดับนํ้าทะเล จากขอมูลดังกลาวขางตนจะเห็นไดวามีปจจัยและสาเหตุหลายประการ ทีท่ าํ ใหคาปาซิเตอรแรงตํา่ เกิดการชํารุดเสียหายหรือเสือ่ มสภาพจากการใชงาน ดังนั้นจึงควรพิจารณาตรวจวัดคา Capacitance (μF) และคาพิกัดกระแส ของคาปาซิเตอรแรงตํ่าอยางนอย 2 ครั้งตอปหรือทุก ๆ 6 เดือน หากพบวา คา Capacitance มีคาตางจากคาที่วัดไดใน Test Report เกินกวา 10% ควร ดําเนินการวางแผนเพื่อเปลี่ยนคาปาซิเตอรแรงตํ่าเปน Unit ใหม

ร า ส า ้ ฟ ไฟ เอกสารอางอิง [1] Ashok V. Hattangady “How to get the most from automatic power factor compensation” [2] John Houdek “Extending the life of power factor capacitors”, [3] IEC 60831. “Shunt power capacitors of the self-healing type for A.C systems having a rated voltage up to and Including 1,000 V”, 2002 [4] EPRI “Development of a Dry-Type Shunt Capacitor”, 1991

ประวัติผูเขียน

นนายกิตติกร มณีสวาง สําเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีจากมหาวิทยาลัยขอนแกน แ และปริ ญญาโทจากมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร ปจจุบันทํางานในตําแหนงหัวหนาแผนกวิจัยอุปกรณไฟฟา ก จัย ฝายวิจัยและพัฒนาระบบไฟฟา การไฟฟาสวนภูมิภาค กองวิ สํสานักงานใหญ

42


Power Engineering & Power Electronics ไฟฟากําลังและอิเล็กทรอนิกสกําลัง ดร.นาตยา คลายเรือง

การเลือกพิกัดกับดักเสิรจที่เหมาะสม ในการปองกันระบบจําหนาย ตามมาตรฐาน IEEE บทนํา แรงดันเกินที่เกิดขึ้นในระบบไฟฟากําลังทําใหอุปกรณไฟฟาในระบบ เกิดความเสียหายได ไมวา จะเปนแรงดันเกินฟาผา แรงดันเกินสวิตชิง หรือแมแต แรงดันเกินชัว่ ครู โดยเริม่ ตนจากแรงดันเกินมีผลทําใหฉนวนเกิดความเสียหาย ซึ่งนําไปสูการเกิดลัดวงจรขึ้นในระบบ โดยฉนวนในระบบไฟฟากําลังจะถูก ออกแบบใหสามารถทนตอแรงดันเกินฟาผา แรงดันเกินสวิตชิง และแรงดัน ที่ความถี่กําลังไดในระดับหนึ่งเทานั้น ซึ่งขึ้นอยูกับขนาดแรงดันระบบ หากพูดถึงระบบสงจายกําลังไฟฟาทีม่ รี ะดับแรงดันระบบไมเกิน 300 kV แลวนัน้ จะใชแรงดันเกินฟาผาเปนตัวสําคัญในการพิจารณาการออกแบบระดับ การฉนวน เชน ระบบ 115 kV ฉนวนในระบบควรทนตอแรงดันอิมพัลสฟาผา ไดไมตํ่ากวา 450 kV หรือ 550 kV ขึ้นอยูกับระบบการตอลงดิน โดยทั่วไป สายสงจายกําลังไฟฟาจะติดตั้งสายดินปองกัน เพื่อปองกันฟาผาลงสายเฟส โดยตรง รวมทั้งมีระบบการตอลงดินที่ฐานเสาเพื่อลดระดับแรงดันเกินฟาผา ลง นอกจากนี้แลวในระบบอาจมีการติดตั้งกับดักเสิรจที่ตําแหนงตาง ๆ อาทิ ที่จุดเชื่อมตอสายสงสายจําหนาย สถานีไฟฟา หมอแปลงกําลัง หรือในจุดที่ มีความเสี่ยงสูงที่จะเกิดแรงดันเกิน เปนตน เพื่อชวยลดระดับแรงดันเกินและ ลดความเสียหายทีจ่ ะเกิดกับอุปกรณในระบบไฟฟา การเลือกพิกดั กับดักเสิรจ ที่เหมาะสมจึงเปนสิ่งสําคัญและจําเปน กลาวคือ เมื่อมีเหตุการณฟาผาหรือ การปลดสับวงจรเกิดขึ้น หากกับดักเสิรจไดรับพลังงานความรอนเกินคาพิกัด ที่จะรับได จะมีผลทําใหกับดักเสิรจไดรับความเสียหาย ทําใหการจายไฟตอง หยุดชะงักลง เกิดความเสียหายโดยตรงตอผูใชไฟ ทําใหเสียเวลาและสูญเสีย รายไดซงึ่ มีมลู คาสูง ทัง้ ยังทําใหการไฟฟาสูญเสียรายไดในชวงเวลาทีไ่ มสามารถ จายไฟไดอกี ดวย จากสถิตกิ ารเกิดไฟฟาดับเนือ่ งจากอุปกรณไฟฟาชํารุด พบวา เปนกับดักเสิรจอยูประมาณ 5% ซึ่งถือวาเปนเปอรเซ็นตที่สูงพอควร ดังนัน้ การเลือกผลิตภัณฑกบั ดักเสิรจ ทีเ่ หมาะสมก็จะทําใหอตั ราการเกิด ไฟดับลดลง ความเชื่อถือไดของระบบมีคาสูงขึ้น กลาวงาย ๆ ก็คืออุปกรณ ในระบบก็ปลอดภัยโดยทีไ่ มตอ งลงทุนสูง ซึง่ ในบทความนีอ้ า งอิงหลักการเลือก พิกัดกับดักเสิรจที่เหมาะสมสําหรับระบบจําหนายตามมาตรฐาน IEEE

1. กั บ ดั ก เสิ ร  จ ชนิ ด เมทอลออกไซด (Metal Oxide Surge Arrester, MOV)

ร า ส า ้ ฟ ไฟ กั บ ดั ก เสิ ร  จ ชนิ ด MOV มี คุ ณ สมบั ติ ใ นลั ก ษณะของความ ตานทานทีไ่ มเปนเชิงเสน คือจะเปรียบ เสมือนมีความตานทานสูงในสภาวะ แรงดั น ปกติ ทํ า ให ก ระแสไม ไ หล ลงดิน ระบบทํางานปกติ แตเมื่อมี แรงดั น สู ง เกิ น เข า มาในระบบจะ เสมือนมีคาความตานทานตํ่ามาก ๆ ทําใหกระแสเสิรจไหลผานตัว MOV ลงดิ น ได โดยไม เ กิ ด ลั ด วงจร แต จะรักษาระดับแรงดันที่ขั้วไวไมใหมี คาสูงมากนัก อยูในระดับที่ไมเกินคา ความคงทนของฉนวน (BIL) พิ กั ด แรงดั น ของกั บ ดั ก เสิ ร  จ ชนิด MOV มีดวยกัน 2 คา คือ • MCOV (Maximum Continuous Operating Voltage) หรือ UC คือ คาแรงดันสูงสุดทีค่ วามถีใ่ ชงาน เปนแรงดัน rms ระหวางเฟสกับดิน เป น แรงดั น ที่ ขั้ ว กั บ ดั ก เสิ ร  จ ได รั บ อยางตอเนื่อง • แรงดันพิกัด duty cycle หรือ Ur เปนแรงดัน rms ที่ความถี่ ใชงานสูงสุดที่ปอนใหกับกับดักเสิรจ ขณะทดสอบ duty cycle การทดสอบ กันยายน - ตุลาคม 2554

43


duty cycle คือ การปอนดวยกระแส อิ ม พั ล ส 8/20 μS (ขนาดขึ้ น กั บ class ของกั บ ดั ก เสิ ร  จ และระดั บ แรงดันระบบ) จํานวน 20 ครัง้ แตละครัง้ หางกัน 1 นาที การติดตั้งกับดักเสิรจในระบบ จําหนายจะทําในบริเวณที่อยูในพื้นที่ เปดโลง หรือบริเวณทีม่ ฟี า ผาหนาแนน ซึ่งอุปกรณในระบบหรือกับดักเสิรจ จะไดรับกระแสฟาผาที่มีคากระแส สูงกวาระบบที่อยูในบริเวณใกลเคียง กับตนไมใหญหรืออาคารสูง ดังนั้น ตําแหนงของระบบจําหนายและสถิติ การเกิ ด ฟ า ผ า เป น ส ว นหนึ่ ง ในการ พิจารณาเลือกพิกัดกระแสดีสชารจ ของกับดักเสิรจ

รูปที่ 1 ความสามารถในการรับแรงดันเกินชั่วครู TOV ของกับดักเสิรจ

ในการเกิด ซึ่งผูผลิตมักแสดงความสามารถในการรับแรงดันเกินชั่วครูของ ผลิตภัณฑในรูปของกราฟความสัมพันธระหวาง ชวงเวลาในการเกิด TOV และ ความสามารถในการรับ TOV เปน per-unit ของ MCOV ดังแสดงในรูปที่ 1 ขนาดของแรงดันเกินชั่วครูเปนแรงดันในสภาวะไมปกติ ขึ้นอยูกับ รูปแบบของเหตุการณ เชน การผิดพรองแบบ 1 สายลงดิน การเกิดทรานเซียนต สวิตชิง หรือการเกิดเฟอโรเรโซแนนซ เปนตน คามากนอยขึ้นกับสัมประสิทธิ์ การตอลงดิน (Coefficient of grounding, COG) และเวลาทํางานของอุปกรณ ปองกัน 4. อุณหภูมิแวดลอมของกับดักเสิรจ ตองไมเกิน 40 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิสูงสุดตองไมเกินกวา 105 องศาเซลเซียส 5. ใชที่ระดับความสูงไมเกิน 1,800 เมตร (6,000 ฟุต) 6. กระแสพิกัด pressure relief จะตองเทากับหรือมากกวากระแส ผิดพรอง ซึ่งหากเปนระบบจําหนายแลวนั้นหากพิจารณาในสวนของแรงดันเกิน ทรานเซียนตฟาผาทีเ่ กิดขึน้ โดยทัว่ ไปก็จะมีผลตอกับดักเสิรจมากกวาพลังงาน ที่เกิดจากแรงดันเกินสวิตชิงอยูแลว ดังนั้นในการพิจารณาพิกัดแรงดันของ กับดักเสิรจ ก็จะพิจารณาเฉพาะแรงดัน 2 สวน คือ MCOV และ TOV ก็เพียงพอ

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

2. ขอกําหนดในการเลือกใช กับดักเสิรจ ตามมาตรฐาน IEEE

1. คา MCOV จะตองเทากับ หรือมากกวาคาแรงดันเฟสสูงสุดของ ระบบ (Maximum phase voltage) เปนแรงดัน rms สูงสุดทีค่ วามถีใ่ ชงาน ทีก่ บั ดักเสิรจ สามารถรับได อยางนอย ควรมีคาเทากับแรงดัน rms สูงสุด ที่ ค าดว า จะเกิ ด ขึ้ น ที่ ขั้ ว กั บ ดั ก เสิ ร  จ ณ ตําแหนงที่จะนํากับดักเสิรจไปตอ ใชงาน ั แรงดันกับดักเสิรจ ทีเ่ หมาะสม 2. พลั ง งานจากสวิ ต ชิ ง เสิ ร  จ 3. ตัวอยางการวิเคราะหหาพิกด ตามมาตรฐาน IEEE (Switching surge) ที่ถูกปลอยผาน ผูเขียนขอยกตัวอยางการพิจารณาหาพิกัดกับดักเสิรจที่เหมาะสมเพื่อ กับดักเสิรจ จะตองนอยกวาความสามารถ ในการรองรับพลังงานของกับดักเสิรจ ใชในระบบ 22 kV โดยการวิเคราะหหาพิกัดตาง ๆ สรุปเปนขั้นตอนไดดังนี้ 3. แรงดันชั่วครู (Temporary 3.1 พิจารณาคา MCOV จากแรงดันตอเนื่องสูงสุดของระบบในสภาวะ Overvoltage, TOV) ทีเ่ กิดขึน้ บนกับดัก เสิรจจะตองนอยกวาความสามารถใน ปกติ อาจคิดที่คา Maximum System Voltage หรือคิดที่ +10% ของแรงดัน การทนตอการเกิดแรงดันเกินชั่วครู ระบบก็ได จะได ของกั บ ดั ก เสิ ร  จ TOV ที่ เ กิ ด ขึ้ น จะรุนแรงมากหรือนอยขึน้ กับชวงเวลา

44


3.2 พิจารณาคา MCOV จากแรงดันเกินชั่วครู (TOV) ซึ่งจะมีคามาก W คือ พลังงานทีเ่ กิดจากแรงดัน หรือนอยขึน้ อยูก บั รูปแบบการตอลงดิน ในตัวอยางนีใ้ ชคา Earth Fault Factor, เกินสวิตชิง (J) EFF = 1.732 และ TOV เกิดในชวงเวลา 3 วินาที ซึ่งจากคา Z คือ เสิรจ อิมพีแดนซของสาย ตัวนํา (ohm) (1) สํ า หรั บ ระบบจํ า หน า ยใน จะไดคา TOV = 24 kV นําไปพิจารณาคาพิกัด TOV ของแตละ ตัวอยาง กําหนดใหแรงดันเกินสวิตชิง ผลิตภัณฑจากตารางที่ 1 เพื่อหาคา MCOV ไดคาดังแสดงในตารางที่ 2 เชน มีคาเทากับ 4.0 pu. ระยะหางจาก คา MCOV ของผลิตภัณฑ A ในกรณีนี้เทากับ 24/1.605 = 15 kV จุดที่เกิดสวิตชิงเทากับ 10 km เสิรจ อิมพีแดนซของสายเทากับ 250 โอหม 3.3 พิจารณาคา MCOV จากพลังงานที่เกิดจากแรงดันเกินสวิตชิง จะไดพลังงาน W = 819 J นําไป โดยหาจากก พิจารณาคา MCOV ไดดังแสดงใน (2) ตารางที่ 2 เมื่อไดคา MCOV จากแรงดัน (3) ทั้ง 3 ลักษณะแลว นํามาเลือกพิกัด แรงดันของผลิตภัณฑทเี่ หมาะสม โดย (4) พิจารณาจากคา MCOV ที่เลือกตอง มีคาสูงกวาคา MCOV ที่สูงที่สุดที่ โดยที่ คํานวณไดจากทั้ง 3 สวน ขอสังเกต E คือ แรงดันเกินสวิตชิง (V) พบวา ถาเปนระบบที่มีแรงดันตํ่ากวา U คือ แรงดันเกินสวิตชิง (pu.) 300 kV ก็มกั พิจารณาจาก TOV และ TL คือ เวลาในการเคลื่อนที่ของเสิรจสวิตชิง (second) แรงดันสูงสุดที่ความถี่ใชงานเปนหลัก DL คือ ระยะหางของกับดักเสิรจ (m) เราอาจไมตองพิจารณาพลังงานที่เกิด 8 C คือ ความเร็วในการเคลื่อนที่ของคลื่น = 3 x 10 m/s จากสวิตชิงเสิรจเลยก็ได

ร า ส า ้ ฟ ไฟ ตารางที่ 1 คุณลักษณะของกับดักเสิรจตัวอยาง 4 ผลิตภัณฑ (Distribution Class Arrester)

ผลิตภัณฑ A B C D

Pressure Relief MCOV rating Switching Imp [kA] [kV] [kJ/MCOV] 20 2.55-29 2.2 NA 2.55-22 NA NA 2.55-29 NA NA 2.55-22 1.2

A [kV/MCOV] 1.567 1.548 1.605 1.617

B [kV/MCOV] 0.0216 0.0203 0.0232 0.0265

TOV at 3 sec [/MCOV] 1.605 1.583 1.646 1.665

ตารางที่ 2 ผลการคํานวณหาพิกัดแรงดัน MCOV ของกับดักเสิรจ ผลิตภัณฑ A B C D

Switching Impulse (SI) TOV at 3 seconds MCOV (TOV) MCOV (SI) MCOV [kJ/MCOV] [kV/MCOV] [kV] [kV] 2.2 14 1.605 15.0 0.372 NA 14 1.583 15.2 NA NA 14 1.646 14.6 NA 1.2 14 1.665 14.4 0.683

MCOV ที่เลือก >15 >15.2 >14.6 >14.4

กันยายน - ตุลาคม 2554

45


ตารางที่ 3 พิกัดกับดักเสิรจ (บางสวน) Duty cycle voltage [kV] 3 6 9 10 12 15 18 21

MCOV [kV] 2.55 5.1 7.65 8.4 10.2 12.7 15.3 17

มาตรฐานกํ า หนดว า ค า MCOV จะมีคาประมาณ 75% หรือ 85% ของแรงดัน duty cycle ดังนั้น แรงดัน duty cycle ที่เลือกสําหรับ ระบบจําหนาย 22 kV ควรมีคาอยูใน ชวง 16.9-20.3 kV ซึ่งมาตรฐานได กําหนดคามาตรฐานของ MCOV และ duty cycle voltage ไวดังตารางที่ 3 ดังนั้นพิกัดแรงดันของกับดักเสิรจ ที่เลือกอาจมีคา MCOV = 15.3 kV, duty cycle voltage = 18 kV หรือ MCOV = 17 kV, duty cycle voltage = 21 kV ก็ได

Duty cycle voltage [kV] 24 27 30 36 39 45 48 54

MCOV [kV] 19.5 22 24.4 29 31.5 36.5 39 42

4. ระดับการฉนวนและความคงทนฉนวนสําหรับการประสาน สัมพันธฉนวน นอกจากการเลือกพิกดั แรงดันของกับดักเสิรจ แลว ตองมีการเลือกพิกดั กระแสของกับดักเสิรจ ดวย ขึน้ กับชนิดของกับดักเสิรจ เชน normal duty หรือ heavy duty เปนตน ขอแตกตาง คือ heavy duty จะใหแรงดันดีสชารจตํา่ กวา normal duty ที่คากระแสดีสชารจคาเดียวกัน ซึ่งการเลือกก็ไมไดมีกฎเกณฑ ตายตัว ขึ้นอยูกับพื้นที่ใชงานวามีความเสี่ยงตอการเกิดฟาผามากนอยแคไหน ขนาดกระแสฟาผามีคามากนอยเพียงไร แตที่สําคัญตองมีการโคออดิเนตที่ เหมาะสมระหวางกับดักเสิรจ กับฉนวนในระบบที่ตองการปองกัน โดยใหมี protective margin เปนไปตามที่มาตรฐานกําหนด จากผลการทดสอบกับดัก เสิรจดวยรูปคลื่นกระแสรูปแบบตาง ๆ เพื่อหาแรงดันดีสชารจ โดยคาแรงดัน นี้จะเปนตัวกําหนดระดับปองกัน (protective level) ของกับดักเสิรจ ตารางที่ 4 เปนการรวบรวมคาของแรงดันดีสชารจของผลิตภัณฑตา ง ๆ เมือ่ ทดสอบดวย กระแสหนาคลื่นชัน (front of wave) และกระแสอิมพัลสฟาผา (8/20 μS) นอกจากแรงดัน 2 รูปแบบแลว ยังตองมีการทดสอบดวยกระแสสวิตชิงในกรณี ใชกับระบบที่มีแรงดันสูงกวา 300 kV อีกดวย

ร า ส า ้ ฟ ไฟ ตารางที่ 4 คุณลักษณะการปองกันของกับดักเสิรจ

Voltage ratings (rms) Peak protective level – Range of industry maxima (kV) Front-of-wave protective level Discharge voltage with 8/20 wave Duty-cycle MCOV (kV) 5 kA 10 kA 10 kA 5 kA 10 kA 10 kA rating (kV) normal duty heavy duty riser pole normal duty heavy duty riser pole 3 2.55 11.2 – 17 13.5 – 17 10.4 10.2 – 16 9.1 – 16 8.2 6 5.1 22.3 – 25.5 25.0 – 27 17.4 – 18 20.3 – 24 18.2 – 25 16.2 9 7.65 33.5 – 36 26.5 – 35.3 22.5 – 36 30.0 – 33.5 21.7 – 31.5 20.0 – 24.9 10 8.4 36.0 – 37.2 29.4 – 39.2 26.0 – 36 31.5 – 33.8 24.5 – 35 22.5 – 26.6 12 10.2 44.7 – 50 35.3 – 50 34.8 – 37.5 40.6 – 44 32.1 – 44 30.0 – 32.4 15 12.7 54.0 – 58.5 42.0 – 59 39.0 – 54 50.7 – 52 35.9 – 52 33.0 – 40.2 18 15.3 63.0 – 67 51.0 – 68 47.0 – 63 58.0 – 60.9 43.4 – 61 40.0 – 48 21 17.0 73.0 – 80 57.0 – 81 52.0 – 63.1 64.0 – 75 47.8 – 75 44.0 – 56.1 24 19.5 89.0 – 92 68.0 – 93 63.0 – 72.5 81.1 – 83 57.6 – 83 53.0 – 64.7 27 22.0 94.0 – 100.5 77.0 – 102 71.0 – 81.9 87.0 – 91.1 65.1 – 91 60.0 – 72.1 30 24.4 107.0 – 108 85.0 – 109.5 78.0 – 85.1 94.5 – 99 71.8 – 99 66.0 – 79.5 36 29.0 125.0 99.0 – 136 91.0 – 102.8 116.0 83.7 – 125 77.0 – 96 หมายเหตุ คาแรงดันดีสชารจนี้รวบรวมจากหลาย ๆ ผลิตภัณฑแรงดันดีสชารจจึงมีคาเปนชวง

46


4.1 ระดับการปองกัน (Protective Level) คุณลักษณะการปองกันของกับดักเสิรจไดจากการทดสอบหาแรงดัน ดีสชารจโดยปอนกระแสทดสอบรูปแบบตาง ๆ ดังนี้ • ปอนกระแสอิมพัลสหนาคลื่น 0.5 μS เพื่อหา “Front of Wave Impulse Protection Level” (FOW) • ปอนกระแสอิมพัลสฟาผา 8/20 μS เพื่อหา “Lightning Impulse Protection Level” (LPL) • ปอนกระแสอิมพัลสสวิตชิงหนาคลื่น 45-60 μS เพื่อหา “Switching Impulse Protection Level” (SPL) โดยคากระแสทดสอบสําหรับหนาคลืน่ ชัน และอิมพัลสฟา ผาเปนไปตาม ที่ปรากฏในตารางที่ 4 สวนขนาดกระแสอิมพัลสสวิตชิงทดสอบมีคาเทากับ 500 A

5. สรุปขั้นตอนในก���รเลือกใช กั บ ดั ก เสิ ร  จ ให เ หมาะสม ตามมาตรฐาน IEEE 1. เลือกพิกดั แรงดันของกับดัก เสิรจ ไดแก MCOV และ duty cycle voltage 2. เลือก Class กับดักเสิรจ เชน Station, Intermediate หรือ distribution 3. หาระดับการปองกัน ไดแก FOW, LPL และ SPL โดยดูจากขอมูล ของผลิตภัณฑ 4. กํ า หนดตํ า แหน ง ติ ด ตั้ ง กับดักเสิรจ 5. หาค า ความคงทนฉนวน คาจะขึ้นกับระดับแรงดันระบบ ไดแก คา CWW, BIL และ BSL 6. คํ า น ว ณ ห า แ ร ง ดั น ที่ ขั้ ว กับดักเสิรจ หากตองการพิจารณา ละเอียดคือพิจารณาความยาวสายจาก กับดักเสิรจลงดินดวย 7. คํ า นวณค า Protective Ratio หรือ Protective Margin จาก คาในขอ 3. และขอ 5. หรือขอ 6. 8. หากคา Protective Ratio เปน ไปตามที่มาตรฐานกําหนด แสดงวา การเลื อ กใช กั บ ดั ก เสิ ร  จ นี้ มี ค วาม เหมาะสมแลว แตหากไมสามารถ ป ร ะ ส า น สั ม พั น ธ  ฉ น ว น ใ ห  ค  า Protective Ratio มีคาตามมาตรฐาน กําหนดได สามารถแกไขไดโดย • เพิ่มคา BIL และ BSL ของ ฉนวน คือ การเพิ่มระดับการฉนวน • ลดระยะห า งการติ ด ตั้ ง กับดักเสิรจ • เพิ่ ม ตํ า แหน ง ติ ด ตั้ ง กั บ ดั ก เสิรจ • เ ลื อ ก กั บ ดั ก เ สิ ร  จ ที่ มี Protective Level ตํ่าลง

ร า ส า ้ ฟ ไฟ 4.2 ความคงทนฉนวน (Insulation Withstand) ความคงทนของฉนวนเพือ่ ใชพจิ ารณาในเรือ่ งการประสานสัมพันธฉนวน ตามมาตรฐานกําหนดดวยคาความคงทน 3 คา ซึ่งไดจากการทดสอบดวย แรงดันอิมพัลส 3 รูปแบบ ดังนี้ • Chopped Wave Withstand (CWW) • Basic Impulse Insulation Level (BIL) • Basic Switching Impulse Insulation Level (BSL)

4.3 การประสานสัมพันธฉนวน (Insulation Coordination) การประสานสั ม พั น ธ ฉ นวนที่ เ หมาะสม คื อ อุ ป กรณ ป  อ งกั น มี ประสิทธิภาพในการปองกัน จะกําหนดดวยคา Protective Ratio (PR) หรือ Protective Margin (PM) ซึ่งมี 3 คาตามระดับการปองกันและความคงทน ฉนวน หาไดจาก (5)

(6)

(7)

มาตรฐานกําหนดให คา PRL1 และ PRL2 ตองมีคาไมตํ่ากวา 1.2 และ PRS ควรมีคาไมตํ่ากวา 1.15 กรณีไมคิดความยาวสายจากกับดักเสิรจ ตอลงดิน แตหากพิจารณาละเอียด คือ คิดความยาวสายดวยก็กจะทา จะทําใหคา แรงดัน กรณีหนาคลื่นสั้น (FOW และ LPL) มีคาเพิ่มขึ้นตาม ก็สามารถ ลดคา PRL1 และ PRL2 ลงไดคือมีคาไมตํ่ากวา 1.15

กกัันยยายน ายน - ตตุุลาาคม คม 2554

47


ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 2 ขั้นตอนการเลือกพิกัดแรงดันของกับดักเสิรจ

เอกสารอางอิง [1] IEEE Std C62.11-2005, “IEEE Standard for Metal Oxide Surge Arrester for Alternating Current Power Circuit”. [2] IEEE Std C62.22-2009, “IEEE Guide for the Application of Metal-Oxide Surge Arresters for Alternating-Current Systems” [3] Andrew R. Hileman, “Insulation Coordination for Power Systems”, Marcel Dekker, Inc. 1999.

48

ประวัติผูเขียน ดร.นาตยา คลายเรือง การศึกษา • วศ.บ. (วิศวกรรมไฟฟา) จากสถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกลาพระนครเหนือ • วศ.ม. (วิศวกรรมไฟฟา) และ วศ.ด. (วิศวกรรมไฟฟา) จากมหาวิทยาลัย เกษตรศาสตร การทํางาน • อาจารยประจํา สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟา คณะวิศวกรรมศาสตรศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร วิทยาเขตศรีราชา • อนุกรรมการมาตรฐานการปองกันฟาผา: ระบบไฟฟาและอิเล็กทรอนิกส ในสิ่งปลูกสราง วิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ


Power Engineering & Power Electronics ไฟฟากําลังและอิเล็กทรอนิกสกําลัง ดร.นาตยา คลายเรือง น.ส.เทพกัญญา ขัติแสง

การประเมินสมรรถนะ ระบบปองกันฟาผาสําหรับสายจําหนาย บอยครั้งที่มักจะประสบกับเหตุการณไฟกะพริบ หรือไฟดับขณะที่มีฝนฟาคะนองจนสามารถกลาวไดวา ฝนตกและไฟดับเปนของคูก นั หนึง่ ในสาเหตุของเหตุการณ ดังกลาวคือ การเกิดฟาผา ระบบปองกันฟาผารวมกับการประสานสัมพันธ ฉนวนที่ดีจะสามารถบรรเทาปญหานี้ได โดยเริ่มตั้งแต ระบบผลิตไฟฟา ระบบสงจาย ระบบจําหนาย และระบบ ไฟฟาในอาคารบานเรือน ระบบจํ า หน า ยไฟฟ า ในประเทศไทยใช ส ายดิ น การตอลงดิน และฉนวนลูกถวยเปนสวนหนึ่งของระบบ ปองกันฟาผาเพื่อลดโอกาสของการเกิดไฟดับเนื่องจาก ฟาผา โดยสายดินจะทําหนาที่ปองกันฟาผาลงสายเฟส การตอลงดินชวยลดระดับแรงดันเกินฟาผา และฉนวนลูกถวย ทําหนาที่ปองกันการเกิดลัดวงจรเมื่อเกิดแรงดันเกิน การเกิ ด ไฟกะพริ บ หรื อ ไฟดั บ เนื่ อ งจากฟ า ผ า เกิดจากแรงดันเกินครอมฉนวนมีคามากกวาแรงดันที่ ฉนวนทนได จึงทําใหเกิดวาบไฟ (Flashover) ที่ผิวฉนวน แรงดั น เกิ น เนื่ อ งจากฟ า ผ า ในระบบส ง จ า ยและระบบ จําหนายไฟฟาเกิดขึ้นได 3 ลักษณะ[1] คือ 1. ฟาผาลงสายเฟสโดยตรง ทําใหเกิดแรงดันครอม ฉนวนลู ก ถ ว ยมี ค  า มากกว า ความคงทนต อ แรงดั น ของ ฉนวนลูกถวย จึงเกิดวาบไฟทีผ่ วิ ฉนวน กรณีทมี่ สี ายดินแต เกิดฟาผาลงสายเฟสนีจ้ ะเรียกวา การเกิดวาบไฟเนือ่ งจาก มุมปองกันลมเหลว (Shielding failure flashover) 2. ฟาผาลงสายดิน ทําใหผลตางของแรงดันระหวาง สายเฟสกับสายดินมีคา มากกวาความคงทนตอแรงดันของ ฉนวนลูกถวย จะทําใหเกิดวาบไฟที่ผิวฉนวน การเกิด วาบไฟในลักษณะนี้ เรียกวา การเกิดวาบไฟยอนกลับ

(Back flashover) แรงดันตกครอมฉนวนที่มีคาสูงนี้ อาจเนื่อ งจากกระแสฟ า ผ า มีค า สูง หรื อ อาจเนื่อ งจาก ความตานทานหลักดินที่ฐานเสามีคาสูง 3. ฟาผาลงบริเวณใกลเคียง ทําใหเกิดแรงดันเกิน เหนี่ยวนําที่สายดินและสายเฟส หากผลตางของแรงดัน เหนี่ยวนําทั้งสองสายมีคามากกวาความคงทนตอแรงดัน ของฉนวนลูกถวย จะทําใหเกิดวาบไฟที่ผิวฉนวน แรงดันเกินเนื่องจากฟาผาลงบริเวณใกลเคียงมักมี คานอยกวาแรงดันเกินเนื่องจากฟาผาลงสายเฟสโดยตรง และฟาผาลงสายดิน ดังนั้น การประเมินสมรรถนะระบบ ปองกันฟาผาจึงพิจารณาเฉพาะแรงดันเกินเนือ่ งจากฟาผา ลงสายเฟสโดยตรงและฟาผาลงสายดินเทานั้น ประสิทธิภาพของระบบปองกันฟาผาสามารถบอก ไดดว ยดัชนีแสดงสมรรถนะระบบปองกันฟาผา (Lightning performance index) โดยแสดงเปนอัตราการเกิดวาบไฟ เนื่องจากฟาผา ซึ่งสามารถนําไปใชประเมินจํานวนครั้ง ของการเกิดไฟดับเนือ่ งจากฟาผาเพือ่ วางแผนปองกันหรือ ปรับปรุงระบบตอไป

ร า ส า ้ ฟ ไฟ 1. ขอมูลสําหรับการประเมินสมรรถนะระบบ ปองกันฟาผา

ขอมูลที่จําเปนสําหรับการประเมินสมรรถนะระบบ ปองกันฟาผา ประกอบดวย ขอมูลสถิติการเกิดฟาผา และขอมูลระบบจําหนายไฟฟา 1.1 ขอมูลสถิติการเกิดฟาผา ไดแก ก . จํ า น ว น วั น ที่ เ กิ ด ฝ น ฟ  า ค ะ น อ ง ต  อ ป  (Thunderstorm days per year, Td) สําหรับประเทศไทย ข อ มู ล นี้ ไ ด จ ากกรมอุ ตุ นิ ย มวิ ท ยา จํ า นวนวั น ที่ เ กิ ด กันยายน - ตุลาคม 2554

49


ฝนฟาคะนองตอปจะใชสาํ หรับคํานวณความหนาแนนของ ฟาผาลงดิน (Ground Flash Density, GFD) และฟาผา ลงสาย [1] ตามความสัมพันธ (1) เมื่อ Ngคือ ความหนาแนนของฟาผาลงดิน (ครั้ง/ตาราง กิโลเมตร/ป) Td คือ จํานวนวันที่เกิดฝนฟาคะนอง (วัน/ป)

รูปที่ 1 คา Shielding factor กรณีระบบจําหนายสูง 10 เมตร[1]

กรณีระบบจําหนายอยูในพื้นที่โลง ไมมีแนวตนไม ถ า แนวต น ไม ห รื อ สิ่ ง ปลู ก สร า งขนานกั บ ระบบ หรือแนวสิ่งปลูกสรางขนานไปกับระบบจําหนาย จํานวน จําหนายทั้งดานซายและดานขวา จํานวนครั้งที่ฟาผาลง ครั้งที่ฟาผาลงสายสามารถคํานวณไดจาก สายสามารถคํานวณไดจาก

ร า ส า ้ ฟ ไฟ (2)

เมื่อ

N คื อ จํ า นวนครั้ ง ที่ ฟ  า ผ า ลงสาย (ครั้ ง /100 กิโลเมตร/ป) h คือ ความสูงของเสา (เมตร) b คือ ความกวางของโครงสรางหรือระยะหางของ สายดินในแนวราบ (เมตร) เนื่องจากในระบบจําหนายมีสายดินเพียงเสนเดียว ดังนั้น คา b ในสมการ (2) มีคาเปนศูนย

(4)

รูปที่ 2 ตัวอยางระบบจําหนาย เพื่อคํานวณจํานวนครั้งที่ฟาผาลงสาย

ตัวอยางระบบจําหนายในรูปที่ 2 สูง 10 เมตร อยู กรณีระบบจําหนายมีแนวตนไมหรือแนวสิ่งปลูก สรางขนานไปกับระบบจําหนาย จํานวนครัง้ ทีฟ่ า ผาลงสาย ในบริเวณที่มีคา Td 30 วัน/ป จํานวนครั้งที่ฟาผาลงสาย สามารถคํานวณไดจากสมการ (3) โดยจะมีคาลดลงดวย เมื่อเทียบกับกรณีอยูในที่โลงแสดงไวในตารางที่ 1 Shielding factor (Sf) ในรูปที่ 1 ตารางที่ 1 ตัวอยางผลการคํานวณจํานวนครั้งที่ฟาผาลงสาย

(3)

เมื่อ Ns คือ จํานวนครั้งที่ฟาผาลงสาย กรณีที่มีตนไม หรือสิ่งปลูกสรางขนานไปกับระบบจําหนาย (ครั้ง/100 กิโลเมตร/ป) Sf คือ Shielding factor

50

รายการ

บริเวณรอบ ๆ ระบบจําหนาย ที่โลง มีสิ่งปลูกสราง

Ng (ครั้ง/ตารางกิโลเมตร/ป)

2.8

2.8

Sfleft

-

0.23

Sfright

-

0.4

จํานวนครั้งที่ฟาผาลงสาย (ครั้ง/100 กิโลเมตร/ป)

31.2

11.5


จะเห็นวา แนวสิง่ ปลูกสรางทีอ่ ยูใ กลเคียงแนวระบบ จําหนายมีผลตอจํานวนครั้งที่ฟาผาลงสาย ดังนัน้ ในการวิเคราะหสมรรถนะระบบปองกันฟาผา หากทราบลั ก ษณะทางกายภาพของพื้ น ที่ จ ริ ง จะทํ า ให ผลการวิเคราะหมีความถูกตองแมนยํามากยิ่งขึ้น ข. คายอดกระแสฟาผา ขอมูลคายอดกระแสฟาผาที่เกิดขึ้นแตละครั้งอาจ รวบรวมดวยระบบ LLS (Lightning Location System) ขอมูลนี้ทําใหทราบคากระแสฟาผาเฉลี่ยของพื้นที่นั้น ๆ และโอกาสการเกิดฟาผาที่กระแสฟาผาขนาดตาง ๆ

รูปที่ 4 การกระจายแบบสะสมของโอกาสการเกิดฟาผา ที่กระแสฟาผาขนาดตาง ๆ

ดังนัน้ หากตองการประเมินสมรรถนะระบบปองกัน ฟาผาในพื้นที่ใดจึงควรมีขอมูลสถิติการเกิดฟาผาในพื้นที่ นั้น สําหรับคํานวณกระแสฟาผาเฉลี่ย รวมทั้งสมการที่มี รูปแบบเดียวกับสมการ (5) โดยขอมูลของแตละพื้นที่จะ มีคากระแสฟาผาเฉลี่ยและเลขชี้กําลังแตกตางกัน

ร า ส า ้ ฟ ไฟ 1.2 ขอมูลระบบจําหนายไฟฟา เพือ่ ประเมินสมรรถนะระบบปองกันฟาผาของระบบ รูปที่ 3 ตัวอยางรูปแบบการเก็บขอมูลสถิติการเกิดฟาผา จําหนายไฟฟา จึงจําเปนตองมีขอมูลของระบบจําหนาย ที่ ต  อ งการประเมิ น สมรรถนะด ว ย อั น ได แ ก รู ป แบบ การจัดวางสาย ขนาดสาย ชนิดลูกถวย ชนิดเสา การตอ ในรู ป ที่ 3 แสดงข อ มู ล สถิ ติ ก ารเกิ ด ฟ า ผ า ซึ่ ง ลงดิน โดยขอมูลระบบจําหนายนี้จะนํามาคํานวณแรงดัน เกินเพือ่ ใชสาํ หรับคํานวณคากระแสฟาผาวิกฤตทีท่ าํ ใหเกิด ประกอบดวย วาบไฟในกรณีตาง ๆ ตอไป • วัน เวลา ที่เกิดฟาผา คากระแสฟาผาวิกฤตคือคากระแสฟาผาสูงสุดที่ • จํานวนครั้งของการเกิดฟาผาซํ้า ฉนวนลูกถวยจะทนได สามารถคํานวณดวยทฤษฎีคลืน่ จร • ตําแหนงการเกิดฟาผา โดยใชคา เสิรจ อิมพีแดนซของสวนตาง ๆ ของระบบทีเ่ สิรจ • คายอดกระแสฟาผา (ฟาผาบวกหรือลบ) ฟาผาเคลื่อนที่ผาน หรือคํานวณดวยโปรแกรมสําเร็จรูป • ชนิดของการเกิดฟาผา (CG ฟาผาลงดิน) จากขอมูลที่รวบรวมตลอดทั้งป จะนํามาคัดกรอง ประเภท Electromagnetic Transient Program ซึ่งชวย เพื่อสรางกราฟการกระจายสะสมของการเกิดฟาผาที่ ใหไดผลลัพธที่ถูกตองมากขึ้น กระแสฟาผาขนาดตาง ๆ ดังแสดงในรูปที่ 4 และเพื่อ หาสมการความนาจะเปนในการเกิดฟาผาที่กระแสฟาผา 2. วิธีประเมินสมรรถนะระบบปองกันฟาผา จากที่กลาวไวขางตนวาการเกิดวาบไฟที่ผิวฉนวน ขนาดตาง ๆ สําหรับใชงานไดสะดวกขึ้น ดังความสัมพันธ ในสมการ (5) ซึ่งคา 31 ในสมการ (5) คือคากระแส เนื่องจากฟาผาเปนผลใหเกิดไฟดับนั้น จะเกิดขึ้นในกรณี ฟาผาลงสายโดยตรงมากกวากรณีฟา ผาลงบริเวณใกลเคียง ฟาผาเฉลี่ย[1] เนื่ อ งจากฉนวนและการประสานสั ม พั น ธ ฉ นวนได รั บ (5) กันยายน - ตุลาคม 2554

51


การออกแบบให ส ามารถรองรั บ แรงดั น เกิ น เนื่ อ งจาก ฟาผาลงสายดินได ซึ่งหากฉนวนสามารถทนตอแรงดัน เกินเนื่องจากฟาผาลงสายดินไดยอมทนตอแรงดันเกิน เนื่องจากการเหนี่ยวนําได ดังนั้นการประเมินดัชนีจึงพิจารณาเพียง 2 กรณี คือ กรณีฟาผาลงสายดิน และกรณีฟาผาลงสายเฟส โดยตรง 2.1 กรณีฟาผาลงสายดิน การเกิดฟาผาลงสายดินเกิดขึ้นได 2 ลักษณะ คือ ฟาผาลงหัวเสา และฟาผาลงกลางสาย การเกิดฟาผา ลงหัวเสาจะทําใหแรงดันเกินมีคาสูงกวาฟาผาลงกลาง สาย ดังนั้นจึงพิจารณาเฉพาะกรณีฟาผาลงหัวเสาเทานั้น ซึ่งแรงดันเกินนี้จะทําใหเกิดวาบไฟยอนกลับ การคํานวณคากระแสฟาผาวิกฤตซึ่งในที่นี้ผูเขียน ขอแทนดวยสัญลักษณ IC อาจพิจารณาจากคาแรงดันวาบ ไฟตามผิววิกฤต (Critical flashover, CFO) ของลูกถวย คา IC สามารถคํานวณโดยใชโปรแกรม EMTP หรือโดย ใชทฤษฎีคลื่นจร คา IC จะนํามาคํานวณหาอัตราการเกิดวาบไฟยอน กลับ (Back Flashover Rate, BFR) ตามสมการ (6) ซึ่ง คา 0.6 ในสมการเปนการถวงนํ้าหนักอันเนื่องจากฟาผา ลงสายดินอาจมีทั้งกรณีผาลงหัวเสาและผาลงกลางสาย[4]

ตารางที่ 2 สมการความสัมพันธระหวางระยะฟาผาและ กระแสฟาผา [4], [1] ผูนําเสนอ

สมการ

Whitehead

S = 6.7I 0.8

Brown-Whitehead

S = 7.1I 0.75

IEEE Std 1410-2004

S = 10I 0.65

Wagner

S = 14.2I 0.424

การเกิดวาบไฟเมื่อฟาผาลงสายเฟสเนื่องจากมุม ปองกันลมเหลว เกิดขึ้นไดจาก 2 ปจจัย ไดแก • กระแสฟาผามีคานอยกวากระแสฟาผาที่สายดิน จะปองกันสายเฟสได (IS) และ • กระแสฟาผาลงสายเฟส ทําใหเกิดแรงดันเกินทีม่ ี คามากกวาคา CFO ของฉนวนลูกถวย (IP)

ร า ส า ้ ฟ ไฟ (6)

สายดิ น สามารถป อ งกั น สายเฟสได อ ย า งมี ประสิทธิภาพเมื่อกระแสฟาผามีคามากกวากระแสฟาผา ที่สายดินจะปองกันสายเฟสได (IS) ดังนั้นจึงตองคํานวณ คากระแสฟาผา IS ที่สายดินสามารถปองกันสายเฟสได พอดีโดยใชหลักการทรงกลมกลิง้ (Rolling sphere) ในการ คํานวณระยะฟาผาดังแสดงในรูปที่ 5 แลวนําระยะฟาทีไ่ ด นํามาคํานวณ IS จากสมการ (7) เพือ่ นําไปหาคาความนา จะเปนที่มุมปองกันลมเหลว (P(i < IS)) จากสมการ (5) (7)

2.2 กรณีฟาผาลงสายเฟสโดยตรง การเกิดฟาผาลงสายเฟสทั้ง ๆ ที่มีสายดิน แสดง เมื่อ วาสายดินไมสามารถปองกันสายเฟสได หรือทีเ่ รียกวามุม S คือ ระยะฟาผา (เมตร) ปองกันลมเหลว (Shielding Failure) ซึง่ มักเกิดขึน้ ในกรณี I คือ คายอดกระแสฟาผา (kA) ที่กระแสฟาผามีคานอย เนื่องจากระยะฟาผา (Striking A, B คือ คาคงที่ พิจารณาจากสมการในตารางที่ 2 distance) แปรผันตามขนาดกระแสฟาผาดังสมการ (7) สมการแนะนําจากงานวิจัยตาง ๆ สําหรับคํานวณระยะ ฟาผาแสดงไวในตารางที่ 2

52


(8) เมือ่ คํานวณอัตราการเกิดวาบไฟยอนกลับ (BFR) และอัตราการเกิดวาบไฟเนื่องจากมุมปองกันลมเหลว (SFFR) แลว อัตราการเกิดวาบไฟเนื่องจากฟาผารวม (Total Flashover Rate, TFR) ซึ่งมีหนวยเปน ครั้ง/100 กิโลเมตร/ป สามารถคํานวณไดจาก (9) rs รัศมีทรงกลมกลิ้ง มีคาเทากับระยะฟาผา (S) hG ความสูงสายดิน hP ความสูงสายเฟส

เพื่อความเขาใจยิ่งขึ้นในฉบับหนาจะไดประเมิน สมรรถนะระบบปองกันฟาผาของระบบจําหนายตัวอยาง เพื่อศึกษาประสิทธิภาพของระบบปองกันฟาผาตอไป

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 5 การหาระยะฟาผาวิกฤตที่สายดินสามารถปองกัน สายเฟสไดพอดี [3]

นอกจากนี้ยังตองคํานวณคากระแสฟาผา IP โดย ใชโปรแกรม EMTP หรือโดยใชทฤษฎีคลื่นจร เพื่อนําไป หาคาความนาจะเปนที่กระแสฟาผาลงสายเฟสจะทําให แรงดั น เกิ น มี ค  า มากกว า ค า CFO ของฉนวนลู ก ถ ว ย (P(i > IP)) จากสมการ (5) อัตราการเกิดวาบไฟเนื่องจากมุมปองกันลมเหลว (Shielding Failure Flashover Rate, SFFR) สามารถ คํานวณไดจากความสัมพันธ

เอกสารอางอิง [1] IEEE Std 1410-2004, IEEE Guide for Improving the Lightning Performance of Electric Power Overhead Distribution Lines, 2004. [2] J.A. Martinez and F. Castro-Aranda, “Lightning Flashover Rate of an Overhead Transmission Line Protected by Surge Arresters”, IEEE Power Engineering Society General Meeting, June 2007. [3] N. Klairuang, S. Somkane and A. Sokesuwan, “Lightning Performance Assessment to Improve Lightning Protection System of 115 kV Overhead Lines”, Kasetsart Journal, Vol.45, No.1, pp.165-171, Jan-Feb 2001. [4] R. Hileman, “Insulation Coordination for Power System”, Marcel Dekker Inc., New York, USA, pp. 497556, 1999.

ประวัติผูเขียน ดร.นาตยา คลายเรือง • วศ.ด. (วิศวกรรมไฟฟา) มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร • อาจารยประจํา สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟา คณะวิศวกรรมศาสตรศรีราชา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร วิทยาเขตศรีราชา • อนุกรรมการมาตรฐานการปองกันฟาผา : ระบบไฟฟาและอิเล็กทรอนิกสในสิ่งปลูกสราง วสท. • อดีต อนุกรรมการ มาตรฐานการปองกันฟาผา วสท. น.ส.เทพกัญญา ขัติแสง • นักวิจัย โครงการวิจัยและพัฒนาความชํานาญดานไฟฟากําลัง ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร • อดีต อนุกรรมการ มาตรฐานการปองกันฟาผา วสท. • อนุกรรมการ มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟาสําหรับประเทศไทย วสท.

กันยายน - ตุลาคม 2554

53


Communication Engineering & Computer ไฟฟาสื่อสารและคอมพิวเตอร นนายสุ ายสุเมมธธ ออัักษษรกิ รกิตตติิ์

ในแวดวง ICT : 4

G Global Update

บทนํา ในฉบับที่แลวไดกลาวถึงมาตรฐานสากลเกี่ยวกับ 4 G ที่ได ประกาศอยางเปนทางการ เมือ่ ประมาณปลายป 2553 และความคืบหนา ในแวดวง 4 G ซึ่งผูประกอบการดานโทรคมนาคมในแตละภูมิภาค ของโลกไดพัฒนาและทําการทดสอบจนไดผลเปนที่นาพอใจ และพรอม ที่จะนํามาใหบริการในเชิงพาณิชย โดยไดยกตัวอยางการใหบริการของ ผูประกอบการในเอเชีย ยุโรป และอเมริกา ในฉบับนี้เปนการ Update date ขอมูลของผูใหบริการ 4 G ทั่วโลก รวมถึงผลการศึกษา วิเคราะห และวิจัยของบริษัทตาง ๆ ที่ไดเก็บขอมูลของผูบริโภคเกี่ยวกับ การเลือกใชโทรศัพทมอื ถือหรือสมารทโฟน ทีใ่ ชระบบปฏิบตั กิ าร ของแตละคายในปจจุบนั เชน Apple – iOS, Google Android OS และ BlackBerry (RIM – Research In Motion) OS เปนตน

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

ARCEP เริ่มเปดประมูลเพื่อใหบริการ 4 G ในฝรั่งเศส

ARCEP – Autorité de Régulation des Communication Électroniques et des Postes ผูกํากับดูแลดานโทรคมนาคมของฝรั่งเศส จะเปดการประมูล ใบอนุญาต 4 G ในวันที่ 15 กันยายน 2554 สําหรับความถี่ 2600 MHz และ ในวันที่ 15 ธันวาคม 2554 สําหรับความถี่ 800 MHz เพื่อใหผูประกอบการ ไดเปดบริการ Ultra High-speed Data Transfer สําหรับโทรศัพทเคลื่อนที่ PDA และ Tablet PC แกประชาชน โดยหวังวาจะสามารถหาเงินเขารัฐได ประมาณ 2.5 พันลานยูโร ประเทศฝรั่งเศสเปนหนึ่งของสมาชิกกลุมสหภาพ ยุโรป ที่พรอมจะนําเทคโนโลยี 4 G LTE – Long Term Evolution มาใช

บริษัท UQ Communications ของประเทศญี่ปุนไดสาธิต และทดสอบเทคโนโลยี WiMAX 2 UQ Communications Inc. ผูผลิตอุปกรณโทรคมนาคมรายใหญของ ประเทศญี่ปุน ไดประกาศวาประสบความสําเร็จในการสาธิตและทดลองใช เทคโนโลยี WiMAX 2 ในการรับขอมูล (downlink) ที่ความเร็วมากกวา 100 Mbps ซึง่ นับเปนการทดสอบ WiMAX 2 ภาคสนามเปนครัง้ แรกในโลก ทีเ่ มือง Otemachi, Chiyoda-ku กรุงโตเกียว โดยไดรับความรวมมือและสนับสนุน จากบริษัท Samsung Electronics ในการทดลองดังกลาวใชความถี่ 2.6 GHz และ bandwidth ที่ 20 MHz เทคโนโลยี WiMAX 2 สามารถรองรับ mobile broadband ได และในการเปดตัวครั้งแรกในงาน CEATEC – Combine

54

Exhibition of Advance Technology ที่ ญี่ ปุ  น เมื่ อ ประมาณเดื อ นตุ ล าคม ปที่แลว พรอมไดสาธิตใชงาน HDTV streaming แบบสามมิติ และรูปภาพ ที่มีความคมชัดสูง WiMAX 2 พัฒนา มาจากมาตรฐาน IEEE 802.16 m (มาตรฐานเกี่ยวกับการสื่อสารไรสาย ความเร็ ว สู ง แบบเคลื่ อ นที่ โดยใช Internet Protocol) ซึ่ ง ได รั บ ความเห็นชอบจาก WiMAX Forum เมื่อเดือนพฤษภาคม 2554 และได นําเสนอมาตรฐานดังกลาว ตอ ITU International Telecommunication Union ใหเปนมาตรฐานสากลเชน เดียวกับเทคโนโลยี IMT - Advanced (4 G) ซึง่ คาดวาจะไดรบั ความเห็นชอบ และอนุ มั ติ ใ ห เ ป น มาตรฐานสากล ภายในปหนา UQ Communications Inc. วางแผนที่ จ ะทํ า การขยายโครงข า ย


WiMAX 2 เพื่ อ ให บ ริ ก ารในเชิ ง พาณิ ช ย ในป 2556 เป น ต น ไป พร อ มกั น นี้ UQ เป ด เผยว า ได ทํ า ข อ ตกลงร ว มกั น กั บ ผู  ใ ห บ ริ ก าร WiMAX ในมาเลเซีย คือบริษัท YTL Communications เพื่ อ เสริ ม สร า ง ความรวมมือและทํางานรวมกันบน พื้ น ฐานของธุ ร กิ จ และเทคโนโลยี เพื่ อ ความแข็ ง แกร ง ของ WiMAX ecosystem ความรวมมือดังกลาว นั บ เป น การสนั บ สนุ น ให ม าเลเซี ย เพือ่ นบานของเรานําหนาประเทศไทย ไปอีกระดับหนึ่ง ในขณะที่บานเรายัง มองไมเห็น 3 G อยางเต็มรูปแบบ ซึ่ง สวนหนึ่งเพราะความไมมีเสถียรภาพ ของการเมืองในประเทศ การทะเลาะ เบาะแวงของคนในชาติ ทําใหรัฐบาล ไมมีเวลาที่จะใหความสําคัญในเรื่อง เทคโนโลยี และปญหาการลาชาของ การสรรหา กสทช. (คณะกรรมการ กิจการกระจายเสียง กิจการโทรทัศน และกิจการโทรคมนาคมแหงชาติ)

รองรับเทคโนโลยี 4 G โดยคิดวา คําวา “4” ของ iPhone4 หมายถึงสามารถ รองรับ 4 G (แต Apple ไดออกมาชี้แจงวา iPhone4 ยังไมสามารถรองรับ เทคโนโลยี 4 G) ในขณะที่ 29% ของผูใชสมารทโฟน ที่ใชระบบปฏิบัติการ Android และ 24% ของผูใช BlackBerry ก็มีความเชื่อเชนเดียวกันวา สมารทโฟนของตนสามารถรองรับ 4 G ได ซึ่งเปนการเขาใจผิด

ร า ส า ้ ฟ ไฟ ค ว า ม สั บ ส น แ ล ะ ค ว า ม คลางแคลงสงสัยอาจจะเปน ตัวถวงที่ทําใหบริการ 4 G ลาชา

จากรายงานลาสุดของ Retrevo Gadgetology Report ซึง่ เปนเว็บไซตที่ ใหญทสี่ ดุ ทีท่ าํ การศึกษาและวิเคราะห เกี่ยวกับบุคคลในเรื่องการใชอุปกรณ อิเล็กทรอนิกส ที่ชวยใหประชาชน สามารถตัดสินใจวา จะซือ้ อะไร เมือ่ ไร และที่ไหน โดยทําการสํารวจดวยวิธี การสอบถามออนไลน แบบ exclusive เป ด เผยถึ ง ความสั บ สนของผู  ใ ช สมารทโฟนกับเทคโนโลยี 4 G โดย ผลการสํารวจพบวา หนึ่งในสามหรือ ประมาณ 34% ของผูใชสมารทโฟน iPhone4 เขาใจวา iPhone4 สามารถ

ที่มา : www.retrevo.com

รูปที่ 1 จํานวนเปอรเซ็นตของผูใชสมารทโฟนที่เขาใจวาสามารถรองรับ 4 G ได

ในขณะเดี ย วกั บ Verizon ผู  ใ ห บ ริ ก ารโทรคมนาคมรายใหญ ข อง สหรัฐอเมริกา ไดเปดตัวโครงขาย 4 G LTE (Long Term Evolution) ทัว่ ประเทศ และ AT&T ผูใ หบริการโทรคมนาคมในสหรัฐอเมริกาก็เรงดําเนินการ สรางโครงขาย 4 G เชนเดียวกัน ซึ่งดูเหมือนวาการสรางโครงขายดังกลาว ไดดําเนินการตามที่ไดมีความเห็นและเตรียมการไวกอน รายไปกวานั้น ผูใชบริการอาจสับสนและลังเลที่จะเปลี่ยนไปใชบริการ 4 G ในระยะเวลา อันใกลนี้ เนื่องจากผูใชบริการยังไมมีความมั่นใจในการพัฒนาเทคโนโลยี 4 G วาจะสามารถรับ-สงขอมูลไดเร็วกวา 3 G หรือแมแต 3.5 G ดังเชนบริการของ AT&T และ HSPA+ ของ T-Mobile ไดหรือไม แตในระยะยาว ผูประกอบการ มีความมั่นใจวาความเร็วของ 4 G ตองสูงกวา 3 G อยางแนนอน และ ผู  ป ระกอบการก็ ต  อ งปรั บ ราคาให เ หมาะสมและยุ ติ ธ รรมแก ผู  ใ ช บ ริ ก าร อีกทัง้ ฝายการตลาดและประชาสัมพันธตอ งทํางานอยางหนักเพือ่ ใหผใู ชบริการ รับทราบถึงประสิทธิภาพและขอดีของ 4 G จากการศึกษาของ Retrevo Gadgetology เมือ่ ประมาณเดือนมิถนุ ายน 2554 ไดทําแบบสอบถามผูที่จะซื้อสมารทโฟน 4 G ภายในปนี้ โดยแบง กลุมตัวอยางเปน 3 กลุม (ตามรูปที่ 2) พบวา กลุมที่ 1 ประมาณ 22% มีความประสงคที่จะใช 4 G แตมีความกังวลในเรื่องของประสิทธิภาพและ คิดวาราคาคาบริการอาจจะไมคมุ คา กลุม ที่ 2 ประมาณ 30% คิดวาคาบริการ 4 G แพงมากเกินไป สวนกลุมที่ 3 ประมาณ 19% ยอมรับวายังไมเขาใจ เทคโนโลยี 3 G ดีพอ กันยายน - ตุลาคม 2554

55


ที่มา : www.retrevo.com รูปที่ 2 ความเห็นของผูที่จะซื้อสมารทโฟน 4 G ภายในปนี้

ในขณะเดียวกัน Change Wave Research บริษัทที่ทําการวิเคราะห แ ล ะ ร ว บ ร ว ม ข  อ มู ล เ กี่ ย ว กั บ พฤติ ก รรมการใช จ  า ยของผู  บ ริ โ ภค ดานโทรคมนาคม ไดทําการสํารวจ ผู  ใ ช ส มาร ท โฟนโดยเปรี ย บเที ย บ ระหว า ง ระบบปฏิ บั ติ ก าร Apple iOS และ Google Android OS เมื่อ เดือนมิถุนายนที่ผานมา โดยรวมถึง ผลกระทบจากบริ ก ารใหม ข องค า ย Apple เชน บริการ iCloud และ แนวโน ม ในผลิ ต ภั ณ ฑ ใ หม ข อง Motorola และ Research in Motion (RIM ของค า ย BlackBerry) การสํารวจครั้งนี้เจาะจงเฉพาะตลาด สมารทโฟนในภูมิภาคอเมริกาเหนือ เปนหลัก ซึ่ง 89% เปนประชากร อเมริกัน และ 11% ของตัวอยาง เป น ประชากรที่ อ ยู  น อกประเทศ สหรัฐอเมริกา จากการสํารวจและ เก็ บ ข อ มู ล แนวโน ม ของผู  บ ริ โ ภคที่ มี ค วามประสงค จ ะซื้ อ สมาร ท โฟน ภายใน 90 วันขางหนาวา ชอบระบบ ปฏิ บั ติ ก ารของสมาร ท โฟนแบบใด พอสรุปไดวา Apple iOS และ Google Android OS ยังคงครองตําแหนง เจาตลาดอยางตอเนื่อง โดยที่ Apple iOS เป น อั น ดั บ หนึ่ ง ที่ ผู  ซื้ อ 46% ตองการ และอันดับสองเปนระบบ ปฏิบัติการ Google Android OS ประมาณ 32% ที่ผูซื้ออยากได สวน BlackBerry OS ของ RIM คงเหลือ เพียง 14% (ตามรูปที่ 3) สวนการสํารวจความพึงพอใจ ของลูกคาเกี่ยวกับระบบปฏิบัติการ ของสมารทโฟนนั้น ปรากฏวา Apple iOS ยังคงความเปนผูนํา โดย 70% มีความพึงพอใจมาก และ Android OS เปนอันดับสองที่ 50% ของลูกคา

ร า ส า ้ ฟ ไฟ ที่มา : Change Wave Research

รูปที่ 3 เปรียบเทียบระบบปฏิบัติการของสมารทโฟนที่ผูซื้ออยากได

ที่มา : Change Wave Research รูปที่ 4 ผลการสํารวจความพึงพอใจในระบบปฏิบัติการตาง ๆ ของสมารทโฟน

56


มีความพึงพอใจมาก จะเห็นวาความ พึ ง พอใจระบบปฏิ บั ติ ก ารของสอง คายใหญเปนที่ยอมรับมากกวาระบบ ปฏิบัติการ Windows OS (27%) และ BlackBerry OS (26%) ดังรูปที่ 4

ผลกระทบจากการเปด บริการ Apple iCloud เมื่อเร็ว ๆ นี้คาย Apple ได ประกาศเรื่องการใหบริการ iCloud โดย สตีฟ จอบส ประธานเจาหนาที่ บริหารของ Apple ในงานประชุม นักพัฒนาซอฟทแวรประจําป WWDC: Worldwide Deaveloper Conference โดยจอบสไดเปดตัวระบบปฏิบัติการ ใหม ทั้ ง บนเดสก ท อป และโมบาย รวมทั้ ง สมาร ท โฟน (Mac OS X และ iOS 5) รวมถึงบริการสตรีม เพลงดิจทิ ลั ทีท่ าํ งานในระบบทีเ่ รียกวา iCloud ที่เปรียบเสมือน server หรือ hard drive ขนาดใหญในกอนเมฆ มีหนาที่เก็บขอมูลตาง ๆ เชน เพลง รูปภาพ โปรแกรมประยุกต ปฏิทิน เอกสาร e-book, e-mail และ contact เปนตน ขอมูลเหลานี้จะถูก Push ไปยังอุปกรณสื่อสาร iPhone, iPad, iPod touch, Mac, PC หรือสมารทโฟน ของผู  ใ ช บ ริ ก ารโดยอั ต โนมั ติ และ สามารถเขาไปดูไดทกุ เวลา โดยไมตอ ง Sync หรือจัดการใด ๆ Apple คาดวา จะใหบริการ iCloud ประมาณปลายป 2554 นี้ จากการประกาศตัวบริการ ดั ง กล า วได มี ก ารสํ า รวจผลกระทบ ดั ง กล า วที่ แ สดงให เ ห็ น ว า ผู  ที่ ใ ช อุปกรณของคาย Apple ตั้งใจจะซื้อ เพราะสนใจบริการ iCloud เพิ่มขึ้น อีก 29% สวนผูที่ไมใชสาวก Apple ตั้งใจจะซื้อประมาณ 13% ดังรูปที่ 5

รูปที่ 5 แนวโนมของผูใชและจะซื้อสมารทโฟน เนื่องจาก Apple ประกาศใหบริการ iCloud

ผูใ ชบริการโครงขาย LTE จะครบ 326 ลานรายภายในป 2559

ร า ส า ้ ฟ ไฟ จากรายงานของ Maravedis หนวยงานวิจัยเกี่ยวกับอุตสาหกรรม Wireless ITC เมื่อกลางเดือนกรกฎาคม 2554 แจงวาจํานวนผูใชสมารทโฟน หรือ MID - Mobile Internet Device ที่รองรับเทคโนโลยี LTE จะมีจํานวน 326 ลานรายภายในป 2559 หรืออีก 5 ปขางหนานี้ โดยแบงเปนการใช เทคโนโลยี FDD – LTE (Frequency Division Duplexing) ซึ่งคาดวาจะเปน ที่นิยมในอนาคตประมาณ 80% ของผูใช LTE ทั่วโลก หรือประมาณ 261 ลานราย ในขณะที่ TD – LTE (Time Division) จะมีเพียง 20% หรือประมาณ 65 ลานราย เปนที่นาสังเกตวาการคาดการณดังกลาวเปนการมองโลกในแงดี ที่เกิดจากความกาวหนาในการขยายโครงขาย FDD – LTE ในชวงแรก ในทางกลับกันจะมีผูใชเทคโนโลยี TD – LTE เพิ่มขึ้นในป 2556 เนือ่ งจากการใหบริการในเชิงพาณิชยของ China Mobile (ผูใ หบริการโทรศัพท เคลื่อนที่รายใหญของประเทศจีน) รวมถึงผูใหบริการรายอื่นในเอเชีย และ มีการคาดการณวาจะมีผูใชบริการเพิ่มขึ้นอีกในประเทศแถบเอเชีย – แปซิฟก รวมถึงจีน อินเดีย ญี่ปุน เกาหลี และมาเลเซีย โดยที่ China Mobile เปน ผูประกอบการรายใหญที่พรอมจะผลักดันเทคโนโลยี TD – LTE ใหเปน เทคโนโลยีที่แพรหลายทั่วโลก อีกทั้งรัฐบาลจีนไดยืนยันที่จะสงเสริมใหใช TD – LTE โดยจะมีการกระตุนและสรางแรงจูงใจใหบริษัทตางชาติลงทุนโดย ใชเทคโนโลยีนี้ และรัฐบาลจีนไดใชชองทางเพื่อใหเงินทุนแกองคกรที่ไดรับ การสนับสนุนจากภาครัฐ เชน TD – Industrial Alliance เพือ่ พัฒนา TD – LTE ecosystem เทคโนโลยีนี้เปนที่สนใจแกผูประกอบการรายใหญอื่น ๆ ในตลาด เปนตนวา รัสเซีย ญีป่ นุ อินเดียและสหรัฐอเมริกา ซึง่ ไดกระตุน ใหผปู ระกอบการ เชน Bhati Airtel ของอินเดียที่ใหบริการโทรคมนาคมใน 17 ประเทศทั่วโลก, Reliance Industries บริษทั ยักษใหญดา นอุตสาหกรรมปโตรเคมีของอินเดียทีห่ นั มาใหบริการดานโทรคมนาคม และ Softbank Mobile ทีอ่ ยูใ นเครือของ Softbank Corp. ผูใหบริการดานโทรคมนาคมของญี่ปุน หันมาใชเทคโนโลยี TD – LTE กันยายน - ตุลาคม 2554

57


Clearwire ประกาศที่จะใช เทคโนโลยี LTE ในโครงขาย ของตนเพื่อเปนตัวเรงธุรกิจ Wholesale Clearwire Corporation ผูให บริการโทรศัพทเคลื่อนที่รายใหญใน สหรัฐอเมริกา ที่เปดใหบริการ All IP Network ได ว างแผนที่ จ ะนํ า เทคโนโลยี LTE – Advanced มาใชเพือ่ ใหบริการ 4 G การประกาศดังกลาว เกิดขึ้นหลังจากประสบผลสําเร็จ ใน การทดลองดาวน โ หลดข อ มู ล ได ที่ ความเร็วเกิน 120 Mbps ซึง่ ถือวาเปน ความเร็วทีส่ ามารถรองรับ application ไดมากมาย ดังนั้น Clearwire ได ตัง้ เปาหมายในการขยายโครงขาย LTE โดยจะเน น ในพื้ น ที่ ชุ ม ชนหนาแน น ในเมือง และเปนตลาดของลูกคาเกา ที่ใชบริการ 4 G ของ Clearwire อยูแลว ซึ่งปจจุบันมีความตองการ เพิ่มมากขึ้น ความมุงมั่นในการสราง โครงขายพื้นฐาน all – IP ที่พรอม รองรับเทคโนโลยีนี้ก็เพื่อสนองตอบ ความต อ งการของบริ ษั ท ที่ ต  อ งการ ขยายฐานลู ก ค า ให ม ากขึ้ น โดย จะเป น การประหยั ด เงิ น ลงทุ น เมื่ อ เปรี ย บเที ย บกั บ การสร า งโครงข า ย ซํา้ ซอน เชน การลงทุนในโครงขาย 3 G ของผูใหบริการแตละรายในปจจุบัน Clearwire ยังไดตงั้ ขอสังเกตวา ตั้งแตเปดใหบริการ 4 G ออกสูตลาด เมื่อปลายป 2551 ปรากฏวา Data traffic ส ว นใหญ เ ป น วิ ดี โ อ ซึ่ ง มี ปริมาณเพิ่มขึ้นถึง 10 เทา และบริษัท ยังเชื่อวาโทรศัพทเคลื่อนที่ Tablet หรือสมารทโฟน ในปจจุบันสามารถ รองรับ Video streaming ได และจะ เปนตัวเรงใหตองจัดเตรียมโครงขาย ที่ มี ป ระสิ ท ธิ ภ าพ สามารถรองรั บ

บริการ และ application ตาง ๆ บนอุปกรณดงั กลาวดวย และบริษทั พรอมทีจ่ ะ ขยายและปรับปรุงประสิทธิภาพโครงขายใหลกู คา Wholesale (MVNO’s) ของ บริษทั ไปพรอม ๆ กัน นอกจากนี้ Clearwire ยังใหคาํ มัน่ และยืนยันการใหบริการ ลูกคา 4 G WiMAX เดิม ที่มีพื้นที่ใหบริการในพื้นที่ครอบคลุมประมาณ 132 ลานคน แตมีผูใชบริการประมาณ 7.65 ลานคน ที่ใชบริการโดยตรงและ ผาน MVNO’s และสามารถรองรับอุปกรณ WiMAX ไดประมาณ 110 ชนิด รวมถึงสมารทโฟน 4 G ที่ Sprint เปนผูใหบริการ อยางไรก็ตามคาดวาสิ้นป 2554 จะมีผูใชบริการ 4 G ประมาณ 10 ลานราย บริษัทใหบริการ 4 G โดย ใชชื่อ “CLEAR®” และใหบริการแบบ MVNO ผานทางพันธมิตร เชน Sprint, Comcast, Time Warner Cable, Cbeyond, Mitel Locus Telecommunications และ Best Buy เปนตน

หนวยงานกํากับดูแลของอินเดียกําลังเรงรัดเปดประมูล 4 G

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

58

TRAI - the Telecom Regulatory Authority of India หนวยงานกํากับ ดูแลกิจการโทรคมนาคมของประเทศอินเดีย ไดกาํ หนดยานความถี่ 700 MHz และ 2.5-2.6 GHz ทีม่ แี ถบกวาง 20 MHz จํานวน 6 blocks เพือ่ ใหผปู ระกอบการ ประมูลและนําไปใชในการใหบริการ 4 G กระบวนการดังกลาวเปนสวนหนึ่ง ของแผนงานที่ TRAI ตองการใหมีการประมูลกอนตุลาคม 2554 ทั้งนี้ ไดกาํ หนดทีจ่ ะจัดทําหลักเกณฑและขัน้ ตอนตาง ๆ ใหเสร็จสิน้ ภายในสิงหาคมนี้ สําหรับประเทศไทยหากการสรรหากรรมการ กสทช. ตองลาชาออก ไปอีก ทําใหเกิดสุญญากาศในเรื่องของการกําหนดนโยบาย แผนแมบท Road map และยุทธศาสตรดานโทรคมนาคมและ ICT ซึ่งควรกําหนดใหชัดเจนวา จะใชเทคโนโลยีใดรองรับดานการสือ่ สารโทรคมนาคม และมีทศิ ทางในการลงทุน ดานนี้อยางไร มิเชนนั้นอาจทําใหผูประกอบการลงทุนในเทคโนโลยีที่ลาสมัย และไมคุมคา เอกสารอางอิง [1] www.retrevo.com [2] www.changewave.com [3] www.zdnetasia.com [4] www.maravedis.com [5] The Wireless Communications Association International website

ประวัติผูเขียน นายสุเมธ อักษรกิตติ์ • อนุกรรมการรางแผนแมบทกิจการกระจายเสียง กิจการโทรทัศน กสทช. • อนุกรรมการสาขาวิศวกรรมคอมพิวเตอร วิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ


Communication Engineering & Computer ไฟฟาสื่อสารและคอมพิวเตอร ผศ.ดร.สมหญิง ไทยนิมิต

ไบโอเมตริกซ (Biometrics) ปจจุบันผูอานจะไดยินถึงการนําระบบไบโอเมตริกซมาใชในระบบ รักษาความปลอดภัย การตรวจพิสูจนยืนยันหรือบงชี้ตัวบุคคล (Person authentication) กันอยูบอย ๆ บัตรประจําตัวประชาชนของคนไทยรุนใหม ไดเปลีย่ นมาใชเปนแบบบัตรสมารทการด ทีบ่ รรจุลายนิว้ มือของเจาของบัตรไว สําหรับยืนยันอัตลักษณของเจาของบัตร นอกจากนัน้ ยังมีการนําเอาเทคโนโลยี ไบโอเมตริกซ เชน ใชโครงสรางมือและลายนิ้วมือ มาใชบันทึกการเขาออก อาคาร หรือขอเขาขอมูลในเครือ่ งคอมพิวเตอร หรืออุปกรณมอื ถือตาง ๆ มากขึน้ เรื่อย ๆ จึงควรทําความเขาใจถึงระบบไบโอเมตริกซในเบื้องตน ระบบไบโอเมตริ ก ซ เ ป น เทคโนโลยี ใ หม ที่ ใ ช ลั ก ษณะทางกายภาพ (Physical characteristics) หรือ พฤติกรรม (Behavioral characteristics) ที่เปนเอกลักษณเฉพาะของสิ่งมีชีวิตมาวัดและประมวลผลทางคณิตศาสตร และวิทยาศาสตร เพื่อใชในการบงชี้หรือยืนยันตัวตนของสิ่งมีชีวิตนั้น คําวา ไบโอเมตริกซ มีรากศัพทมาจากภาษากรีกสองคํา คือ คําวา bio กับ metric คําวา bio หมายถึง ชีวิต สวน metric หมายถึง การวัด การใชศัพท ไบโอเมตริกซนั้นโดยทั่วไปจะใชอางอิงถึงทั้งคุณสมบัติประจําตัวของสิ่งมีชีวิต นั้น หรือใชอางอิงระบบที่นําคุณสมบัติดังกลาวมาวัดและใชในการตรวจสอบ ยืนยันตัวตนของสิ่งมีชีวิตนั้น ลักษณะทางกายภาพหลัก ๆ ของมนุษยที่นิยมใชในการตรวจพิสูจน บุคคล ไดแก ลายนิ้วมือ (Fingerprints) ลายมานตา (Iris patterns) ใบหนา (Face) โครงสรางมือ (Hand geometry) เสนเลือดบนนิ้วหรือฝามือ เปนตน ลักษณะเหลานีเ้ ปนลักษณะของรางกายมนุษย และจะถูกวัดคาเชิงวิทยาศาสตร โดยตรง เชน วัดหาความกวางและระยะขอของมือ หรือวัดตําแหนงของ จุดสําคัญบนใบหนา คาทีว่ ดั ไดจะถูกใชเปนคาประจําตัวบุคคลนัน้ ๆ การพิสจู น ตัวตนทําโดยนําคาที่วัดไดเหลานี้มาเปรียบเทียบหาความเหมือน ในกรณีที่ การวัดลักษณะของรางกายผนวกรวมกับการกระทํา มีระยะเวลาเขามาเกีย่ วของ เชน การวัดจังหวะและทาเดิน ลักษณะเหลานั้นจะจัดอยูในกลุมของลักษณะ ทางพฤติกรรม ไบโอเมตริกซในกลุมนี้ ไดแก ทาเดิน (Gait) การพิมพ คียบอรด (Keystorke) เสียง (Voice) ลายเซ็น (Signature) โดยเสียงและ ลายเซ็นสามารถจัดอยูในลักษณะทั้งสองกลุมได แตโดยทั่วไปจะจัดใหอยูใน

กลุม ลักษณะทางพฤติกรรม เนือ่ งจาก การยืนยันบุคคลใด ๆ ดวยเสียงหรือ ลายเซ็นจะอาศัยจังหวะและนํ้าหนัก การพูดและเซ็นชื่อ จากการที่ระบบไบโอเมตริกซ นํ า ลั ก ษณะที่ เ ป น เอกลั ก ษณ ข อง มนุษยมาใชในการพิสูจนบุคคล จึงมี ขอไดเปรียบหลายประการเมื่อเทียบ กั บ ระบบการพิ สู จ น บุ ค คลแบบเดิ ม ที่ใชกันอยู ซึ่งไดแก การใชวัตถุ เชน กุญแจ บัตรประจําตัว หรือการพิสูจน ยืนยันโดยใชความรูความจําของคน เชน ใชรหัสผาน เปนตน การพิสูจน บุคคลแบบเดิมนีผ้ ใู ชงานจะตองพกพา วั ต ถุ ห รื อ จดจํ า รหั ส ผ า น ในขณะที่ ไบโอเมตริ ก ซ เ ป น ลั ก ษณะที่ ติ ด ตั ว มากับมนุษย ระบบไบโอเมตริกซจึง ชวยเพิ่มความสะดวกใหกับผูใชงาน ระบบ นอกจากนัน้ ระบบไบโอเมตริกซ ยังชวยเพิ่มระดับความปลอดภัยให กับระบบอีกดวย เนื่องจากการขโมย ปลอมแปลง หรือสงผานไบโอเมตริกซ ทําไดยากกวาการปลอมแปลงกุญแจ หรื อ ส ง ผ า นรหั ส อยู  ม าก และข อ ดี ขอสําคัญทีร่ ะบบไบโอเมตริกซมเี หนือ ระบบพิสูจนบุคคลแบบเกาคือ ระบบ ไบโอเมตริกซสามารถปองกันกรณีที่ ผูใชงานปฏิเสธการเขาใชงานระบบ (Negative identification) ได ในขณะที่

ร า ส า ้ ฟ ไฟ กันยายน - ตุลาคม 2554

59


ระบบเกาทําไมได เชน ในการขอเบิก จายเงินคาเรียนฟรีหรือเบิกคารักษา พยาบาลจากรัฐบาล บอยครั้งที่ผูมี สิ ท ธิ เ บิ ก จ า ยขอใช สิ ท ธิ ซํ้ า ในระบบ แบบเกา โดยอางวาบัตรประจําตัว หรือรหัสผานไดถูกผูอื่นลักลอบนําไป ใชงาน แตการปฏิเสธวาเคยเบิกจาย เงิ น สนั บ สนุ น ตามสิ ท ธิ ไ ปก อ นหน า แล ว ไม ส ามารถทํ า ได ใ นระบบ ไบโอเมตริกซ จากข อ ดี ที่ ไ ด ก ล า วไปแล ว บวกกั บ ความนิ ย มในการใช ง าน อิ น เทอร เ น็ ต ซึ่ ง เป น สาเหตุ สํ า คั ญ ที่ ทําใหความตองการระดับการรักษา ความปลอดภัยของขอมูลเพิ่มขึ้นเปน จํานวนมาก ทําใหมีการวิจัย พัฒนา และนําเอาไบโอเมตริกซมาประยุกต ใชในการตรวจพิสูจนบุคคลกันอยาง แพร ห ลาย โดยประยุ ก ต ใ ช ใ นงาน รักษาความปลอดภัยทั้งในระดับชาติ นานาชาติ และระดับสวนตัว เชน การใช ลายมานตาสําหรับการผานเขาออก ระหวางประเทศยุโรป การกําหนดให ใบหนาและลายมานตาหรือลายนิว้ มือ เปนมาตรฐานใหมในพาสปอรตแบบ อิเ ล็ ก ทรอนิ ก ส สํา หรับ ผานเข าออก ประเทศสมาชิ ก ขององค ก รการบิ น พลเรือนระหวางประเทศหรือที่เรียก สั้น ๆ วา ICAO ซึ่งมีอยูมากถึง 189 ประเทศ การใช ล ายนิ้ ว มื อ พิ สู จ น บุคคลในสนามบินทั่วสหรัฐอเมริกา การตรวจสอบลายนิว้ มือผูต อ งหาดวย ระบบ AFIS (Automatic Fingerprints Identification System) ซึง่ เปนระบบ ตรวจสอบลายนิ้วมือแบบอัตโนมัติที่ ตํารวจสหรัฐอเมริกาและหนวยงาน ดานความปลอดภัยและความมั่นคง ของสหรั ฐ อเมริ ก า ได แ ก หน ว ย ขาวกรองซีไอเอ สํานักงานสืบสวน สอบสวนคดีพิเศษสหรัฐ (FBI) ไดมี

การใชงานกันมายาวนานกวา 25 ป และตรวจพิสูจนอัตลักษณผูเสียชีวิตและ สูญหายทีเ่ กิดจากภัยธรรมชาติตา ง ๆ เปนตน นอกจากนัน้ ความนิยมเพิม่ มากขึน้ ในการใชไบโอเมตริกซสําหรับรักษาความปลอดภัยของขอมูลในคอมพิวเตอร เครือขายคอมพิวเตอร อุปกรณพกพา และการทําธุรกรรมทางการเงิน

การใชงานระบบไบโอเมตริกซ การใชงานระบบไบโอเมตริกซแบงออกไดเปนสองขั้นตอน คือ ขั้นตอน การลงทะเบียน (Enrollment) และ ขั้นตอนการตรวจพิสูจนบุคคลซึ่งอาจเปน การยืนยันหรือการบงชี้บุคคลก็ได

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

60

รูปที่ 1 ขั้นตอนการลงทะเบียนและการยืนยันตัวบุคคล

เมื่ อ เริ่ ม ต น ใช ง านระบบไบโอเมตริ ก ซ ผู  ใ ช ง านทุ ก คนจะต อ งทํ า การลงทะเบียนเพื่อใหตัวอยางไบโอเมตริกซกับระบบกอนจึ���จะสามารถเขาใช งานระบบได ขั้นตอนประกอบไปดวยขั้นตอนยอย ๆ ดังแสดงในรูปที่ 1 ซึ่ง เริม่ ตนดวยการเก็บตัวอยางไบโอเมตริกซดว ยเซนเซอรหรืออุปกรณทเี่ หมาะสม เชน ใชกลองถายรูปเก็บภาพใบหนาหรือภาพมานตา หรือใชเครื่องสแกน ลายนิ้วมือเก็บตัวภาพลายนิ้วมือของพนักงานในบริษัท เปนตน ตัวอยาง ไบโอเมตริกซทเี่ ก็บไดจะถูกสงผานไปยังขัน้ ตอนการตรวจสอบคุณภาพตัวอยาง เพื่อตรวจสอบและเลือกเก็บตัวอยางไบโอเมตริกซที่มีคุณภาพดีพอสําหรับ ใชตรวจพิสูจนบุคคล ภาพที่ผานการตรวจสอบคุณภาพแลวจะถูกประมวลผล ดวยขั้นตอนการดึงลักษณะเฉพาะ (Feature extraction) เพื่อวัดหาคาทาง วิทยาศาสตรที่เปนลักษณะเดนเฉพาะประจําตัวผูลงทะเบียน คาที่วัดไดจะถูก จัดเก็บเปนแมแบบ (Template) ลงในฐานขอมูลของระบบ โดยทัว่ ไประบบทีด่ ี จะเก็บตัวอยางไบโอเมตริกซของผูล งทะเบียนแตละคนไวมากกวาหนึง่ ตัวอยาง เชน เก็บตัวอยางลายนิว้ มือนิว้ ชีข้ วา 3 ครัง้ และโดยทัว่ ไปตัวอยางไบโอเมตริกซ ที่เก็บในขั้นตอนนี้จะมีคุณภาพสูง ถาเปนภาพลายนิ้วมือจะตองเปนภาพที่มี เสนลายนิว้ มือชัดเจน มีขนาดพืน้ ทีล่ ายนิว้ มือทีใ่ หญพอและมีความบิดเบีย้ วนอย ทั้งนี้เพื่อใหแมแบบที่ไดจากภาพเปนแมแบบที่มีความถูกตองและนาเชื่อถือสูง หลังการลงทะเบียนไบโอเมตริกซแลว ผูใชงานสามารถใชงานระบบได โดยการใหตัวอยางไบโอเมตริกซกับระบบอีกครั้งหนึ่ง ระบบจะทําการประมวล


ผลหาแมแบบจากตัวอยางไบโอเมตริกซที่ใหโดยมีขั้นตอนการสรางแมแบบ เหมือนกับขั้นตอนที่ใชในตอนลงทะเบียนดังแสดงในรูปที่ 1 แตตางกันที่แม แบบทีไ่ ดในขัน้ ตอนทีส่ องนีจ้ ะถูกนําไปเปรียบเทียบกับแมแบบในฐานขอมูลดวย กระบวนการจับคู (Matching) กระบวนการนีท้ าํ หนาทีค่ าํ นวณหาคาความเหมือน (Matching score) ระหวางแมแบบที่สรางขึ้นใหมกับแมแบบที่เก็บไวในฐาน ขอมูล แลวทําการตัดสินพิสจู นอตั ลักษณของบุคคลตามคาคะแนนทีค่ าํ นวณได การตรวจสอบพิสูจนบุคคลดวยระบบไบโอเมตริกซแบงออกไดเปน สองหมวด คือ หมวดยืนยันตัวบุคคล (Verification) และหมวดบงชี้ตัวบุคคล (Identification) ระบบทัง้ สองตางกันทีอ่ นิ พุตและเอาทพตุ ของระบบ ในหมวด ยืนยันตัวบุคคลผูใ ชงานจะตองใหรหัสประจําตัวหรือบัตรสมารทการดกับระบบ กอนเพื่อบอกระบบวาเปนใคร แลวจึงใหตัวอยางไบโอเมตริกซกับระบบ ระบบ จะทําการสรางแมแบบจากไบโอเมตริกซทใี่ หแลวนําไปเปรียบเทียบกับแมแบบ ที่มีรหัสตรงกันในฐานขอมูล เชน เมื่อนาย ก. ใสรหัสพรอมลงลายนิ้วมือ เพือ่ ขอผานเขาอาคาร ระบบจะทําการเปรียบเทียบแมแบบทีส่ รางขึน้ กับแมแบบ ของนาย ก. สามแมแบบที่สรางไวตอนลงทะเบียน ถาผลการเปรียบเทียบให คาคะแนนความเหมือนสูงคาที่ระบบกําหนดไว (คาขีดแบง) ระบบก็จะยืนยัน และอนุญาตใหนาย ก. เขาอาคารได ไมเชนนั้นระบบก็จะปฏิเสธไมใหนาย ก. เขาอาคาร โดยระบุวาลายนิ้วมือที่ใหไมใชลายนิ้วมือของนาย ก. ตามที่ กลาวอางไว การเปรียบเทียบแมแบบในหมวดนี้จึงเปนการเปรียบเทียบแบบ 1:1 คือเปรียบเทียบของนาย ก. กับ นาย ก. ดวยกันเองเทานั้น และคําตอบ ของระบบจะมีสองคําตอบคือ ใชหรือไมใช อนุญาตหรือไมอนุญาต ซึง่ แตกตาง จากการใชงานในหมวดบงชี้บุคคลที่ผูใชงานใหแตตัวอยางไบโอเมตริกซกับ ระบบเพียงอยางเดียว ไมตองใหรหัสหรือบัตรใด ๆ ระบบจะสรางแมแบบ จากไบโอเมตริกซที่ใหดวยขั้นตอนยอยเดียวกันกับขั้นตอนที่ใชในระหวาง การลงทะเบียน เชนเดียวกับการทํางานในหมวดยืนยันบุคคล แตในหมวดนี้ ระบบจะเปรียบเทียบแมแบบทีส่ รางใหมกบั แมแบบทุกแมแบบทีอ่ ยูใ นฐานขอมูล เพื่อหาคาคะแนนความเหมือนที่คํานวณไดทุกการเปรียบเทียบตํ่ากวาคาที่ กําหนดไว ระบบจะแสดงผลลัพธวา ผูใ ชงานไมใชบคุ คลในฐานขอมูล ไมเชนนัน้ ระบบจะใหรายชื่อบุคคลที่มีคะแนนความเหมือนสูงสุด L ระดับ ในกรณีที่ L เทากับหนึ่ง ระบบจะระบุวาไบโอเมตริกซที่ใหเปนของบุคคลที่แมแบบใหคา ความเหมือนสูงสุด การเปรียบเทียบในหมวดนี้จัดวาเปนการเปรียบเทียบแบบ 1:N เนื่องจากระบบเปรียบเทียบแมแบบของคนหนึ่งคนกับแมแบบของทุกคน (ในที่นี้คือ N คน) ในฐานขอมูล

คําตอบที่ไดจากระบบนั้นเมื่อ พิ จ ารณาถึ ง ความถู ก ต อ งในการ อนุ ญ าตหรื อ ไม อ นุ ญ าตให ผู  ใ ช ง าน เขาระบบแลว จะแบงออกไดเปนสีก่ รณี ดังตอไปนี้ 1. Correct Accept ระบบ อนุญาตใหผูมีสิทธิ์เขาใชงานระบบได อยางถูกตอง 2. Correct Reject ระบบ ปฏิเสธไมอนุญาตใหผูไมมีสิทธิ์เขา ใชงานระบบไดอยางถูกตอง 3. False Accept ระบบอนุญาต ใหผูที่ไมมีสิทธิ์เขาใชงานระบบได 4. False Reject ระบบไม อนุญาตใหผทู มี่ สี ทิ ธิเ์ ขาใชงานระบบได ความผิ ด พลาดที่ เ กิ ด ในกรณี ที่ 3 และ 4 นั้น เมื่อนับจํานวนคน ที่ ผิ ด พลาดแล ว นํ า มาคํ า นวณเป น เปอรเซ็นตจะเรียกวา อัตราการอนุญาต หรือยอมรับผิดพลาด (False Accept Rate - FAR) และอัตราการปฏิเสธ ผิดพลาด (False Reject Rate - FRR) ตามลําดับ สมการที่ใชในการคํานวณ คือสมการตอไปนี้

ร า ส า ้ ฟ ไฟ ตารางที่ 1 แสดงกรณีที่เปนไปไดทั้งหมดของเหตุการณที่เกิดขึ้น หลังจากระบบใหผลลัพธการตรวจสอบบุคคล สิทธิพึงมี ผลการตรวจสอบ อยูในฐานขอมูล (อนุญาต) ไมอยูในฐานขอมูล (ไมอนุญาต)

มีชื่ออยู ในฐานขอมูล (มีสิทธิ์) Correct Accept False Reject

ไมมีชื่ออยู ในฐานขอมูล (ไมมีสิทธิ์) False Accept Correct Reject

จํานวนผูไมมีสิทธิ์ที่ไดรับ FAR = อนุญาตใหเขาใชระบบ จํานวนผูไมมีสิทธิ์เขาใช ระบบทั้งหมด

จํานวนผูมีสิทธิ์ที่ไมไดรับ FRR = อนุญาตใหเขาใชระบบ จํานวนผูมีสิทธิ์เขาใช ระบบทั้งหมด

ในเอกสารวิชาการนั้นบางครั้ง จะเรียกเปนคา FAR วา คา False Match Rate - FMR และเรียกวา FRR วา False Non Match Rate กันยา ยายน ายน - ตุลาคม 25544

61


FMR คาทัง้ สองเปนคาสําคัญในการวัด ประสิทธิภาพของระบบ ในการวั ด ประสิ ท ธิ ภ าพของ ระบบไบโอเมตริ ก ซ โ ดยทั่ ว ไปจะ ทําการหาคะแนนความเหมือนที่ได จากการเปรียบเทียบคนสองกลุม คือ กลุมผูเจาของสิทธิ (Genuine) และ กลุมผูบุกรุก (Imposter) กลุมแรก จะเปนคาคะแนนความเหมือนที่ได จากการเปรียบเทียบระหวางแมแบบ ของคนคนเดี ย วกั น ตั ว อย า งเช น ถากําหนดใหฐานขอมูลประกอบดวย แมแบบลายมานตาของคนทั้งหมด N คน โดยสมมติให N = 5 และสมมติ ให แ ต ล ะคนมี แ ม แ บบ 4 แม แ บบ เก็บไวในฐานขอมูล คาคะแนนทีไ่ ดจะ เปนการเปรียบเทียบแมแบบที่ 1 ของ คนที่ m กับแมแบบที่ 2 ถึง 4 ของ คนที่ m โดย m = 2 ถึง 5 และเปรียบ แมแบบที่ 2 ของคนที่ m กับแมแบบ ที่ 3 และ 4 และจะทําการเปรียบ เทียบระหวางแมแบบของคนเดียวกัน จนครบ จากนั้นทําการนับความถี่ที่ เกิดขึน้ ของแตละคะแนนความเหมือน แลวนํามาพล็อตกราฟ โดยใหแกน x เปนคะแนนความเหมือน และแกน y เปนความถี่ของคะแนนความเหมือน นั้น ๆ จะไดกราฟเสนสีนํ้าเงิน ตาม ตัวอยางในรูปที่ 2 กราฟที่เห็นนี้เปน กราฟในทางอุดมคติ ซึ่งคาคะแนน ความเหมือนระหวางแมแบบของคน คนเดียวกันจะมีคา สูงเสมอ แตในทาง ปฏิบตั ิ กราฟทีไ่ ดจะแตกตางจากกราฟ นีเ้ ล็กนอย เนือ่ งจากไบโอเมตริกซเป��� ลั ก ษณะของมนุ ษ ย มี ค วามยื ด หยุ  น เปลี่ยนแปลงไดในระดับหนึ่ง ทําให บอยครั้งแมแบบของคนเดียวกันมีคา ความเหมือนตํา่ เชน เมือ่ เปรียบเทียบ แมแบบของใบหนาดานตรงกับดาน ขาง เอียง 15 องศา เปนตน โดยทัว่ ไป

คาความถี่ ณ บริเวณคาคะแนนความเหมือนสูงสุดจะตํ่ากวาคาในทางอุดมคติ รูปกราฟที่ไดจะมีลักษณะเหมือนรูประฆังแทน หลังจากไดลักษณะการกระจายตัว ของคาความเหมือนของคนคนเดียวกันแลว ก็จะทําใหลักษณะเดียวกันเพื่อ หากราฟการกระจายตัวของคาความเหมือนของคนละคน ในการทดลองครัง้ นี้ คาคะแนนความเหมือนหาจากการเปรียบเทียบแมแบบของคนที่ i กับแมแบบ ของคนที่ j โดยคา j = 1,…, N แต j≠i ในทางอุดมคติคาคะแนนความเหมือน ระหวางแมแบบของคนละคนจะมีคาตํ่าเสมอ กราฟอุดมคติที่ไดแสดงไดดวย เสนกราฟสีแดงในรูปที่ 2

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

62

รูปที่ 2 กราฟความสัมพันธระหวางคะแนนความเหมือนกับความถี่ ที่เกิดของคะแนนความเหมือน

การพิสูจนบุคคลทําโดยกําหนดคาขีดแบงขึ้นมา ระบบจะอนุญาตให ผูใชงานระบบที่มีคาคะแนนสูงกวาคาขีดแบงที่กําหนดเขาใชงานระบบได เมื่อพิจารณากราฟในรูปที่ 2 จะสังเกตเห็นวาในแตละกลุมจะมีผูไดคะแนนสูง และตํา่ กวาเสนขีดแบงเสมอ โดยพืน้ ทีใ่ ตกราฟสีแดงหลังเสนขีดแบงจะแสดงถึง อัตราการยอมรับผิดพลาด เนือ่ งจากผูบ กุ รุกกลุม นีม้ คี ะแนนความเหมือนสูงกวา คาขีดแบงจึงไดรบั อนุญาตใหเขาใชงานระบบได สวนพืน้ ทีใ่ ตกราฟสีนาํ้ เงินกอน เสนขีดแบงแสดงถึงอัตราการปฏิเสธผิดพลาด เนือ่ งจากเปนบริเวณทีค่ า คะแนน ความเหมือนของแมแบบของคนคนเดียวกันมีคาคะแนนตํ่ากวาคาขีดแบง จึงถูกระบบปฏิเสธการเขาใชงานระบบ ดังนัน้ ในระบบไบโอเมตริกซใด ๆ อัตรา ความผิดพลาดทัง้ สองคาของระบบจะขึน้ อยูก บั การเลือกคาขีดแบงใหกบั ระบบ โดยการเลื่อนคาขีดแบงแตละครั้งจะทําใหอัตราการยอมรับผิดพลาดเพิ่มขึ้น และลดอัตราการปฏิเสธผิดพลาดลง หรือในทางกลับกัน จะไมมีการเลื่อนคา ขีดแบงใดที่ทําใหคาความผิดพลาดทั้งสองลดลงพรอมกัน การเลือกคาขีดแบงเมือ่ นําระบบไบโอเมตริกซไปใชงานจะขึน้ อยูก บั งาน แตละประเภท การเลือกคาขีดแบงทีท่ าํ ใหระบบมีอตั ราการปฏิเสธผิดพลาดสูง จะทําใหระบบปฏิเสธผูมีสิทธิใชงานระบบบอย ซึ่งอาจกอใหเกิดความรําคาญ กับผูใชงานได แตถาเลือกคาขีดแบงใหระบบมีอัตราการยอมรับผิดพลาดสูง จะทําใหระบบอนุญาตผูไมมีสิทธิใหเขาใชงานระบบไดเปนจํานวนมาก ทําให ระบบขาดความปลอดภัย โดยทัว่ ไประบบรักษาความปลอดภัยอาคารและขอมูล


จะกําหนดคาขีดแบงที่ทําใหระบบมีอัตราการยอมรับผิดพลาดที่ตํ่า เนื่องจาก การอนุญาตใหผูไมมีสิทธิเขาถึงทรัพยสินและอาคารไดสงผลเสียหายใหกับ ระบบมากกวา ระบบไบโอเมตริกซทมี่ ขี ายตามทองตลาดโดยทัว่ ไปจะกําหนดคา FAR ไวตาํ่ ประมาณ 0.0001 แตคา FAR นีจ้ ะสูงขึน้ มากในระบบไบโอเมตริกซ ที่ใชในงานนิติวิทยาศาสตร เพื่อพิสูจนอัตลักษณผูเสียชีวิต หรือเด็กหาย หรือใชสําหรับการตรวจหาคนหลบหนีหรือกระทําความผิดตามกฎหมาย ทั้งนี้ เพื่อปองกันการตกหลนรายชื่อบุคคลที่อยูในขายสงสัย ซึ่งทั่วไปจะมีเจาหนาที่ ที่เกี่ยวของมาตรวจสอบเพิ่มเติมในภายหลัง ตัววัดประสิทธิภาพของระบบไบโอเมตริกซอีกตัวหนึ่ง คือ จุดที่อัตรา ความผิดพลาด FAR และ FRR ตัดกัน คือมีคาเทากัน และเรียกจุดนี้วา อัตรา ความผิดพลาดที่เทากัน (Equal Error Rate – EER) ระบบไบโอเมตริกซ ที่ดีควรมีคาอัตราความผิดพลาดเทากันที่ตํ่า กราฟวัดประสิทธิภาพของระบบ ที่นิยมใชกันอีกกราฟหนึ่งคือ กราฟแสดงความสัมพันธระหวางคา FAR และ คา FRR ทีเ่ รียกวา กราฟลักษณะเฉพาะของการปฏิบตั กิ ารทีส่ มั พันธกนั (Relative Operating Characteric: ROC) ดังแสดงตัวอยางกราฟในรูปที่ 3 ในทางอุดมคติ จุด EER ของกราฟควรเขาใกลจุด (0,0) ของกราฟ คือมีคา FAR = FRR = 0

ลายนิ้ ว มื อ ได ง  า ย ไบโอเมตริ ก ซ แตละตัวจะมีขอไดเปรียบเสียเปรียบ ที่ แ ต ก ต  า ง กั น ก า ร เ ลื อ ก ช นิ ด ไบโอเมตริกซที่นําไปใชงานโดยทั่วไป จะคํานึงถึงปจจัยหลัก 7 ปจจัย ดังนี้ 1. ความเปนสากล (Universal) บุ ค ค ล ใ น ร ะ บ บ ทุ ก ค น จ ะ ต  อ ง มี ไบโอเมตริกซนนั้ อยู เชน ไมควรใชเสียง กับกลุม ทีม่ คี นเปนใบอยูใ นกลุม เปนตน นอกจากนั้ น หั ว ข อ นี้ ยั ง รวมไปถึ ง คุ ณ ภาพของไบโอเมตริ ก ซ ที่ ค น ในระบบมีดวย เชน ไมควรเลือกใช ลายนิว้ มือกับพนักงานทําความสะอาด ซึง่ ลายนิว้ มือมักถูกนํา้ ยาทําความสะอาด กัดกรอน เปนตน 2. ความเป น ลั ก ษณะเฉพาะ (Uniqueueness) นั้นคือควรเลือกใช ไบโอเมตริกซทมี่ คี วามเปนเอกลักษณะ มากพอที่ จ ะแยกแยะบุ ค คลในฐาน ขอมูลได ไบโอเมตริกซแตละตัวจะมี ความเปนลักษณะเฉพาะทีแ่ ตกตางกัน เ ช  น ล า ย ม  า น ต า ห รื อ D N A มีความเปนลักษณะเฉพาะสูง โอกาสที่ คนสองคนจะมีลายมานตาเหมือนกัน มีอยูนอยเมื่อเทียบกับใบหนา เสียง หรือทาเดิน เปนตน 3. ค ว า ม ท น ท า น ถ า ว ร (Permanence) โดยธรรมชาติ ไ บ โ อ เ ม ต ริ ก ซ  แ ต  ล ะ ตั ว จ ะ มี การเปลี่ ย นแปลง ไม ค งที่ โดย ไบโอเมตริ ก ซ แ ต ล ะตั ว มี ร ะดั บ การเปลี่ ย นแปลงที่ แ ตกต า งกั น ดั ง แสดงรายละเอี ย ดในตารางที่ 2 ลายนิ้วมือ กลิ่น หู ดีเอ็นเอ จะมี การเปลี่ยนแปลงเนื่องจากเวลานอย หรือไมมีเลย แตความชื้น มือที่แหง และเปยกจะใหลายนิว้ มือทีแ่ ตกตางกัน ใบหนาคนแตละวัยจะแตกตาง เสียงที่ เปลี่ยนตามอารมณผูพูด ในกรณีที่ เลื อ กใช ไ บโอเมตริ ก ซ ที่ ไ ม ท นทาน

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 3 กราฟลักษณะเฉพาะของการปฏิบัติการที่สัมพันธกัน (ROC กราฟ)

ตั ว วั ด ประสิ ท ธิ ภ าพที่ ก ล า วมาทั้ ง หมดเป น ตั ว วั ด ประสิ ท ธิ ภ าพด า น ความถูกตองของระบบไบโอเมตริกซ เมื่อจะนําระบบไบโอเมตริกซไปติดตั้ง เพือ่ ใชงานจริงยังตองคํานึงถึง ราคา ความยากงายในการติดตัง้ ระบบ และตัววัด ประสิทธิภาพตัวอืน่ ๆ ประกอบดวย เชน อัตราความผิดพลาดในการเก็บตัวอยาง ไบโอเมตริกซ ที่เปนคาบงชี้ถึงความสําเร็จในการเก็บตัวอยางไบโอเมตริกซ ระบบที่ดีควรมีคาอัตราความผิดพลาดในการเก็บตัวอยางไบโอเมตริกซที่ตํ่า ที่แสดงวาระบบเก็บตัวอยางไบโอเมตริกซของผูใชงานไดงายและดี ผูใชงาน ไมจําเปนตองใหตัวอยางหลายครั้งกวาจะใชงานระบบได ปจจัยสําคัญอีกปจจัยหนึ่งในการติดตั้งระบบไบโอเมตริกซคือ ชนิดของ ไบโอเมตริกซที่จะเลือกใช เชน การใชระบบตรวจสอบบุคคลดวยลายมานตา กับพนักงานที่ทํางานในเหมืองถานหินยอมเปนตัวเลือกที่ดีกวาการใชลายนิ้ว มือ เนือ่ งจากพนักงานมักมือเปอ น มีผลทําใหเกิดขอผิดพลาดในการตรวจสอบ

กันยายน - ตุลาคม 2554

63


ตารางที่ 2 คุณสมบัติหลักของไบโอเมตริกซหลักที่นิยมนํามาใชงาน ไบโอเมตริกซ ใบหนา ลายนิ้วมือ ลายมานตา ความเปนสากล สูง ปานกลาง สูง ความเปนลักษณะเฉพาะ ตํ่า สูง สูง ความทนทานถาวร ปานกลาง สูง สูง ประสิทธิภาพ ตํ่า สูง สูง ความยากงายในการเก็บตัวอยาง งาย ปานกลาง ปานกลาง ความยอมรับ สูง ปานกลาง ตํ่า การปลอมแปลง งาย ปานกลาง ยาก

ถาวร ควรออกแบบระบบไบโอเมตริกซ ให ร องรั บ ความเปลี่ ย นแปลงของ ไบโอเมตริกซนนั้ ๆ เชน ใหลงทะเบียน ใบหนาใหมทุก ๆ 5 ป เปนตน 4. ประสิทธิภาพ (Performance) ไบโอเมตริกซแตละตัวจะใหคาความ ถูกตองและเวลาที่ใชในการคํานวณที่ แตกตางกัน เชน ลายนิว้ มือเปนระบบ ทีใ่ หคา ความถูกตองสูงกวาทาเดินหรือ โครงสรางมือ แตใชเวลาในการคํานวณ มากกวา เปนตน 5. ความยากง า ยในการเก็ บ ตัวอยาง (Measurability) การเก็บ ตัวอยางไบโอเมตริกซบางตัวจะทําได ยาก เนื่ อ งจากต อ งอาศั ย อุ ป กรณ พิเศษ ความรวมมือ หรือมีการสัมผัส ผูใชงาน เชน การเก็บภาพใบหนา หรือลายมานตาทําไดงาย โดยอาศัย กลองถายภาพเพียงตัวเดียว ในขณะที่ ตองใชกลองพิเศษสําหรับจัดเก็บภาพ จอตา (Retina) เปนตน 6. ความยอมรับ (Acceptability) ไบโอเมตริ ก ซ ที่ เ ลื อ กใช ค วรเป น ที่ ย อมรั บ ของบุ ค คลในฐานข อ มู ล เชน คนสวนใหญจะยอมรับการใช ใบหนามากกวาการใชจอตา เนือ่ งจาก มีความเสี่ยงในการติดโรค เปนตน 7. ก า ร ป ล อ ม แ ป ล ง (Circumvention) การปลอมแปลง ไบโอเมตริกซแตละตัวทําไดยากงาย แตกตางกัน การปลอมแปลง เสียง ใบหน า ลายเซ็ น ทํ า ได ง  า ยกว า การปลอมลายนิ้ ว มื อ ลายม า นตา เปนตน

โครงสรางมือ เสียง จอตา ดีเอ็นเอ เสนเลือดดําบนมือ ปานกลาง ปานกลาง สูง สูง ปานกลาง ปานกลาง ตํ่า สูง สูง ปานกลาง ปานกลาง ตํ่า ปานกลาง สูง ปานกลาง ปานกลาง ตํ่า สูง สูง ปานกลาง งาย ปานกลาง ยาก ยาก ปานกลาง ปานกลาง สูง ตํ่า ตํ่า ปานกลาง ปานกลาง งาย ยาก ยาก ยาก

ตารางที่ 2 แสดงรายละเอียดคุณสมบัตทิ งั้ เจ็ดประการของไบโอเมตริกซ หลัก ๆ ทีน่ ยิ มใชงานกันทัว่ ไป โดยการเลือกใชงานไบโอเมตริกซชนิดใดตองเลือก ใหสอดคลองกับลักษณะความตองการของงาน คาใชจา ย ความเร็วในการทํางาน ทั้งระบบ จํานวนคนในฐานขอมูล ในกรณีที่ตองการนําระบบไบโอเมตริกซไป ใชงานกับคนจํานวนมาก ในหลากหลายพืน้ ที่ ยังอาจตองคํานึงถึงมาตรฐานของ อุปกรณทใี่ ชเก็บตัวอยางไบโอเมตริกซและมาตรฐานการเก็บขอมูลในฐานขอมูล เพือ่ ใหระบบตาง ๆ สามารถเชือ่ มตอกันไดงา ยและรวดเร็ว นอกจากนัน้ ผูต ดิ ตัง้ ระบบยังตองคํานึงถึงความปลอดภัยของขอมูลไบโอเมตริกซที่เก็บอีกดวย เนื่องจากไบโอเมตริกซเปนลักษณะเฉพาะที่ติดตัวมากับมนุษย เมื่อตัวอยาง ตนฉบับไบโอเมตริกซถกู ขโมยไป การดัดแปลงแกไขสิง่ ทีต่ ดิ ตัวมายอมทําไดยาก จึงไมควรเก็บภาพตนแบบของไบโอเมตริกซของผูใชงานระบบไวในฐานขอมูล โดยตรง ซึ่งระบบไบโอเมตริกซปจจุบันจะเก็บแมแบบของไบโอเมตริกซไวใน ฐานข อ มู ล แทนอยู  แ ล ว แต อ ย า งไรก็ ต ามก็ มี ง านวิ จั ย บางชิ้ น ที่ พ บว า มี ความเปนไปไดที่จะทําการกูหาภาพตนฉบับของไบโอเมตริกซจากแมแบบที่ เก็บไวได ทําใหงานวิจัยดานการเพิ่มความปลอดภัยใหกับระบบไบโอเมตริกซ เกิดขึ้นเปนจํานวนมาก ไดแก การเขารหัสไบโอเมตริกซ การหาแมแบบชนิด ทีเ่ มือ่ มีผไู ดแมแบบไปแลวจะไมสามารถกูห าภาพตนฉบับจากแมแบบทีไ่ ดไปได รวมทั้งงานวิจัยดานการสรางแมแบบใหหลากหลายจากตัวอยางไบโอเมตริกซ เดิม เพือ่ ใหระบบสามารถใชไบโอเมตริกซเดิมหลังจากมีผลู กั ลอบเอาแมแบบใน ฐานขอมูลของเจาของไบโอเมตริกซไปได ถึงแมระบบไบโอเมตริกซจะมีขอ จํากัด ดังที่กลาวไปแลว อยางไรก็ตามเราไมสามารถหลีกเลี่ยงการใชงานระบบ ไบโอเมตริกซ ทัง้ นีเ้ นือ่ งจากระบบไบโอเมตริกซสามารถปองกันการขอใชสทิ ธิซาํ้ และมีระดับการรักษาความปลอดภัยที่ดีกวาระบบแบบเดิม รวมทั้งในปจจุบัน เทคโนโลยีไบโอเมตริกซมีการวิจัยและพัฒนากันอยางตอเนื่อง เพื่อเพิ่ม ประสิทธิภาพและความปลอดภัยในการใชงานระบบไบโอเมตริกซใหมากขึ้น

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

64

เอกสารอางอิง 1. Anil K. Jain, Patrick Flynn and Arun Ross, “Handbook of Biometrics”, Springer, 2008 2. Anil K.Jain, Arun Ross and Salil Prabhakar, “An Introduction to Biometric Recognition”, IEEE Trans, on Circuits and Systems for Video Technology, Vol. 14, No. 1, Jan, 2004. 3. Samir Nanavati, Michael Thieme and Raj Nanavati, “Biometrics: Identity Verification in a Networked World”, John Wiley &Sons, 2002


Communication Engineering & Computer ไฟฟาสื่อสารและคอมพิวเตอร นายอธิศ คูประเสริฐ การไฟฟาสวนภูมิภาค

การใหบริการพาดสายสือ่ สารโทรคมนาคม

บนเสาไฟฟาของการไฟฟาสวนภูมิภาค

ร า ส า ้ ฟ ไฟ คํานํา คา

การไฟฟ า ส ว นภู มิ ภ าค (กฟภ.) (ก เปนหนวยงานทีใ่ หบริการ ดด า นพลั ง งานไฟฟ า แก ธุ ร กิ จ อุอ ต สาหกรรม และครั ว เรื อ น ในพื้ น ที่ ใ ห บ ริ ก ารครอบคลุ ม ทั่ ว ประเทศ ยกเว น ในเขต พื้นที่จังหวัดกรุงเทพมหานคร นนทบุรี และสมุทรปราการ โดยใหบริการพลังงาน ไฟฟาอยางมีประสิทธิภาพ มีมาตรฐาน ปลอดภัย และเชื่อถือไดมาเปนเวลา กวา 50 ป นอกจากใหบริการดานพลังงานไฟฟาซึ่งเปนธุรกิจหลักแลว กฟภ. ยังใหบริการธุรกิจเสริมดานสื่อสารโทรคมนาคม คือ การใหบริการพาดสาย สื่อสารโทรคมนาคมบนเสาไฟฟา และการใหบริการโครงขายสื่อสารเคเบิล ใยแกวนําแสง ซึ่งเปนการใชทรัพยสินที่มีอยูของ กฟภ. ใหเกิดประโยชนสูงสุด

การใหบริการพาดสายเพื่อสาธารณประโยชนพื้นฐาน

กฟภ. เริ่มใหบริการพาดสาย สือ่ สารโทรคมนาคมบนเสาไฟฟา ตัง้ แต ป พ.ศ. 2506 โดยจัดทําเปนขอตกลง การใชเสารวมกันระหวาง กฟภ. และ องค ก ารโทรศั พ ท แ ห ง ประเทศไทย (ปจจุบนั บริษทั ทีโอที จํากัด (มหาชน)) รูปการติดตั้งพาดสายบนเสาไฟฟา ซึ่งเปนการพาดสายเพื่อใหบริการดาน โทรศัพทพนื้ ฐาน โดยในชวงเริม่ ตนของ การใหบริการพาดสายฯ มีหนวยงานตาง ๆ ทัง้ ราชการและเอกชนขออนุญาต พาดสายกับเสาไฟฟาของ กฟภ. โดยมีสายประเภทตาง ๆ ไดแก

• สายสัญญาณโทรศัพท เพื่อ ให บ ริ ก ารด า นโทรศั พ ท พื้ น ฐานแก หนวยงานและประชาชนทั่วไป • สายสงสัญญาณวิทยุโทรทัศน (Cable TV) เพื่อใหบริการขาวสาร ขอมูลและความบันเทิง • สายสัญญาณเตือนภัย เพื่อ ปองกันและปราบปรามการโจรกรรม การกอวินาศกรรม ซึ่งเปนการพาด สายสัญญาณไปยังสถานีตํารวจหรือ ปอมยาม • สายกระจายเสี ย ง เพื่ อ กระจายข า วสารของทางราชการ ตลอดจนความรู ความบันเทิงตาง ๆ ใหกับประชาชน • สายสั ญ ญาณไฟจราจร เพื่อเปนประโยชนกับประชาชนผูใช ยานพาหนะทั่วไป ต อ มามี ก ารพั ฒ นาทางด า น เทคโนโลยี สื่ อ สารโทรคมนาคม อยางตอเนื่อง ทําใหเกิดหนวยงาน ที่ ใ ห บ ริ ก ารในด า นธุ ร กิ จ สื่ อ สาร โ ท ร ค ม น า ค ม เ ป  น จํ า น ว น ม า ก การให บ ริ ก ารพาดสายของ กฟภ. จึงขยายขอบเขตขึ้น

กันยายน - ตุลาคม 2554

65


การใหบริการพาดสายเพื่อ รองรับเทคโนโลยีการสื่อสาร การพัฒนาและความตองการ ใช เ ทคโนโลยี ท างด า นการสื่ อ สาร เพิ่ ม ขึ้ น อย า งรวดเร็ ว ทํ า ให เ กิ ด ความจําเปนการขยายเครือขายเพื่อ ให บ ริ ก ารด า นสื่ อ สารโทรคมนาคม ดานตาง ๆ เชน การเชื่อมตอเพื่อ แลกเปลี่ยนขอมูลระหวางหนวยงาน, ตัวอยางการใหบริการดานสื่อสารโทรคมนาคม การใหบริการโทรศัพทมือถือ, การให องค ก ารบริ ห ารส ว นตํ า บล, สถานี ตํ า รวจภู ธ ร, การนิ ค มอุ ต สาหกรรม บริการอินเทอรเน็ต เปนตน แหงประเทศไทย เปนตน ก ฟ ภ . ไ ด  พิ จ า ร ณ า ถึ ง บทบาทสําคัญของการเปนสวนหนึ่ง ระเบียบคาใชจายในการใหบริการพาดสาย กฟภ. ไดจดั ทําขอกําหนด ระเบียบ หลักเกณฑ ในการพิจารณาอนุญาต ในการผลั ก ดั น เทคโน���ลยี สื่ อ สาร โทรคมนาคมใหเขาถึงประชาชนทัว่ ไป ใหพาดสายบนเสาไฟฟาของ กฟภ. เพื่อใหหนวยงานที่ขออนุญาตปฏิบัติ จึงอนุญาตใหหนวยงานตาง ๆ พาดสาย ไปในแนวทางเดียวกัน เกิดความเปนระเบียบ เรียบรอย ในการใหบริการและ บนเสาไฟฟาของ กฟภ. ได ปจจุบัน ติดตัง้ พาดสายบนเสาไฟฟา โดย กฟภ. กําหนดอัตราคาบริการในการใหบริการ มีหนวยงานตาง ๆ ติดตอขออนุญาต พาดสายสื่อสารโทรคมนาคมบนเสาไฟฟาของ กฟภ. แบงเปนประเภทตาง ๆ พาดสายกับ กฟภ. เปนจํานวนมาก ดังนี้ (1) คาใชจายสมทบการปรับปรุงเสาเพื่อรองรับการพาดสาย คิดจาก การใชประโยชนในดานตาง ๆ ของ ขนาดเสนผานศูนยกลางของสายทีข่ อพาด (มิลลิเมตร) คูณระยะทางทีข่ อพาด การพาดสายดังนี้ 1) พาดสายเพื่ อ ให บ ริ ก าร (กิโลเมตร) คูณ 900 หรือ 1,000 (บาท/มิลลิเมตร/กิโลเมตร) (ขึ้นอยูกับ ดานสื่อสารโทรคมนาคม เชน บริษัท พื้นที่การจายไฟฟาของ กฟภ. ที่ขอพาดสายฯ) ทีโอที จํากัด (มหาชน), บริษัท กสท โทรคมนาคม จํากัด (มหาชน), บริษทั ซุปเปอร บรอดแบนด เน็ทเวอรค จํากัด, บริษทั ทรู ยูนเิ วอรแซล คอนเวอรเจนซ วิธีการวัดขนาดเสนผานศูนยกลาง จํากัด, บริษทั ทริปเปลที บรอดแบนด จํากัด (มหาชน) เปนตน • ในพื้นที่การจายไฟฟาระบบ 22 เควี. คิดคาบริการ 900.- บาท/ 2) พาดสายเพือ่ เชือ่ มตอขอมูล มิลลิเมตร/กิโลเมตร ภายในหนวยงาน เชน สํานักงาน • ในพื้นที่การจายไฟฟาระบบ 33 เควี. คิดคาบริการ 1,000.- บาท/ ค ณ ะ ก ร ร ม ก า ร ก า ร อุ ด ม ศึ ก ษ า มิลลิเมตร/กิโลเมตร (เพื่อเชื่อมโยงเครือขายมหาวิทยาลัย (2) คาบริการพาดสายรายป คิดอัตราคาบริการพาดสายตามขนาด ทั่วประเทศ), กรมการขนสงทางนํ้า, เสนผานศูนยกลางของสายสื่อสารเดิมบนเสาไฟฟาของหนวยงานที่ขอพาด กรมชลประทาน เปนตน รวมกับขนาดเสนผานศูนยกลางใหมของสายสื่อสารขอพาด โดยแบงตาม 3) พาดสายเพื่ อ ใช ใ นระบบ ประเภทของหนวยงาน ดังนี้ รั ก ษาความปลอดภั ย ติ ด ตั้ ง กล อ ง (2.1) หนวยงานรัฐวิสาหกิจ วงจรปด เชน สํานักงานเทศบาล, • ขนาดเสนผานศูนยกลางไมเกิน 63 มม. คิดคาบริการ 32.- บาท/ตน/ป

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

66


• ขนาดเสนผานศูนยกลางเกิน 63 มม. คิดคาบริการ 64.- บาท/ตน/ป (2.2) หนวยงานเอกชน • ขนาดเสนผานศูนยกลางไมเกิน 63 มม. คิดคาบริการ 55.- บาท/ตน/ป • ขนาดเสนผานศูนยกลางเกิน 63 มม. คิดคาบริการ 100.- บาท/ตน/ป (2.3) หนวยงานเอกชนที่ขอพาดสายเคเบิลทีวี • ขนาดเสนผานศูนยกลางไมเกินสาย Coaxial ขนาด RG – 11 คิดคาบริการ 32.- บาท/เสน/ตน/ป • สายที่มีขนาดเสนผานศูนยกลางเกินสาย Coaxial ขนาด RG – 11 คิดคาบริการ 64.- บาท/เสน/ตน/ป (3) คาธรรมเนียมในการขออนุญาตแตละครั้ง

ขี ด จํ า กั ด ของการรองรั บ การพาดสาย

การใหบริการพาดสายสื่อสาร โทรคมนาคมบนเสาไฟฟาของ กฟภ. ไดดําเนินการใหบริการอยางตอเนื่อง จากในอดี ต มาถึ ง ป จ จุ บั น โดยใน ชวงแรก กฟภ. ไดกําหนดมาตรฐาน สํ า หรั บ การให อ นุ ญ าตพาดสายบน เสาไฟฟาของ กฟภ. โดยอนุญาตให พาดสายบนเสาไฟฟาได เมื่อขนาด เส น ผ า นศู น ย ก ลางของสายสื่ อ สาร จํานวนเสาไฟฟาที่ขอพาดสาย คาธรรมเนียม (บาท) โทรคมนาคมแต ล ะเส น ที่ ติ ด ตั้ ง บน 1,000.• ทั้งหมดไมเกิน 10 ตน เสาไฟฟ า ในเส น ทางที่ ข ออนุ ญ าตมี • ทั้งหมดมากกวา 10 ตน แตไมเกิน 40 ตน 1,500.ขนาดรวมกันไมเกิน 100 มิลลิเมตร • ทั้งหมดมากกวา 40 ตน แตไมเกิน 80 ตน 2,000.แตเนื่องจากการขยายเครือขายของ หน ว ยงานที่ ใ ห บ ริ ก ารด า นสื่ อ สาร • สวนที่เกิน 80 ตน คิดตนละ 10.โทรคมนาคมเพื่ อ ให บ ริ ก ารแก (4) เงินคาประกันการปฏิบัติตามสัญญา คิดอัตรา 1.5 เทาของ หนวยงานตาง ๆ และประชาชนทั่วไป คาบริการพาดสายทั้งป มีการดําเนินการอยางตอเนื่องและ มีปริมาณมาก ทําใหมาตรฐานสําหรับ การใหอนุญาตที่ กฟภ. กําหนดใน ชวงแรกไมสามารถรองรับการพาด สายใหเพียงพอตอความตองการได ดังนั้น กฟภ. จึงกําหนดมาตรฐาน สําหรับการใหอนุญาตพาดสายใหม รูปสายสื่อสารโทรคมนาคมที่ติดตั้งบนเสาไฟฟา โดยอนุญาตใหพาดสายบนเสาไฟฟา ได เมื่อขนาดเสนผานศูนยกลางของ สายสื่ อสารโทรคมนาคมแตล ะเส น ประเภทของผูขอใบอนุญาต กฟภ. ไดแบงประเภทของผูขออนุญาตออกเปน 4 กลุม เพื่อใชกําหนด ที่ติดตั้งบนเสาไฟฟาในเสนทางที่ขอ อนุญาตมีขนาดรวมกันไมเกิน 300 คาใชจายในการใหบริการ ดังนี้ กลุมที่ 1 หนวยงานรัฐวิสาหกิจ คิดคาบริการพาดสาย ตามขอ (1) มิลลิเมตร และ (2.1) กลุมที่ 2 หนวยงานราชการ กฟภ. จะไมเรียกเก็บคาใชจายใด ๆ เนื่องจากเปนการดําเนินการโดยไมมีผลประโยชนตอบแทน กลุม ที่ 3 หนวยงานเอกชน กฟภ. จะพิจารณาอนุญาตเฉพาะหนวยงาน เอกชนทีไ่ ดรบั ใบอนุญาตประกอบกิจการโทรคมนาคมจาก กทช. อยางถูกตอง โดยคิดคาบริการพาดสาย ตามขอ (1), (2.2), (3) และ (4) กลุมที่ 4 หนวยงานเอกชนที่ขอพาดสายเคเบิลทีวี กฟภ. จะพิจารณา อนุญาตเฉพาะผูที่ไดรับใบอนุญาตถูกตอง โดยคิดคาบริการพาดสาย ตามขอ รูปการจัดระเบียบสายสื่อสาร (1), (2.3), (3) และ (4) โทรคมนาคม

ร า ส า ้ ฟ ไฟ กันยายน - ตุลาคม 2554

67


ผลกระทบจากการเปลี่ยนมาตรฐาน ผลกระทบจากการปรับปรุงมาตรฐานดังกลาวทําให กฟภ. ตองดําเนินการ ปรับปรุงระบบจําหนายเพื่อใหสามารถรองรับการพาดสายตามมาตรฐานใหม ที่ กํ า หนด โดยในการปรั บ ปรุ ง ระบบจํ า หน า ย กฟภ. จํ า เป น จะต อ งทํ า การปรับเปลี่ยนขนาดของเสาไฟฟา และระยะหางระหวางเสาไฟฟาใหเปนไป ตามมาตรฐานที่ กฟภ. กําหนด ตามทีห่ นวยงานตาง ๆ มีการเรงขยายเครือขายเพือ่ ใหบริการดานสือ่ สาร โทรคมนาคม ทําใหปริมาณสายสื่อสารโทรคมนาคมที่ติดตั้งบนเสาไฟฟาของ กฟภ. มีปริมาณมาก กอใหเกิดปญหาทางดานทัศนียภาพแกบคุ คลทัว่ ไป กฟภ. ไดมีการดําเนินการแกไขปญหาดังกลาว โดยการแจงหนวยงานที่ขออนุญาต ใหรื้อถอนสายที่ไมไดใชงานลง และดําเนินการจัดระเบียบสายที่ติดตั้งอยูบน เสาไฟฟาใหเกิดความเปนระเบียบเรียบรอย

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

การขอใบอนุญาตผานทางเว็บไซต

ปจจุบันการพิจารณาอนุญาตใหพาดสายของ กฟภ. มีปญหาดาน ความลาชา เนื่องจากปริมาณงานที่หนวยงานตาง ๆ ยื่นขออนุญาตตอ กฟภ. มีเปนจํานวนมาก และ กฟภ. ตองตรวจสอบเงื่อนไขตาง ๆ ใหถูกตอง เปนไปตามระเบียบของ กฟภ. โดย กฟภ. ไดพยายามแกไขปญหาความลาชา ในการพิจารณาอนุญาตฯ โดยเปดชองทางในการขออนุญาตพาดสายสื่อสาร โทรคมนาคมบนเสาไฟฟาของ กฟภ. ใหหนวยงานตาง ๆ สามารถทําการยื่น เอกสารทาง Internet ผาน www.pea.co.th ซึ่งชวยเพิ่มความสะดวก รวดเร็ว ใหกับหนวยงานภายนอก สามารถยื่นเอกสารเพื่อขออนุญาตไดจากทุกแหง ทั่วประเทศ และชวยเพิ่มความรวดเร็วในการพิจารณาอนุญาตฯ ของ กฟภ. อีกดวย

รูปการจัดระเบียบสายสื่อสารโทรคมนาคม

ทั้งนี้ หากมีขอสงสัยประการใดเกี่ยวกับการขออนุญาตพาดสายบน เสาไฟฟาของ กฟภ. สามารถติดตอโดยตรงไดที่กองบริหารเครือขายสื่อสาร ฝายสื่อสารและโทรคมนาคม สํานักงานใหญ กฟภ. โทรศัพท 0 2590 9655

68


Energy พลังงาน นายศุภกร แสงศรีธร กองพัฒนาระบบไฟฟา ฝายวิจัยและพัฒนาระบบไฟฟา การไฟฟาสวนภูมิภาค อีเมล : supakorn@pea.co.th

การพัฒนาและใชงานระบบผลิตไฟฟา ดวยเซลลแสงอาทิตยแบบรวมแสง

(Concentrating Photovoltaic : CPV) (ตอนที่ 1) 1. บทนํา แนวความคิ ด ในก���รใช ง าน ระบบผลิตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทิตย แบบรวมแสง (CPV) จะอาศัยโฟกัส ให แ สงอาทิ ต ย ม าตกลงบนพื้ น ที่ เซลลแสงอาทิตยขนาดเล็ก แสดงดังรูป ที่ 1 ดังนั้น พื้นที่ของเซลลแสงอาทิตย ที่ ถู ก โฟกั ส ในการรวมแสงจะลดลง ด ว ยอั ต ราส ว นของการรวมแสง (Concentration Ratio) พืน้ ผิวดานบน ของเซลลแสงอาทิตยจะถูกคลุมดวย เลนสหรือกระจก ประสิทธิภาพและ ราคาขึ้นอยูกับโครงสรางที่เหมาะสม ระบบรวมแสงแบบปานกลาง และแบบสูง ตองการระบบติดตาม แสงที่มีความเที่ยงตรงสูง เพื่อรักษา ตํ า แหน ง การโฟกั ส ของแสงบน เซลล แ สงอาทิ ต ย ใ ห เ หมาะสมที่ สุ ด ตลอดการเคลื่ อ นที่ ข องดวงอาทิ ต ย ในหนึ่งวัน จะทําใหไดพลังงานสูงขึ้น

แตระบบก็จะมีความยุง ยากและราคาของระบบก็จะสูงขึน้ รวมทัง้ ยังเปนการเพิม่ การบํารุงรักษาใหกบั ระบบอีกดวย ซึง่ การพัฒนาและนํามาใชในทางปฏิบตั ขิ อง ระบบนี้มีการเติบโตอยางรวดเร็ว เนื่องมาจากการสนับสนุนจากภาครัฐของ หลาย ๆ ประเทศ โดยเฉพาะในประเทศที่มีความเขมรังสีอาทิตยดี

รูปที่ 1 การโฟกัสแสง บนเซลลแสงอาทิตยขนาดเล็ก

รูปที่ 2 การพัฒนา Concentrator ดวย Bifacial cell

ร า ส า ้ ฟ ไฟ 2. การพัฒนาของ CPV ที่ผานมา

CPV ไดเริ่มถูกพัฒนาขึ้นในป ค.ศ. 1976 ที่ National Sandia Laboratories โดยมีขนาด 1 kW ตนแบบของ CPV มีสว นประกอบคือ Fresnel lenses ระบบติดตามดวงอาทิตยแบบ 2 แกน เซลลแสงอาทิตยแบบรวมแสง และระบบควบคุมการทํางานของตัวติดตามดวงอาทิตย หลังจากนั้นไดมี การพัฒนาขึน้ ในหลาย ๆ ประเทศ เชน ประเทศฝรัง่ เศส อิตาลี สเปน ในป ค.ศ. 1980 วิศวกรของ Sandia ไดพัฒนาใหประสิทธิภาพของซิลิคอนเซลลรวมแสง มีคาเทากับ 20% และในป ค.ศ. 1981 Sandia ไดติดตั้ง CPV รุนที่ 2 โดย เรียกวา Soleras มีขนาดกําลังผลิต 350 kWp ถึงแมวาในหลาย ๆ ประเทศ ไดมีการพัฒนาประสิทธิภาพของเซลลรวมแสงจาก 19.6% จนถึง 27% แตความสามารถในการผลิตยังไมดี อีกทั้งอายุการใชงานของเซลลรวมแสง ก็ยังไมยืนยาวนัก ถึงอยางไรการพัฒนา CPV ก็ยังดําเนินการตอไป แมวา การเปรียบเทียบอัตราสวนของราคา CPV จะสูงกวาเซลลแสงอาทิตยแบบ ธรรมดาก็ตาม

กันยายน - ตุลาคม 2554

69


แนวความคิ ด อี ก ทางหนึ่ ง ในการพั ฒ นา CPV คื อ การใช เ ซลล ที่ มี การรวมแสงปริมาณสูง (High Concentration) โดยเซลลที่ใชตองเปนเซลล ชนิดพิเศษ และตองมีระบบติดตามดวงอาทิตยประกอบดวย พัฒนาโดย Winston and Hinterberger ดวยการปรับปรุงเปน bifacial cell ดังรูปที่ 2 การพัฒนา CPV ไดดาํ เนินการเรือ่ ยมามีทงั้ การพัฒนาเซลลและเลนสรวมแสง ซึ่งหนวยงานที่พัฒนา CPV อยางตอเนื่อง ไดแก Fraunhofer Institute for Solar Energy และ Ioffe Institute

3. ความจําเปนของการใช CPV มีการคาดการณโมเดลของตลาดและราคาของเทคโนโลยีเซลลแสงอาทิตย ในชวงตัง้ แตป ค.ศ. 1990 จนถึงป ค.ศ. 2060 แสดงดังรูปที่ 3 ซึง่ มีความใกลเคียง กับสถานการณที่เกิดขึ้นจริง โดยคาดการณวาราคาของเซลลแสงอาทิตย จะลดลงอยางรวดเร็วดวยปริมาณการติดตั้งที่เพิ่มขึ้นอยางมาก เนื่องจาก การใหราคารับซื้อไฟฟาพิเศษและจูงใจใหมีการลงทุนเกิดขึ้น โมเดลนี้แสดง ให เ ห็ น ว า เทคโนโลยี เ ซลล แ สงอาทิ ต ย ใ นการผลิ ต ไฟฟ า จะเป น ตลาดที่ มี ขนาดใหญ และทําใหการลงทุนดานพลังงานแสงอาทิตยในการผลิตไฟฟา สามารถแขงขันไดกับเทคโนโลยีการผลิตไฟฟาดวยวิธีการปกติ แตการพัฒนา เซลลแสงอาทิตยในรูปแบบเดิม ๆ ยังไมสามารถทําใหประสิทธิภาพในการผลิต

ไฟฟ า สู ง ขึ้ น ได การพั ฒ นาเซลล แสงอาทิตยโดยใช Multijunction (MJ) cell และระบบแปลงพลังงานที่ดีจะ ชวยใหประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟา ดวยเซลลแสงอาทิตยมีประสิทธิภาพ ทีด่ ขี นึ้ ซึง่ CPV เปนอีกเทคโนโลยีหนึง่ ที่ เ พิ่ ม ประสิ ท ธิ ภ าพการผลิ ต ไฟฟ า ใหเพิม่ ขึน้ ได รูปที่ 4 เปนตัวอยางของ CPV แบบรวมแสงสูง

4. ค ว า ม ท  า ท า ย ข อ ง การพัฒนา CPV ในปจจุบันดูเหมือนวาสถานะ CPV ไดกลับไปสูชวงเริ่มตนประมาณ กลางยุ ค 1970 แต ก็ มี สิ่ ง สํ า คั ญ ที่ แตกตางกัน คือ 1. เซลลแสงอาทิตยแบบ MJ ชนิดไมมีตัวรวมแสงจะตองใชพื้นที่ ในการติดตั้งมาก ดังนั้นการพัฒนา CPV ใหมปี ระสิทธิภาพการผลิตไฟฟาดี ยังสามารถแขงขันในตลาดได 2. ระบบทีม่ กี ารรวมแสงสูงเปน ระบบทีต่ อ งการ เพือ่ ใหเกิดการแขงขัน ดานราคาได แสดงดังรูปที่ 5 แตระบบนี้ อาจต อ งใช ค วามเข ม แสงอาทิ ต ย มากกว า เซลล แ สงอาทิ ต ย แ บบ ธรรมดาถึง 3 เทา ดังนั้นการพัฒนา ตัวรวมแสงและระบบติดตามดวงอาทิตย จึงเปนหัวขอที่ทาทาย ประสิ ท ธิ ภ าพของเซลล เ ป น สิ่งสําคัญที่จะชวยใหสามารถลดราคา ของอุ ป กรณ ร ะบบได อั ต ราส ว น การรวมแสงก็เปนสิง่ ทีส่ าํ คัญ เนือ่ งจาก ราคาของระบบจะลดลงไดเมื่อทําให ความสามารถในการรวมแสงมีมากขึ้น ซึ่งอัตราสวนการรวมแสงนี้จะขึ้นอยู กับเลนสและตัวติดตามดวงอาทิตย ในป ค.ศ. 2006 การพัฒนา CPV สามารถทําใหระบบมีประสิทธิภาพ รวมประมาณ 40% แสดงในรูปที่ 6

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 3 การคาดการณตลาด และราคา

รูปที่ 4 ตัวอยางของ CPV แบบรวมแสงสูง

70


รูปที่ 5 เปรียบเทียบราคาของ CPV กับ PV ชนิดอื่น

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 6 การพัฒนาประสิทธิภาพของ CPV

5. สรุป

การผลิ ต ไฟฟ า ด ว ยเซลล แ สงอาทิ ต ย คิ ด เป น ประมาณ 20% ของการผลิ ต ไฟฟ า ทั้ ง หมดของโลกในป ค.ศ. 2025 ซึ่ ง จะทํ า ให มี กํ า ลั ง การผลิ ต ของเซลล แ สงอาทิ ต ย ป ระมาณ 100 GW ต อ ป และทํ า ให ต ลาด ของวั ส ดุ ที่ เ ป น องค ป ระกอบของแผงเซลล แ สงอาทิ ต ย ป ระกอบด ว ย ตลาดของกระจกจะเติ บ โตประมาณ 10% ตลาดโลหะจะเติ บ โตประมาณ 2% และตลาดของเลนส จ ะเติ บ โตขึ้ น อี ก 1.5 เท า ซึ่ ง การนํ า CPV มาใช ใ นการผลิ ต ไฟฟ า มี ข  อ ดี ก ว า การผลิ ต ไฟฟ า ด ว ยเซลล แ สงอาทิ ต ย แ บบธรรมดาเนื่ อ งจากประสิ ท ธิ ภ าพ ในการผลิตไฟฟาของ CPV จะสูงถึง 40% แตการผลิตไฟฟาดวย CPV ก็มีขอจํากัด ดังนี้ 1. ตองมีเลนสหรือกระจกที่มีคุณภาพดีในการรวมแสง 2. ตองมีระบบติดตามดวงอาทิตยที่มีความเที่ยงตรงสูง 3. สถิติขอมูลสภาพอากาศมีความสําคัญในการพิจารณาสถานที่ติดตั้งระบบ 4. สถานที่ติดตั้งตองมีคาความเขมแสงอาทิตยตรงสูง สําหรับในฉบับถัดไปจะไดกลาวถึงรายละเอียดทางดานเทคนิคของระบบ CPV ตอไป เอกสารอางอิง 1. Antonio L. Luque, Viacheslav M. Andreev “Concentrator Photovoltaics”, 2007 2. J. Luther and A.W. Bett “Progress in High-Concentration Photovoltaic”,2004

กันยายน - ตุลาคม 2554

71


Energy พลังงาน นายธวัชชัย ชยาวนิช สาขาวิชาเทคโนโลยีวิศวกรรมไฟฟาและพลังงาน ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟา คณะวิศวกรรมศาสตร มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกลาธนบุรี

การคิดคาไฟฟาของสถานประกอบการ ของสถานประกอบการ ในภาคธุรกิจและอุตสาหกรรมนั้น ตนทุนของกิจการประกอบดวย หลายสวนองคประกอบ ปกติคาแรงทางตรง และคาวัสดุ มักจะเปนตนทุน อันดับตน ๆ โดยมีคาพลังงานเปนตนทุนลําดับรอง ๆ ลงมา ซึ่งธรรมชาติ ของการประกอบกิจการนั้นยอมตองการลดตนทุนและการสูญเสียใหเกิดขึ้น นอยทีส่ ดุ ในการนี้ มาตรการดานการอนุรกั ษพลังงานก็สามารถจัดเปนมาตรการ เพือ่ ลดตนทุนไดทางหนึง่ ดวย และถาสถานประกอบการจัดใหมรี ะบบการจัดการ พลังงานก็ยงั สอดคลองกับแนวทางของพระราชบัญญัตกิ ารสง เสริมการอนุรกั ษ พลังงาน (ฉบับที่ 2) พ.ศ. 2550 ซึง่ ถือเปนกฎหมายภาคบังคับ สําหรับอาคาร ควบคุมหรือโรงงานควบคุมอีกดวย อยางไรก็ดี หากสถานประกอบการไดทราบถึงวิธีคิดคาไฟฟาแลว มี ห ลายกรณี ที่ ส ามารถลดต น ทุ น ค า ไฟฟ า ได โ ดยอาศั ย การบริ ห ารจั ด การ การใชไฟฟา เพือ่ อาศัยประโยชนจากโครงสรางคาไฟฟาทีม่ กี ารคํานวณคาใชจา ย จากขอมูลที่ตรวจวัดไดหลายตัวแปร โดยจะไดยกตัวอยางใหเห็นตอไป อนึ่ง เนื่องดวยนโยบายของรัฐบาลชุดกอนหนานี้ที่ใหยกเวนการจัดเก็บ คาไฟฟาสําหรับประชาชนทีใ่ ชไฟฟาไมเกิน 90 หนวย และกําหนดใหเริม่ ตัง้ แต เดือนกรกฎาคมทีผ่ า นมานัน้ ไดนาํ ไปสูก ารประกาศใชโครงสรางคาไฟฟาแบบใหม สําหรับ 5 ปขา งหนา (2554-2558) โดยใหผใู ชไฟฟากิจการขนาดกลาง กิจการ ขนาดใหญ และผูใชไฟพิเศษ เปนผูรับภาระเฉลี่ย 12 สตางคตอหนวย ซึ่งจะมี ผูร บั ประโยชนหลายลานครัวเรือน โดยตองมีคณ ุ สมบัตเิ บือ้ งตนคือ เปนผูใ ชไฟฟา ประเภทที่ 1 (เฉพาะบานอยูอาศัย) ที่ใชไฟฟาไมเกิน 90 หนวยตอเดือน และ ขนาดมิเตอรไฟฟาไมเกิน 5 แอมป (สามารถศึกษาขอมูลเพิ่มเติมของ กฟน. ไดที่ http://goo.gl/3szyS และของ กฟภ. ไดที่ http://goo.gl/250Fn ) ทั้งนี้ ในโครงสรางคาไฟฟาแบบใหมไดมีการนําคา Ft ที่ประกาศกอนหนานี้ 95.81 สตางคตอ หนวย รวมเขาไปในโครงสรางคาไฟฟาเดิม เพือ่ ให Ft ใหมมคี า เปน 0 สตางคตอ หนวยอีกดวย แตอยางไรก็ดี สําหรับคา Ft เฉพาะเดือน ก.ค.-ส.ค. 54 นี้ จะเทากับ -6 สตางค/หนวย (ผูประกอบการอุตสาหกรรมขนาดกลาง ขนาดใหญที่จะตองรับภาระประมาณ 12 สตางคตอหนวย ก็จะรับภาระลดลง 6 สตางคตอหนวย)

ตามโครงสรางอัตราคาไฟฟาใหม ที่เริ่มใชตั้งแตเดือนกรกฎาคม 2554 ที่ ผ  า นมา ได กํ า หนดให ผู  ใ ช ไ ฟฟ า ประเภทเดี ย วกั น ใช อั ต ราค า ไฟฟ า เป น อั ต ราเดี ย วทั่ ว ประเทศ และ มี ค วามแตกต า งกั น ตามประเภท ผูใชไฟฟา ซึ่งกําหนดเปน 8 ประเภท ไดแก 1. บานอยูอาศัย 2. กิจการขนาดเล็ก 3. กิจการขนาดกลาง 4. กิจการขนาดใหญ 5. กิจการเฉพาะอยาง 6. องคกรที่ไมแสวงหากําไร 7. กิจการสูบนํา้ เพือ่ การเกษตร 8. ผูใชไฟฟาชั่วคราว

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

72

โดยสวนราชการ ตามโครงสราง อัตราคาไฟฟาเดิมทีจ่ ดั อยูใ นประเภทที่ 6 นั้น ในโครงสรางคาไฟฟาใหมนี้ จะเขาขายเปนผูใ ชประเภทที่ 2 3 หรือ 4 นัน้ ใหจาํ แนกตามปริมาณการใชไฟฟา หรื อ ค า Demand สู ง สุ ด แต ใ น ปงบประมาณนี้การไฟฟาจะอนุโลม ใหเปนผูใชไฟฟาประเภทที่ 6 ตอไป จนถึงเดือนกันยายน 2555 หลังจากนัน้ ก็จะปรับเขาสูอัตราคาไฟฟาใหมทันที


เพือ่ ใหเห็นการคํานวณคาไฟฟา พอสั ง เขป ในที่ นี้ จะยกตั ว อย า ง การคํานวณคาไฟฟาของผูใชไฟฟา ประเภทที่ 3 และ 4 ใหพอเห็นภาพ โดยผู  อ  า นจํ า เป น ต อ งเข า ใจเป น เบื้องตนวา สําหรับผูใชไฟฟาปริมาณ มากที่ ไ ม ใ ช บ  า นอยู  อ าศั ย นั้ น ตาม โครงสรางคาไฟฟาแลวยังมีคาใชจาย จากสวนอืน่ ๆ นอกเหนือจากคาพลังงาน ไฟฟาที่คํานวณจากหนวยไฟฟาที่ใช โดยมีคา ความตองการพลังไฟฟาเฉลีย่ ใน 15 นาทีที่สูงสุด (คา Demand สูงสุด) เปนตัวแปรที่สําคัญตัวหนึ่ง ซึ่ ง มี ห ลั ก ก า ร ที่ สํ า คั ญ อ ยู  ว  า คาความตองการพลังไฟฟาเฉลี่ยใน 15 นาที (คา Demand) หาไดจาก การเฉลี่ยคากําลังไฟฟาในหนวย kW ทุก ๆ 15 นาที ในรอบการใชไฟฟา หนึง่ ๆ หาก Demand คาใดมีคา สูงสุด ก็จะเรียกวาเปนคา Demand สูงสุด ของรอบการใชไฟนั้น พิจารณารูปที่ 1 แสดงตั ว อย า งกราฟพฤติ ก รรม การใชไฟฟาในรอบวัน (Daily Load Curve) ที่แสดงใหเห็นการใชกําลัง ไฟฟาจริงตอเนื่องตลอดทั้งวัน โดยมี ปริมาณพลังงานไฟฟาทีใ่ ชเทากับพืน้ ที่ ใตกราฟทั้งหมด (จากนิยาม kWh = kW x h) แตสําหรับคา Demand จะไดมาจากการหาคาเฉลีย่ ของกราฟ ทุก ๆ 15 นาที (1 ชั่วโมง มี Demand 4 คา ตลอดทั้งเดือนจึงมี Demand

หลายคา) ซึ่งหมายความวา ถามีการเปดอุปกรณขนาดใหญแลวทําใหเกิด การกระชากของกระแสไฟฟามาก ก็ยงั มิอาจสรุปไดในทันทีวา จะทําให Demand มีคา สูง เพราะการคิดคา Demand ไดมาจากการเฉลีย่ คา kW ตลอดชวง 15 นาที ในชวงเวลานัน้ ๆ ไมใชคา kW ทีม่ คี า สูงเพียงชัว่ ขณะ ซึง่ Demand จะนอยหรือ มากนัน้ ขึน้ อยูก บั พฤติกรรมของ Load แตละประเภทเปนสําคัญ สามารถพิสจู นได ดวยการตรวจวัด ทั้งนี้ คา Demand สูงสุดอาจเกิดขึ้นในชวงเวลาอื่น ๆ ก็ได การตรวจวัดและบันทึกคาอยางตอเนื่องจะทําใหทราบขอมูลจริงโดยละเอียด ปจจุบันระบบการตรวจเฝาขอมูลในลักษณะนี้มีราคาถูกลงจากในอดีตมาก

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 1 ตัวอยาง Daily Load Curve

โดยปกติ เครือ่ งวัดของการไฟฟาจะทําการวัด Demand ของตัวแปร 2 ตัว คือ kW และ kVAR โดยอาศัยการหาคาเฉลี่ยทุก 15 นาทีเหมือนกัน และ นําเอาคาที่สูงที่สุดมาคิดคาไฟฟา (รายละเอียดคาไฟฟาของ กฟน. สามารถ สืบคนไดที่ www.mea.or.th โดยมีอัตราคาไฟฟาเทากับ กฟภ. อาจตางกัน เพียงระดับแรงดันไฟฟาทีใ่ ชสง จําหนาย) พิจารณาตารางที่ 1 เปนอัตราสําหรับ ผูใชประเภท 3.1 ประเภทอัตราปกติ โครงสรางคาไฟนี้ไมขึ้นกับชวงเวลา ของการใชไฟฟา กลาวคือ กลางวัน กลางคืน คาไฟฟาเทากัน และการคิดคา Demand ก็ไมสนใจวาเปนวันทํางานหรือวันหยุด สนใจแตคา Demand สูงสุด เทานั้น จากใตตารางที่ 1 นี้จะพบวา ยังมีเกณฑการคิดคาเพาเวอรแฟคเตอร อีกคาหนึ่งดวย โดยพิจารณาจากคา Demand สูงสุดในหนวย kVAR วามีคา มากกวา 61.97% ของคา Demand สูงสุดในหนวย kW หรือไม (ปกติแลว หากพูดถึงคา Demand มักจะหมายถึง Demand ในหนวย kW)

ตารางที่ 1 อัตราคาไฟฟาสําหรับกิจการขนาดกลาง (อัตราปกติ) 3.1 อัตราปกติ อัตรารายเดือน

3.1.1 แรงดัน 69 กิโลโวลตขึ้นไป 3.1.2 แรงดัน 12-24 กิโลโวลต 3.1.3 แรงดันตํ่ากวา 12 กิโลโวลต

คาความตองการพลังไฟฟา (บาท/กิโลวัตต) 175.70 196.26 221.50

คาพลังงานไฟฟา (บาท/หนวย) 2.7441 2.7815 2.8095

คาบริการ (บาท/เดือน) 312.24 312.24 312.24 กันยายน - ตุลาคม 2554

73


ความตองการพลังไฟฟา : ความตองการพลังไฟฟาแตละเดือน คือ ความตองการพลังไฟฟาเปนกิโลวัตต เฉลีย่ ใน 15 นาทีที่สูงสุดในชวงเวลา On Peak ในรอบเดือน เศษของกิโลวัตตถาไมถึง 0.5 กิโลวัตตตัดทิ้ง ตั้งแต 0.5 กิโลวัตต ขึ้นไปคิดเปน 1 กิโลวัตต คาไฟฟาตํา่ สุด : คาไฟฟาตํา่ สุดในแตละเดือนตองไมตาํ่ กวารอยละ 70 ของคาความตองการพลังไฟฟา (Demand Charge) ที่สูงสุดในรอบ 12 เดือนที่ผานมา

คาเพาเวอรแฟคเตอร สําหรับผูใ ชไฟฟาทีม่ เี พาเวอรแฟคเตอร (Lagging) ถาในรอบเดือนใดผูใ ชไฟฟามีความตองการพลังไฟฟารีแอคตีฟ เฉลี่ยใน 15 นาทีที่สูงสุด เมื่อคิดเปนกิโลวาร เกินกวารอยละ 61.97 ของความตองการพลังไฟฟาแอคตีฟเฉลี่ยใน 15 นาทีทสี่ งู สุดเมือ่ คิดเปนกิโลวัตตแลว เฉพาะสวนทีเ่ กินจะตองเสียคาเพาเวอรแฟคเตอรในอัตรากิโลวารละ 56.07 บาท สําหรับการเรียกเก็บเงินคาไฟฟาในรอบเดือนนั้น เศษของกิโลวารถาไมถึง 0.5 กิโลวาร ใหตัดทิ้ง ตั้งแต 0.5 กิโลวาร ขึ้นไปคิดเปน 1 กิโลวาร

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 2 ตัวอยางใบแจงคาไฟฟา ประเภท 3.1.2 ของ กฟน.

พิจารณาตัวอยางใบแจงคาไฟฟา ประเภท 3.1.2 ในรูปที่ 2 มีสาระทีส่ าํ คัญ

ไดแก

• ใชพลังงาน 194,000 หนวย และคาไฟฟา 2.7815 บาทตอหนวย

คาไฟฟาเทากับ 539,611 บาท • Demand สูงสุด 330 kW และคา Demand 196.26 บาทตอ kW คา Demand เทากับ 64,765.80 บาท • 61.97% ของ 330 kW = 204.501 แต Demand สูงสุดในหนวย kVAR = 170 ไมเสียคาเพาเวอรแฟคเตอร • Ft = -6 สตางคตอ หนวย (-0.0600 บา���ตอหนวย) Ft = 194,000 x -0.06 = -11,640 บาท • คาบริการรายเดือน 312.24 บาท • คาไฟฟารวม = 593,049.04 บาท VAT 7% = 41,513.4328 บาท (หรือ 41,513.43 บาท) สํ า หรั บ อุ ต สาหกรรมขนาดใหญ มั ก จะเป น ผู  ใ ช ไ ฟฟ า ประเภทที่ 4 ซึ่งสวนใหญมักจะใชโครงสรางคาไฟฟาแบบ TOU มีรายละเอียดดังตารางที่ 2

74

โดยยังคงมีเกณฑการคิดคา Demand คาไฟฟาตํ่าสุดและเพาเวอรแฟคเตอร เหมือนกับตารางที่ 1 แตมขี อ พิจารณา ทีส่ าํ คัญ คือ ชวงเวลาของการใชไฟฟา หากใชไฟฟาในชวง On Peak คาไฟฟา จะแพงกวาชวง Off Peak มาก และ ต อ งเสี ย ค า Demand ในขณะที่ Off Peak จะมี Demand สูงเทาใด ก็ไมมีผล เพราะ 0 บาท/กิโลวัตต โครงสรางคาไฟฟานี้จึงจูงใจใหหันไป ใชไฟฟาในชวง Off Peak มากกวา On Peak สถานประกอบการบางแหง เลือกที่จะโหมผลิตในชวง Off Peak มากกวา On Peak และอาจเลือก กํ า หนดวั น ทํ า งานเป น วั น อั ง คารวันเสาร แทนทีจ่ ะเปน วันจันทร-วันศุกร เพือ่ ใชประโยชนจากโครงสรางคาไฟฟา แบบนี้นั่นเอง สําหรับสถานประกอบการ ขนาดใหญมากบางแหงทีม่ กี ารใชไฟฟา เดือนละมาก ๆ อาจเลือกเปลีย่ นระดับ แรงดันเปน 69 kV หรือ 115 kV แทน 24 kV เพราะมีคาไฟฟาและคา Demand ทีถ่ กู กวา แมจะตองลงทุนกับ ระบบไฟฟาเพื่อการนี้ แตก็สามารถ คืนทุนไดในเวลาไมนานนัก


ตารางที่ 2 อัตราคาไฟฟาสําหรับกิจการขนาดใหญ (TOU Rate) 4.2 อัตราตามชวงเวลาของการใช (Time of Use Tariff : TOU Tariff) อัตรารายเดือน คาความตองการพลังไฟฟา คาพลังงานไฟฟา (บาท/กิโลวัตต) (บาท/หนวย) On Peak Off Peak On Peak Off Peak 4.2.1 แรงดัน 69 กิโลโวลตขึ้นไป 74.14 0 3.6917 2.2507 4.2.2 แรงดัน 12-24 กิโลโวลต 132.93 0 3.7731 2.2695 4.2.3 แรงดันตํ่ากวา 12 กิโลโวลต 210.00 0 3.9189 2.3027 On Peak : เวลา 09.00–22.00 น. Off Peak : เวลา 22.00-09.00 น. : เวลา 00.00-24.00 น.

คาบริการ (บาท/เดือน) 312.24 312.24 312.24

วันจันทร-วันศุกร และวันพืชมงคล วันจันทร-วันศุกร และวันพืชมงคล วันเสาร-วันอาทิตย วันหยุดราชการตามปกติและวันแรงงานแหงชาติ (ไมรวมวันหยุดชดเชยและวันพืชมงคล)

บาท

• คาบริการรายเดือน 312.24

ร า ส า ้ ฟ ไฟ • คาไฟฟารวม = 990,073.11

บาท VAT 7% = 69,305.1177 บาท (หรือ 69,305.12 บาท)

รูปที่ 3 ตัวอยางใบแจงคาไฟฟา ประเภท 4.2.2 ของ กฟน.

พิจารณาใบแจงคาไฟฟาในรูปที่ 3 มีสาระที่สําคัญ ไดแก • On Peak ใชพลังงาน 138,000 หนวย และคาไฟฟา 3.7731 บาท ตอหนวย คาไฟฟาเทากับ 520,687.80 บาท • Off Peak ใชพลังงาน 177,000 หนวย และคาไฟฟา 2.2695 บาท ตอหนวย คาไฟฟาเทากับ 401,701.50 บาท • หนวยใชไฟรวม = 315,000 หนวย คาไฟฟารวม = 922,389.30 บาท • On Peak มี Demand สูงสุด 649 kW และคา Demand 132.93 บาทตอ kW คา Demand เทากับ 86,271.57 บาท • Off Peak มี Demand สูงสุด 629 kW แตไมเสียคา Demand คา Demand รวมเทากับ 86,271.57 บาท • ใบแจงคาไฟฟานี้มี Demand สูงสุดในหนวย kW คือ 649 kW (ไมเจาะจงวาจะตองเปนชวง On Peak) • 61.97% ของ 649 kW = 402.1853 แต Demand สูงสุดในหนวย kVAR = 351 ไมเสียคาเพาเวอรแฟคเตอร • Ft = -6 สตางคตอ หนวย (-0.0600 บาทตอหนวย) Ft = 315,000 x - 0.06 = -18,900 บาท

จากตัวอยางการคํานวณคาไฟฟา นี้ มีขอควรพิจารณาอยูประเด็นหนึ่ง คือ อัตราคาไฟฟาที่ประกาศใหมนี้มี คาเพาเวอรแฟคเตอรที่แพงกวาอัตรา คาไฟฟาเดิมถึง 4 เทา หากโรงงานใด ทีไ่ มไดแกปญ  หาเรือ่ งนีอ้ าจจะตองเสีย คาใชจา ยเปนจํานวนมาก ขณะเดียวกัน สํ า หรั บ โรงงานที่ มี ป  ญ หาเกี่ ย วกั บ การลงทุนเพื่อแกปญหาฮารโมนิกใน ระบบไฟฟาก็อาจมีแรงจูงใจมากขึ้น เพราะคาเพาเวอรแฟคเตอรที่แพงขึ้น ถึง 4 เทา หากนํามาคํานวณดู ระยะเวลา คื น ทุ น ก็ น  า จะสั้ น ลงมากพอสมควร เมื่ อ ท า นผู  อ  า นสามารถคํ า นวณ คาไฟฟาจากใบแจงคาไฟฟาเปนแลว การพิ จ ารณาลดค า ใช จ  า ยด ว ย การอนุรักษพลังงาน (ลดหนวยไฟฟา ที่ ใ ช ) ร ว มกั บ การบริ ห ารจั ด การ การใชไฟฟา (ลด Demand และ เลื อ กช ว งเวลาที่ ค  า ไฟฟ า ถู ก กว า ) ก็จะชวยใหการวางแผนลดคาใชจาย ให กั บ สถานประกอบการ มี ห ลั ก ในการพิจารณาที่ถูกตอง สวัสดี กันยายน - ตุลาคม 2554

75


Technology & Innovation เทคโนโลยีและนวัตกรรม ดร.ประดิษฐ เฟองฟู กองวิจัย ฝายวิจัยและพัฒนาระบบไฟฟา การไฟฟาสวนภูมิภาค

รถยนตพลังงานไฟฟา… อนาคตที่ควรรอ !

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

ในตอนแรกผู  เ ขี ย นตั้ ง ใจจะเขี ย นบทความด า นผลกระทบของ Electric Vehicle (EV) หรือที่เรียกวารถยนตพลังงานไฟฟาที่มีตอ ระบบจําหนายไฟฟาของการไฟฟา แตเมื่อพิจารณาแลวเห็นวาเพื่อให ทุกทานทราบถึงความเคลือ่ นไหวของรถยนตพลังงานไฟฟาวา ในปจจุบนั มีการวางเปาหมายการจําหนายรถยนตพลังงานไฟฟาในเชิงพาณิชยของ ผูผ ลิตรถยนตชนั้ นําอยางไรกันบาง โดยผูเ ขียนจะสรุปขาวเกีย่ วกับรถยนต พลังงานไฟฟาทีไ่ ดมกี ารเผยแพรตามสือ่ ตาง ๆ 4 บริษทั จากนัน้ จะไดแสดง แนวโนมตลาดรถยนตพลังงานไฟฟาของประเทศตาง ๆ วามีการกําหนด เปาหมายการใชรถยนตพลังงานไฟฟาในอนาคตกันอยางไร และมาตรการ สนับสนุนจากภาครัฐในกลุมประเทศยุโรปมีอะไรบาง

1. สรุปขาวเกีย่ วกับรถยนตพลังงานไฟฟาทีไ่ ดมกี ารเผยแพร ตามสื่อตาง ๆ

(1) MITSUBISHI MiEV ขาวจากประชาชาติธุรกิจ วันที่ 13 ก.ค. 2554, “มิตซูบิชิ” สง “ไอมีฟ” 2 รุน ตอยอดรถยนตไฟฟา” (http://www.prachachat.net/news_detail.php ?newsid=1310532525&grpid=no&catid=08) มิตซูบิชิ ไอมีฟ ถือเปนรถยนตพลังงานไฟฟาที่มิตซูบิชิพัฒนามากวา 40 ป ที่เกิดจากความรวมมือของมิตซูบิชิที่ทํางานรวมกับภาครัฐและเอกชน ในประเทศญี่ปุนและตางประเทศ โดยเริ่มเปดตัวและจําหนายใหแกหนวยงาน ภาครัฐเปนครั้งแรกตั้งแตป 2548 และเริ่มจําหนายให ประชาชนทั่วไปไดใชในปถัดมา ลาสุด บริษัท มิตซูบิชิ มอเตอร ประเทศญีป่ นุ (MMC) ยืนยันแผนการเปดตัว รถยนตไฟฟา ไอ-มีฟ (i-MiEV) 2 รุน เพื่อจําหนาย

76

ภายในปนี้ ในชื่อรุน “M” และ “G” ที่จะเริ่มวางจําหนายในโชวรูมรถยนต มิ ต ซู บิ ชิ ใ นประเทศญี่ ปุ  น ภายใน กรกฎาคมนี้ โดยในรุน M นัน้ สามารถ วิ่งไดระยะทางถึง 160 กิโลเมตรตอ การชาร จ ไฟหนึ่ ง ครั้ ง โดยใช เ วลา การชารจไฟเต็มประมาณ 4.5 ชัว่ โมง หรื อ การชาร จ ด ว นเพี ย ง 15 นาที ก็ ส ามารถเพิ่ ม พลั ง งานไฟฟ า ได ถึ ง 80% มี ร าคาจํ า หน า ยประมาณ 648,000 บาท สวนรุน G นัน้ สามารถ วิ่ ง ได ร ะยะทางถึ ง 180 กิ โ ลเมตร ตอการชารจไฟหนึ่งครั้งประมาณ 7 ชั่วโมง หรือการชารจดวนใชเวลา 30 นาที เพิ่มพลังงานไฟฟาไดถึง 80% มีราคาจําหนายประมาณ 1,368,000 บาท โดยบริษัทตั้งเปายอดขายจนถึง เดือนมีนาคม ป 2555 ที่จํานวน 6,000 คัน และมียอดการสงออก ประมาณ 10,000 คันตอป สวน


ในประเทศไทยนั้นก็มีการนํามาแสดง ในงานมอเตอรโชวทผี่ า นมา แตยงั ไมมี กําหนดการในการนําเขามาทําตลาด แตอยางใด อนึ่งทานสามารถศึกษา รายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติมไดที่ http://www.mitsubishi-motors.com/ special/ev/whatis/index.html

สามารถสงกําลังออกมาไดถึง 80 กิโลวัตต แรงบิดสูงสุดที่ 280 นิวตัน-เมตร ทํากําลังความเร็วสูงสุด 145 กิโลเมตร/ชั่วโมง การชารจไฟของ Nissan Leaf นั้นจะมีที่ชารจไฟติดตั้งอยูที่ฝากระโปรงดานหนา การชารจปกติในแตละครั้ง ใหประจุไฟฟาเต็มนั้นใชเวลา 8 ชั่วโมง ขนาดไฟที่ 200 โวลต สวนในกรณี ที่ตองการเพิ่มไฟเพื่อใชในเวลาเรงดวน (Quick Charge) สามารถชารจไดถึง 80% ในเวลาเพียง 30 นาที มีราคาจําหนายในประเทศสหรัฐอเมริกาประมาณ 1 ลานบาท โดยทานสามารถศึกษารายละเอียดทางเทคนิคเพิม่ เติมไดที่ http:// www.nissanusa.com/leaf-electric-car/index#/leaf-electric-car/index

(2) NISSAN LEAF (3) Chevrolet Volt ขาวจากผูจัดการออนไลน วันที่ 12 ส.ค. 2554, “โวลต” โดนใจรัฐนิวยอรกฯ สั่งซื้อ 50 คัน หวั ง ลดมล���ิ ษ ” http://www.manager.co.th/Motoring/ViewNews. aspx?NewsID=9540000098569 นายกเทศมนตรีนครนิวยอรก ไดประกาศการจัดซื้อรถยนตเชฟโรเลต โวลต จํานวน 50 คัน เพื่อสนับสนุนการลดมลภาวะทางอากาศ ลดการปลอย กาซคารบอนและลดการใชนํ้ามัน เชฟโรเลต โวลต จะถือเปนรถยนต พลังงานไฟฟารุนแรกที่กรมตํารวจแหงมหานครนิวยอรกนํามาใช ซึ่งทําให ปจจุบันนิวยอรกซิตี้มีรถยนตพลังงานไฟฟาที่ใชในราชการทั้งสิ้นถึง 430 คัน การสั่งซื้อรถในครั้งนี้ถือเปนการสั่งซื้อรถยนตพลังงานไฟฟาครั้งลาสุด และ ถือเปนการสั่งซื้อรถยนตพลังงานไฟฟาล็อตใหญที่สุดที่เคยมีมาของเมืองนี้ ยิ่ ง ไปกว า นั้ น ยั ง เป น การสั่ ง ซื้ อ ยานยนต ที่ เ ป น มิ ต รกั บ สิ่ ง แวดล อ มเพื่ อ ใช สวนของเทศบาล ล็อตใหญที่สุดในสหรัฐฯ อีกดวย ทั้งนี้เพื่อเปนตัวอยาง ใหคนอื่น ๆ ไดเห็น การทําใหสาธารณชนรับทราบขอเท็จจริงที่ถูกตอง ใหชาวนิวยอรกมีทางเลือกในการอุปโภคบริโภคสิ่งที่เปนมิตรกับสิ่งแวดลอม ประชาชนจะไดหันมาใหความสนใจในการใชรถยนตพลังงานไฟฟามากขึ้น หากประชาชนตั ด สิ น ใจที่ จ ะเลื อ กซื้ อ รถยนต พ ลั ง งานไฟฟ า ภาครั ฐ ก็ จ ะ ตระเตรียมโครงสรางพื้นฐานที่สามารถรองรับได ทั้งนี้ โวลต เปนรถยนต ไฮบริดกลาวคือ สามารถใชพลังงานไฟฟาจากแบตเตอรี่ ลิเทียม-ไอออน กําลัง 16 กิโลวัตตชั่วโมง วิ่งไดเปนระยะทางประมาณ 56 กิโลเมตร และ เมื่อไรก็ตามที่พลังงานไฟฟาจากแบตเตอรี่หมดลง เครื่องกําเนิดไฟฟาที่ใช เชื้อเพลิงจากนํ้ามันจะสงกระแสไฟไปยังระบบขับเคลื่อนของโวลตและทําให โวลต ส ามารถใช ง านได เ ป น ระยะทาง มากขึน้ อีก 553 กิโลเมตร มีราคาจําหนาย ในประเทศสหรั ฐ อเมริ ก าประมาณ 1.2 ลานบาท โดยทานสามารถศึกษา รายละเอี ย ดทางเทคนิ ค เพิ่ ม เติ ม ได ที่ http://www.chevrolet.com/volt/

ร า ส า ้ ฟ ไฟ ขาวจากประชาชาติธุรกิจ วันที่ 12 พ.ค. 2554, “อีตั้นเล็งเข็น นิสสัน “ลีฟ” ทําตลาดใชพลังงานไฟฟา 100% ไรมลพิษ” http://www.prachachat. net/news_detail.php?newsid=130 5187703&grpid=02&catid=no บริษัท อีตั้น อิมปอรท จํากัด ผู  นํ า เข า และจํ า หน า ยรถยนต อิ ส ระ เป ด เผยว า ในอนาคตทางบริ ษั ท อาจจะนําเขารถยนตพลังงานไฟฟา เขามาจําหนาย ซึ่งจะตองมีการศึกษา ความเปนไปไดอยางละเอียด สําหรับ Nissan Leaf มีการเปดตัวทีญ ่ ปี่ นุ และ สหรัฐอเมริกา รวมถึงอีกหลายประเทศ ในทวีปยุโรป และประเทศไทยเปดตัว เปนทางการไปแลวเมื่อเร็ว ๆ นี้ โดย บริษทั นิสสัน มอเตอร (ประเทศไทย) จํ า กั ด สํ า หรั บ Nissan Leaf ใช แบตเตอรี่ ลิเทียม อิออนชนิดบาง ซึ่ ง มี คุ ณ สมบัติคื อ เล็ก กะทั ด รั ด และ นํ้ า หนั ก เบา มี ค วามจุ อ ยู  ที่ 24 กิโลวัตตชั่วโมง ใหพลังงานมากกวา 90 กิโลวัตต/ชัว่ โมง ชารจไฟฟาไดเต็ม แต ล ะครั้ ง จะสามารถเดิ น ทางได ถึ ง 160-200 กิโลเมตร พลังขับเคลื่อน มาจากมอเตอร ไ ฟฟ า แบบ AC3

กันยายน - ตุลาคม 2554

77


(4) Toyota RAV4 EV ขาวจากผูจัดการออนไลน วันที่ 15 ส.ค. 2554, “โตโยตาพรอมลุย RAV4 EV ในแคนาดา” http://www.manager.co.th/Motoring/ViewNews. aspx?NewsID=9540000098885 โตโยตายืนยันจะขึ้นไลนผลิตรถยนตพลังงานไฟฟาอยาง RAV4 EV รุนที่ 2 ที่เกิดจากความรวมมือกับทางเทสลา มอเตอร ที่โรงงาน Woodstock ที่เมืองออนตาริโอ แคนาดา แตยังไมเปดเผยเปาหมายทั้งในแงยอดขายและยอดผลิตออกมาในตอนนี้ ขณะที่ตัวรถ พรอมทําตลาดภายในปหนา อยางไรก็ตาม RAV4 EV พลังไฟฟาจะเริ่มวางจําหนายในตลาดสหรัฐอเมริกาชวงป 2012 ในตอนนี้มีการเปดเผยวา โตโยตาไดลงทุนไปกับโปรเจกตการพัฒนาระบบไฟฟาสําหรับใชในรถยนตรวมแลวมากกวา 100 ลานเหรียญสหรัฐ หรือ 3,000 ลานบาท เพื่อใหทางเทสลานําไปใชในการผลิตขุมพลังสําหรับใชในการขับเคลื่อน โดยแบตเตอรี่ที่ใช คือ lithium metal-oxide battery มอเตอรไฟฟา คาดวานาจะวิ่งไดในระยะประมาณ 190 กม. ซึ่งขณะนี้ยังไมทราบขอมูลรายละเอียดทางเทคนิค หากสนใจสามารถหาขอมูลเพิ่มเติมไดที่ http://www.toyota.com/ concept-vehicles/rav4ev.html ขอมูลจาก Website ที่แนะนําขางตนและจากแหลงตาง ๆ สามารถเปรียบเทียบรายละเอียดทางเทคนิคและ ราคาของรถยนตพลังงานไฟฟาที่มีผลิตจําหนายในทองตลาดปจจุบันไดดังตารางที่ 1

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

ตารางที่ 1 การเปรียบเทียบรายละเอียดทางเทคนิคและราคาของรถยนตพลังงานไฟฟาของ MiEV, Leaf และ Volt รายละเอียด

ระยะทาง (ไฟฟา)

Mitsubishi MiEV

160 กม.

Nissan Leaf

Chevy Volt

160 กม.

56 กม.

ระยะเวลาการชารจ 22.5 ชม. – 110 โวลต (จากเริ่มชารจจนเต็ม) 6 ชม. – 240 โวลต

20 ชม. – 110 โวลต 7 ชม. – 240 โวลต

10 ชม. – 110 โวลต 4 ชม. – 240 โวลต

กําลัง

49 กิโลวัตต (66 แรงมา)

80 กิโลวัตต (110 แรงมา)

111 กิโลวัตต (150 แรงมา)

ความเร็วสูงสุด

130 กม./ชม.

145 กม./ชม.

160 กม./ชม.

ขนาดแบตเตอรี่

16 กิโลวัตตชั่วโมง

24 กิโลวัตตชั่วโมง

16 กิโลวัตตชั่วโมง

รับประกันแบตเตอรี่

8 ป/160,000 กม.

8 ป/160,000 กม.

8 ป/160,000 กม.

ราคา

$32,998 ราคาในประเทศแคนาดา

$32,780 ($25,280 after tax credit)

$41,000 ($33,000 after tax credit)

ดวยพื้นที่จํากัดผูเขียนจึงใหขอมูลเฉพาะบริษัทผูผลิตที่มีขาวผานทาง สื่อของเมืองไทย แตยังมีอีกหลายบริษัทที่กําลังพัฒนารถยนตพลังงานไฟฟา หลายรุนเพื่อการจําหนายในเชิงพาณิชย เชน Tesla Roadster, BMW Mini E, Volvo C30 สําหรับประเทศจีนเองก็มีการพัฒนารถยนตพลังงานไฟฟาไปมาก แลวเชนกัน และยังมีอีกหลายบริษัทจากหลายประเทศกําลังพัฒนาและทยอย เปดตัวกันมากยิ่งขึ้นในอนาคต

เพื่อใหสามารถขับขี่ไดระยะทางไกล ขึน้ โดยไมตอ งชารจไฟบอยครัง้ เหมาะ สํ า หรั บ การขั บ เคลื่ อ นในระยะไกล และแบบที่ใชพลังงานไฟฟา 100% (Electric Vehicle, EV) แตระยะทาง ทีว่ งิ่ ไดกอ็ าจจะไมมากนักโดยสวนมาก ยั ง ไม ถึ ง 200 กม. ต อ การชาร จ 2. แนวโนมตลาดในอนาคตของประเทศตาง ๆ หนึ่งครั้ง ทั้งนี้เพราะขนาดแบตเตอรี่ จากขอมูลที่กลาวขางตนจะเห็นไดวามีหลายบริษัทตางมุงมั่นพัฒนา ที่ อ าจจะมี ข นาดไม ใ หญ ม ากนั ก รถยนตพลังงานไฟฟาพาณิชย ซึ่งมีหลายรุนหลายบริษัทไดมีการผลิตเพื่อ เหมาะสําหรับการขับเคลือ่ นระยะทาง จําหนายบางแลว โดยมีทั้งแบบที่เปนแบบไฮบริด (Plug-in Hybrid Vehicle, สั้นหรือในเมือง เปนตน PHEV) โดยใชพลังงานผสมระหวางการใชเชือ้ เพลิงแบบเดิมและพลังงานไฟฟา

78


ป ญ หาอุ ป สรรคการพั ฒ นา รถยนต พ ลัง งานไฟฟา ที่สํ า คัญ คือ การพั ฒ นาแบตเตอรี่ ใ ห ส ามารถ เ ก็ บ พ ลั ง ง า น ไ ด  สู ง ข น า ด เ ล็ ก นํ้ า หนั ก เบา อายุ ก ารใช ง านนาน มีความปลอดภัย และราคาไมแพง จะทําใหการพัฒนาอุตสาหกรรมรถยนต พลังงานไฟฟากาวหนามากกวานี้เปน อยางมาก ซึ่งเราคงจะเห็นรถยนต พลั ง งานไฟฟ า วิ่ ง บนท อ งถนนแทน รถยนต ที่ เ ราใช กั น อยู  ทุ ก วั น นี้ แ ล ว ก็เปนได อย า งไรก็ ดี International Energy Agency (IEA) ระบุ ว  า หากในชวงอีกไปกี่ปขางหนาสามารถ ผลิ ต แบตเตอรี่ ลิ เ ที ย มไอออนได เปนจํานวนมากแบบ Mass production จะทําใหราคาของแบตเตอรี่ชนิดนี้อยู ที่ประมาณ USD 750/kWh ดังนั้น รถ PHEVs ที่วิ่งดวยพลังงานไฟฟา อยางเดียวในระยะ 40 กม. ดวย แบตเตอรี่ขนาด 8 kWh จะตองจาย คาแบตเตอรี่ประมาณ USD 6,000 ดังนั้นการใชรถ PHEVs เปนระยะ ทาง 200,000 กม. จะทําใหสามารถ ประหยัดคานํ้ามันไดประมาณ USD 4,000 แตคา นํา้ มันทีป่ ระหยัดไดนกี้ ย็ งั ไมเพียงพอที่จะชดเชยคาแบตเตอรี่ที่ ราคาแพงมากได แตถาคาแบตเตอรี่ สํ า หรั บ PHEVs มี ร าคาลดลงได ประมาณ USD 500/kWh จึงจะทําให เกิดการแขงขันได แตการแขงขันจะ เกิดขึน้ ไดมากนอย���พียงใดก็ขนึ้ อยูก บั ค า ไฟฟ า และราคาของเชื้ อ เพลิ ง ในอนาคต รวมถึงการที่ผูบริโภคมี ความพึงพอใจที่จะจายเพิ่มขึ้น (หรือ อาจจะนอยกวา) ในการซือ้ รถ PHEVs เพื่ อ ช ว ยรั ก ษ สิ่ ง แวดล อ มและลด ปญหาโลกรอน [1] จากขอมูลนี้เราคง

เห็นภาพแลววาในอนาคตจะตองมีการพัฒนาแบตเตอรีส่ าํ หรับรถ PHEVs และ EVs เพือ่ ใหสามารถขับเคลือ่ นดวยพลังงานไฟฟาไดไกลยิง่ ขึน้ และมีราคาถูกลง ดวยตระหนักถึงภัยจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและปญหา โลกรอน หลายหนวยงานจึงเรงรณรงคลดการใชพลังงานและลดการปลอย กาซ CO2 โดย IEA ไดตั้งเปาวาภายในป 2050 ควรจะตองลดการปลอย กาซ CO2 จากการใชพลังงานทุกชนิดทัว่ โลกใหได 50% เมือ่ เทียบกับป 2005 โดย ในภาคการขนสงจะตองลดลงใหได 30% ของป 2005 นั่นหมายถึงจะตองมี ยอดการขาย EVs ปละ 50 ลานคัน และ PHEVs อีกปละ 50 ลานคัน หรือมากกวาครึ่งหนึ่งของปริมาณความตองการรถยนตนั่งสวนบุคคลแบบ Light-duty vehicle (LDV) ในขณะนั้น จึงจะบรรลุเปาหมาย [1] ดังแสดงใน ตารางที่ 2 และรูปที่ 1 เปนการพยากรณยอดการขายรถ EVs และ PHEVs ทัว่ โลกตั้งแตป 2010-2050 ซึ่งจะเห็นไดวาการใชงานรถ EVs จะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ แตการใชงานรถ PHEVs จะสูงกวา EVs ในชวงแรกและจะมีการใชงานสูงสุด ในชวงป 2040 แลวจึงคอย ๆ ลดลง

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 1 กราฟแสดงการพยากรณยอดการขายรถ EVs และ PHEVs ทั่วโลก [1] ตารางที่ 2 การพยากรณยอดการขายรถ EVs และ PHEVs ทั่วโลก ตั้งแตป 2010-2050 (ลานคันตอป) [1] 2012

2015

2020

2025

2030

2040

2050

PHEV

0.05

0.7

4.7

12.0

24.6

54.8

49.1

EV

0.03

0.5

2.5

4.4

9.3

25.1

52.2

จากตารางที่ 2 และรูปที่ 1 จะพบวาการพยากรณการขยายตัวของ ทั้งรถ EVs และ PHEVs ทั่วโลกจะเพิ่มสูงขึ้นเปนอยางมาก หลายทานก็อาจ จะสงสัยวาแลวจะเปนไปไดหรือไม ถึงจุดนี้เราคงตองมาพิจารณาถึงแผนหรือ เปาหมายของประเทศชั้นนําของโลกกันกอนวาไดตั้งเปาหมายการใชงาน รถ EVs และ PHEVs กันในแตละประเทศกันอยางไร โดยพิจารณาจากรูปที่ 2(ก) จะพบวาหากพิจารณาตามเปาหมายของแตละประเทศแลวในป 2020 จะมี ยอดขายรถ EVs และ PHEVs ประมาณ 5 ลานคัน ซึง่ จากตารางที่ 2 พยากรณ กันยายน - ตุลาคม 2554

79


(ก)

เพิม่ ขึน้ อยางไรก็ดหี ากไมมมี าตรการ และกลไกในการผลักดันใหผูบริโภค ตองการที่จะซื้อรถ EVs และ PHEVs แทนการใชรถยนตแบบเดิม ก็ไมอาจ ทําใหผบู ริโภคหันมาสนใจรถ EVs และ PHEVs ได เพราะมีราคาแพงกวาและ คาใชจายในการเปลี่ยนแบตเตอรี่สูง นัน่ เอง ดังนัน้ หลายรัฐบาลจึงตองสราง มาตรการกลไกในการจูงใจใหผบู ริโภค หันมาใชรถ EVs และ PHEVs มากขึน้ ดังแสดงในตารางที่ 3 เปนมาตรการ จู ง ใจให ผู  บ ริ โ ภคหั น มาใช ร ถ EVs และ PHEVs ในประเทศสหภาพยุโรป ซึ่งจะเห็นไดวามีทั้งการไมคิดคาภาษี การจดทะเบียนรถยนต การไมคิด ภาษีมูลคาเพิ่ม ไมเสียภาษีรถยนต ประจําป การจาย Cash Back รวมทัง้ การลดภาษีเงินได เปนตน นอกจากนีย้ งั ตองมีการจัดสราง โครงสร า งพื้ น ฐานในการรองรั บ การใช ง านรถ EVs และ PHEVs นั่ น คื อ Charging Stations หรื อ สถานีชารจไฟฟาเมื่อแบตเตอรี่หมด ซึ่งจะตองมีการกอสรางติดตั้งไวใน หลายพื้ น ที่ ค ล า ย ๆ กั บ ป  ม นํ้ า มั น นั่ น เอง ในแต ล ะประเทศจึ ง ต อ งมี การวางแผนรองรั บ ไว ด  ว ยเช น กั น เชน ที่กรุงลอนดอน ประเทศอังกฤษ ได กํ า หนดแผน Low Carbon London (LCL) สนับสนุนการใชรถยนต พลั ง งานไฟฟ า เพื่ อ ลดการปล อ ย CO2 ในภาคการขนสงใหเหลือ 14% ภายในป 2020 จึงไดตั้งเปาหมาย ไววาจะติดตั้งสถานีชารจไฟฟาใหกับ รถยนตพลังงานไฟฟาจํานวน 1,300 จุด เพื่อรองรับรถยนตพลังงานไฟฟาใน กรุงลอนดอน จํานวน 100,000 คัน ภายในป 2013 [3]

ร า ส า ้ ฟ ไฟ (ข)

รูปที่ 2 เปาหมายการจําหนายรถ EVs และ PHEVs ของแตละชาติ ระหวางป 2010-2020 [1] (ก) ยอดขายตามเปาหมายที่แตละประเทศประกาศไว (ข) ยอดขายตามเปาหมายที่ไดรวมอัตราการขายตัวจนถึงป 2020

วาจะมีประมาณ 7 ลานคัน แตหากรวมประเทศอื่น ๆ นอกจากประเทศ เหลานี้ก็มีความเปนไปไดที่อาจจะถึง 7 ลานคัน นอกจากนี้หากเราพิจารณาวา จะมีการขยายตัวของตลาดรถ EVs และ PHEVs ทัว่ โลก ตามรูป 2(ข) จะพบวา เมื่อถึงป 2020 อาจจะมียอดการขายรถ EVs และ PHEVs ทั่วโลกมากกวา 10 ลานคัน สําหรับประเทศไทยของเรากวาจะถึงป 2020 ก็อีก 9 ป จึงเปนไปไดวา นาจะมีรถ EVs และ PHEVs นําเขามาจําหนายในบานเรานาจะเกิน 100,000 คันตอป หากไดรับการสงเสริมจาก ทุกภาคสวนทั้งภาครัฐและเอกชน

3. การสนั บ สนุ น จากภาครั ฐ ใน กลุมประเทศยุโรป จากขอมูลทีก่ ลาวขางตนเราคงจะเห็นภาพ แลววาบริษัทผูผลิตรถยนตก็พรอมที่จะพัฒนา รถ EVs และ PHEVs รัฐบาลหรือหนวยงาน ต า ง ๆ ทั่ ว โลกก็ ข านรั บ และตั้ ง เป า หมายใน การผลักดันใหมีการใชงานรถ EVs และ PHEVs

80


ตารางที่ 3 มาตรการจูงใจสําหรับการใชรถ EVs และ PHEVs ในประเทศสหภาพยุโรป [2] ประเทศ นอรเวย เดนมารก สวีเดน ไอรแลนด สเปน ฝรั่งเศส อิตาลี เบลเยียม กรีซ

การสนับสนุนจากภาครัฐในกลุมประเทศยุโรป No car registration tax (approx €7,500 on a b-class car), No VAT (25% of retail price), no annual car tax (€345). No car registration tax (approx €7,500 on a b-class car), no annual car tax. €2,500 cash back. 50% reduction in registration tax, which equates to 22.5-30% of price. €6,000 cash back or 22% of retail price. €5,000 cash back or 20% of retail price. €5,000 cash back for combustion engine trade-ins. €4,000 EV income tax reduction at point of purchase. No car registration or road tax.

สํ า หรั บ ประเทศไทยของเรา ขณะนี้ ยั ง ไม มี น โยบายที่ ชั ด เจนทั้ ง ในเรือ่ งของเปาหมายการลดการปลอย กาซ CO2 และการใชรถยนตพลังงาน ไฟฟ า ในอนาคต ก็ ค งต อ งฝากให หนวยงานที่เกี่ยวของชวยกันผลักดัน ใหมีเปาหมายและนโยบายที่ชัดเจน กันตอไป จากนั้นหนวยงานอื่น ๆ ทีเ่ กีย่ วของจะไดนาํ ไปปฏิบตั แิ ละสราง โครงการและแผนงานขึน้ มารองรับได อยางเหมาะสม จะไดไมเกิดปญหา ใหตองปรับแกตามมาในภายหลัง

ของรถยนตพลังงานไฟฟาสามารถที่จะแขงขัน กับรถยนตที่เราใชงานในปจจุบันได เมื่อถึง จุดนั้นประเทศไทยของเราซึ่งเปนฐานการผลิต รถยนต ข นาดใหญ ข องบริ ษั ท ผลิ ต รถยนต หลายคาย อาจจะเปลีย่ นมาเปนการผลิตรถยนต พลังงานไฟฟาก็เปนได หากเปนเชนนั้นจริง จํานวนการใชรถยนตพลังงานไฟฟาก็จะเพิ่มสูงขึ้นมากตามเมืองใหญ ๆ สิ่งที่ เกิดขึ้นตามมาก็คือปริมาณการใชพลังงานไฟฟาของประเทศจะสูงมากขึ้น จากการชารจรถยนตพลังงานไฟฟาที่บานพักอาศัย ซึ่งหากมีจํานวนรถยนต พลังงานไฟฟาที่ชารจไฟพรอม ๆ กันจํานวนมากก็อาจสงผลกระทบตอระบบ โครงขายไฟฟาของการไฟฟาเปนอยางมาก หากไมมีการวางแผนที่จะรองรับ และแกไขปญหาไวแตเนิ่น ๆ เมื่อเวลานั้นมาถึงก็อาจจะสายเกินแกหรือ ตองเสียคาใชจายสูงมากในการแกไขก็เปนได ในโอกาสตอไปผูเขียนจะได ขยายความตอไปวาแลวผลกระทบที่อาจจะเกิดขึ้นมีอะไรบางและมีแนวทาง 4. สรุป บทความนี้ไดแนะนํารถยนต แกไขปญหากันอยางไรตอไป พลังงานไฟฟาบางรุนที่เปดตัวกันไป เอกสารอางอิง ใหเราไดทราบถึงขอกําหนดทางดาน [1] International Energy Agency (IEA), “Technology Roadmap: Electric and เทคนิ ค เบื้ อ งต น และราคา รวมถึ ง plug-in hybrid electric vehicles”, 2011. ทิศทางการขยายตัวของตลาดรถยนต [2] Mayor of London, “An Electric Vehicle Delivery Plan for London”, May 2009. พลังงานไฟฟาทั้งชนิด PHEVs และ [3] Cristiano MARANTES and et al, “LOW CARBON LONDON – A LEARNING EVs ในอนาคตว า ในช ว งอี ก ไม กี่ ป  JOURNEY”, 21st International Conference on Electricity Distribution, Frankfurt, ขางหนาแนวโนมตลาดจะไปสูการใช 6-9 June 2011, paper 1192. รถยนต พ ลั ง งานไฟฟ า แทนการใช รถยนตแบบที่เราใชกันอยูในปจจุบัน ประวัติผูเขียน ดดร.ประดิษฐ เฟองฟู โดยทางภาครัฐจะตองมีการกระตุน • ผูชวยผูอํานวยการกองวิจัย ฝายวิจัยและพัฒนาระบบ ตลาดโดยสร า งแรงจู ง ใจในการใช ไไฟฟา การไฟฟาสวนภูมภิ าค รับผิดชอบงานดานวิจยั และพัฒนา รระบบไฟฟามามากกวา 9 ป รถยนต พ ลั ง งานไฟฟ า จึ ง จะทํ า ให • กรรมการสาขาวิศวกรรมไฟฟา วสท. ผู  บ ริ โ ภคหั น ไปซื้ อ รถยนต พ ลั ง งาน • บรรณาธิการ นิตยสารไฟฟาสาร วสท. ไฟฟาเพิ่มมากขึ้น ทําใหในที่สุดราคา

ร า ส า ้ ฟ ไฟ กันยายน - ตุลาคม 2554

81


Technology & Innovation เทคโนโลยีและนวัตกรรม นายธงชัย มีนวล อีเมล : athme@hotmail.com

โครงขายไฟฟาอัจฉริยะ : แผนดําเนินงาน Smart Grids : Plan for Implementation บทความนี้ ก ล า วถึ ง เนื้ อ หา เกีย่ วกับการบริหารจัดการเพือ่ นําแผน ไปปฏิ บั ติใ หเ กิ ด ผล เกิ ด ประโยชน ขึน้ จริง โดยกลาวถึงโครงสรางทีมงาน และขั้ น ตอนการจั ด ทํ า แผนปฏิ บั ติ สํ า หรั บ ใช บ ริ ห ารจั ด การโครงการ พั ฒ นาโครงข า ยไฟฟ า อั จ ฉริ ย ะ นอกจากนั้นจะรายงานใหทานผูอาน ไดรบั ทราบความคืบหนาในการพัฒนา โครงขายไฟฟาอัจฉริยะของประเทศไทย

แผนปฏิบตั มิ รี ายละเอียดสําหรับนําไปทํางานในขัน้ ตอนทีจ่ ะดําเนินการ จริงตามขอบเขตงาน ปริมาณงาน และวงเงินงบประมาณที่กําหนด รายละเอียดทีก่ ลาวถึงตอไปในบทความนีเ้ กีย่ วกับโครงสรางการบริหาร และขั้นตอนการจัดทําแผนปฏิบัติสําหรับใชบริหารจัดการโครงการพัฒนา โครงขายไฟฟาอัจฉริยะ เนื้อหาสวนใหญเรียบเรียงจากเอกสาร [1] ซึ่งนําเสนอ เกี่ยวกับการปรับความตองการไฟฟา (Demand Response) ซึ่งจัดทําโดย บริษัทที่ปรึกษา KEMA นําเสนอสมาคมเครือขายพลังงาน (Energy Network Association, ena) แหงสหราชอาณาจักร (Great Britain) เมือ่ เดือนมีนาคม 2554

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

1. บทนํา

การพั ฒ นาโครงข า ยไฟฟ า อั จ ฉ ริ ย ะ ใ ห  สั ม ฤ ท ธิ ผ ล อ ย  า ง มี ประสิทธิภาพ มีคุณภาพ แลวเสร็จ ภายในเวลาที่ กํ า หนด และต น ทุ น ในการดําเนินงานตํ่านั้น จําเปนตองมี เอกสารแผนงานที่เหมาะสมในแตละ ขั้นตอนการดําเนินงาน ไดแก แผนที่ นําทาง แผนกลยุทธ และแผนปฏิบัติ (Implementation Plan) แผนที่นําทางและแผนกลยุทธ มีรายละเอียดสําหรับผูบริหารระดับ สู ง ใช สํ า หรั บ การตั ด สิ น ใจว า จะ ดําเนินการหรือไม ดําเนินการอะไร ดํ า เนิ น การเมื่ อ ไร และดํ า เนิ น การ ในกรอบและทิศทางใด

2. แนวคิดโครงสรางการบริหารโครงการ

โครงสรางการบริหารโครงการสามารถแบงไดเปน 2 แบบ คือ 1) โครงสรางการบริหารโครงการแบบดั้งเดิม (Traditional Project Structure) 2) โครงสรางการบริหารโครงการแบบกาวหนา (Progressive Project Structure) 2.1 โครงสรางการบริหารโครงการแบบดั้งเดิม การจัดโครงสรางการบริหารโครงการแบบดั้งเดิมที่ใชกันโดยทั่วไป นั้น เหมาะกับแผนงานที่มีเปาหมายชัดเจนและสภาพแวดลอมที่คอนขางคงที่ มีการเปลี่ยนแปลงเปาหมายและบริบทแวดลอมนอย

รูปที่ 1 การจัดโครงสรางบริหารโครงการแบบดั้งเดิม

82


ทีมบริหารดังแสดงในรูปที่ 1 มีหนาที่รับผิดชอบในการบริหารโครงการ ในแตละวัน โดยการสนับสนุนและการกํากับดูแลของคณะกรรมการโครงการ หลังจากริเริ่มโครงการตามแนวคิดที่ชัดเจนแลว และบริหารโครงการ ไประยะหนึ่งจนมีความคืบหนาพอสมควร จะมีการประเมินความคืบหนา การดําเนินงานดังกลาวเพือ่ ใหทราบสถานะในขณะนัน้ วาเปนไปตามทีต่ อ งการ หรือไม ในกรณีที่ระยะเวลาดําเนินงานโครงการหลายปอาจมีความจําเปน ตองประเมินความคืบหนาการดําเนินโครงการหลายครั้ง 2.2 โครงสรางการบริหารโครงการแบบกาวหนา การจัดโครงสรางบริหารโครงการแบบกาวหนา สําหรับโครงการภายใต บริบทแวดลอมทีเ่ ปลีย่ นแปลง ซึง่ เปนลักษณะทีเ่ กิดขึน้ กับการพัฒนาโครงขาย ไฟฟาอัจฉริยะในขณะนี้ และสําหรับโครงการที่มีการเปลี่ยนแปลงเปาหมาย

เมือ่ เปรียบเทียบรูปที่ 1 และรูปที่ 2 จะเห็นวาเสนทางจากจุดตั้งตน (ก) ไปยังจุดหมาย (ข) นัน้ ในรูปที่ 1 นัน้ มี เสนทางเดียวทีช่ ดั เจน การดําเนินงาน โครงการจึงทําแบบทีเ่ คยทํากันมา (As usual) ขณะที่เสนทางในรูปที่ 2 นั้น แสดงใหเห็นเสนทางที่แตกตางจาก รูปที่ 1 แมวา จะไมใชเสนทางทีส่ นั้ ทีส่ ดุ แตก็เปนเสนที่เปนไปไดและใชเวลา ใชทรัพยากรนอยที่สุด

3. ขั้ น ต อ น ก า ร ว า ง แ ผ น ดําเนินงาน

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 2 การจัดโครงสรางบริหารโครงการแบบกาวหนา

รูปที่ 2 แสดงใหเห็นวาการเปลีย่ นแปลงเปาหมายเพือ่ ความเหมาะสมนัน้ สามารถเกิดขึน้ ไดตงั้ แตเริม่ ตนโครงการ การปรับความเหมาะสม (Recalibration) นั้นสามารถทําไดทันทีที่ทราบเหตุปจจัย และในกรณีที่ระยะเวลาการดําเนิน โครงการนาน มีความจําเปนตองกําหนดการปรับความเหมาะสมในแตละ ชวงเวลา ทั้งนี้กอนที่จะปรับความเหมาะสมนั้นก็จะตองดําเนินการประเมิน สถานะการดําเนินงานและสภาพเงื่อนไขที่เปนจริงในขณะนั้น การบริหารโครงการในลักษณะนี้ตองใชกลยุทธ และแทคติค (Tactic) ที่เหมาะสม คณะกรรมการที่รับผิดชอบตองเปนคณะกรรมการกลยุทธทํา หนาทีเ่ พิม่ เติมจากคณะกรรมการโครงการแบบดัง้ เดิมคือสรุปบทเรียนทีเ่ กิดขึน้ (Lessons Learned) จากการดําเนินงานทีผ่ า นมา และสํารวจสภาวะ (Scanning) ที่จะเกิดขึ้นในอนาคตเพื่อแสวงหาแนวทางดําเนินการที่เหมาะสม แนวคิดที่ชัดเจนเกี่ยวกับโครงการทําใหทราบลักษณะเฉพาะพิเศษของ โครงการทีแ่ ตกตางจากโครงการทัว่ ไปแบบดัง้ เดิมทีค่ นุ เคยกัน ในกรณีนแี้ นวคิด ทีช่ ดั เจนเกีย่ วกับโครงการจึงมีบทบาทสําคัญทัง้ ผูป ฏิบตั สิ าํ หรับการดําเนินงาน และคณะกรรมการกลยุทธสําหรับการวางกลยุทธและกํากับดูแล

ก า ร ว า ง แ ผ น ดํ า เ นิ น ง า น (Implementation Planning) ตาม [1] ที่ ดี ต  อ งเข า ใจกระบวนการทํ า งาน (Detailed Implementation Process) อยางถองแท การวางแผนดําเนินงาน สามารถแบงงานออกเปน 5 กลุม ประกอบดวย 1) ออกแบบและกําหนดงาน (Start-up Activities) เปนการกําหนด กิจกรรม กําหนดผูรับผิดชอบ และ มอบหมายงาน 2) ประเมินคุณคา (Business Case) ประเมินคุณคา (Investigating the value proposition) ของกิจกรรม ที่กําหนดตามขอ 1) 3) สํารวจคุณคา (Exploration) สืบคนหาบทเรียน แนวปฏิบตั ิ ขอควรทํา เพื่ อ ทํ า ให แ นวทางดํ า เนิ น งานที่ จ ะ กํ า หนดต อ ไปมี ค วามสมบู ร ณ ม าก ยิ่งขึ้น 4) กําหนดแนวทาง (Solution) กํ า ห น ด ก ร อ บ ก า ร ดํ า เ นิ น ง า น (Framework) และเลือกเทคโนโลยี ที่เหมาะสม 5) ดําเนินการ (Implementation) ดําเนินการตามกรอบที่กําหนด และ เทคโนโลยีที่เลือก กันยายน - ตุลาคม 2554

83


(1) ที ม ผู  ที่ ส นใจขนาดใหญ (’Big Committee) โดยเชิญผูที่สนใจ จะรวมงานประชุมเพื่อกําหนดหนาที่ ความรับผิดชอบ (2) ทีมกลุม ผูท สี่ นใจ (Nested Structure) คล า ยกั บ ที ม ผู  ที่ ส นใจ ขนาดใหญ แตจดั ทีมยอยหลาย ๆ ทีม ประกอบกันขึ้นเปนทีมใหญ (3) ที ม พั น ธมิ ต ร (Partner รูปที่ 3 การวางแผนดําเนินงาน 5 ขั้นตอน Model) จั ด ที ม ขึ้ น ร ว มดํ า เนิ น การ เพื่ อ เพิ่ ม ความน า เชื่ อ ถื อ และให รายละเอียดของกลุมงานในแตละขั้นตอนแสดงในหัวขอตอ ๆ ไป คุณภาพการทํางานดีขนึ้ อีกทัง้ ชวยให การดํ า เนิ น งานเกิ ด ประโยชน อ ย า ง 4. ขั้นตอนออกแบบและกําหนดงาน งานในขั้นตอนแรกเปนการตั้งหนวยงานสําหรับดําเนินงาน กิจกรรมที่ ทั่วถึงแกผูมีสวนไดสวนเสีย (4) ทีมสมาคม ทีมประกอบ สําคัญประกอบดวย ด ว ยสมาชิ ก ที่ จ  า ยเงิ น บํ า รุ ง สมาคม 1) กําหนดผูรับผิดชอบโครงการ การชําระเงินบํารุงสมาคมของสมาชิก 2) แตงตั้งทีมบริหารกลยุทธ เหลานัน้ เพือ่ ใหไดสทิ ธิในการดําเนินการ 3) แตงตั้งทีมบริหารและดําเนินงาน ตามที่สมาคมกําหนด (Pay to Play) 4) กําหนดโครงสรางการบริการ และวิธีการทํางาน รูปที่ 4 แสดงการจัดทีมงานใน 5) กําหนดกลไกทํางานกับผูมีสวนไดสวนเสีย รูปแบบทั้ง 4 แบบ ดังที่ไดกลาวมา 6) กําหนดวิธีการสื่อสาร ขางตน 7) แตงตั้งทีมสนับสนุนทรัพยากร

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

8) ตั้งสํานักงานโครงการ 5. ขั้นตอนประเมินคุณคา 9) จัดทําเอกสารขอบเขตงานสําหรับทีมบริหารกลยุทธ เป น การจั ด ทํ า แผนบริ ห าร 10) จัดทําเอกสารขอบเขตงานและผลลัพธสาํ หรับทีมบริหารและดําเนินงาน การกําหนดสมาชิกของทีมงาน และผูม สี ว นไดสว นเสียทีจ่ ะรวมดําเนินงาน ทรัพยากรทีจ่ าํ เปนสําหรับการดําเนินงาน รวมทัง้ เงินทุน บุคลากร และบริการ สามารถกําหนดไดหลายวิธี เชน การดําเนินงานพัฒนาโครงขาย ไฟฟาอัจฉริยะ โดยเฉพาะอยางยิ่ง สวนที่เปนสาธารณูปโภคพื้นฐานของ ประเทศ ควรเป น การลงทุ น ของ สาธารณะ และอาจจะเปนการลงทุน ของภาคเอกชนที่ไดรับประโยชนจาก การพัฒนาโครงขายไฟฟาอัจฉริยะ ก า ร ป ร ะ เ มิ น คุ ณ ค  า ข อ ง กิจกรรมที่ไดกําหนดและออกแบบไว เปนการวิเคราะหทั้งตนทุนคาใชจาย ในการดําเนินการและผลประโยชน ที่คาดวาจะไดรับ รูปที่ 4 ทีมงาน 4 รูปแบบ

84


6. ขั้นตอนสํารวจคุณคา งานในขั้นตอนนี้ประกอบดวย งานยอย 3 งานคือ 1) สื บ ค น ค น หาความรู  ประสบการณ และบทเรี ย นจาก การดําเนินงานพัฒนาโครงขายไฟฟา อั จ ฉริ ย ะของหน ว ยงานต า ง ๆ ทั้ง ระดับชาติและนานาชาติ เนื่องจาก การพั ฒ นาโครงข า ยไฟฟ า อั จ ฉริ ย ะ จะต อ งใช อ งค ค วามรู  เทคโนโลยี และผลิตภัณฑที่ทันสมัย 2) ประเมินและวิจยั การยอมรับ ของสั ง คม รวมทั้ ง การตอบสนอง และพฤติกรรมของผูใชไฟฟา และ ประชาชนทั่ ว ไปต อ การดํ า เนิ น งาน พัฒนาโครงขายไฟฟาอัจฉริยะ เพื่อ ลดหรื อ เลี่ ย งความเสี่ ย งที่ จ ะเกิ ด การไม ย อมรั บ ของสั ง คม หรื อ การปรับเปลี่ยนพฤติกรรมการผลิต และใชพลังงานที่ไมพึงประสงค 3) ป ร ะ เ มิ น ส ภ า พ ที่ จ ะ เกิ ด ขึ้ น ในกรณี ที่ มี ผู  รั บ ผิ ด ชอบใน การดําเนินงานพัฒนาโครงขายไฟฟา อัจฉริยะสวนใดสวนหนึง่ หรือทัง้ หมด เพี ย งรายเดี ย ว หรื อ กรณี ที่ อ งค ก ร ตั ด สิ น ใจที่ จ ะพั ฒ นาระบบงานใด งานหนึง่ เพียงองคกรเดียว อาจจะเกิด ความเสีย่ งเนือ่ งจากความตองการระบบ หรืออุปกรณที่เปนสวนประกอบของ ระบบนั้นมีปริมาณนอย เปนผลทําให มีราคาแพง ทําใหตน ทุนในการพัฒนา สูงมาก

เพื่อใหทราบศักยภาพที่ดีสุดของเทคโนโลยี รวมทั้งโอกาสที่จะประยุกตใช เทคโนโลยี ผลการประเมินศักยภาพเทคโนโลยีอาจจะไดจากโครงการนํารอง โครงการสาธิตในพืน้ ทีข่ นาดเล็ก หรือการวิเคราะห ศึกษาโครงการทีด่ าํ เนินงาน ในตางประเทศ 2) การเลือกระบบสื่อสาร นอกจากการประเมินขีดความสามารถ ของระบบสื่อสารแลว ยังเปนการประเมินศักยภาพโดยรวมของระบบใหญ ซึง่ ประกอบดวยเทคโนโลยีหลากหลายชนิด โดยการประเมินศักยภาพของระบบ ทีเ่ กิดจากการทํางานรวมกันของเทคโนโลยีตา ง ๆ รวมทัง้ การขยายระบบออกไป ใหครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญในอนาคต 3) กําหนดกรอบการทํางานเชิงเทคนิค (Technical Framework) และ กรอบการทํางานเชิงการคา (Commercial Framework) เพือ่ ใหบรรลุเปาหมาย ตามฟงกชันที่ตองการ (Functional Requirement) โดยมีตัวอยางเนื้อหา กรอบการทํางานดังกลาว ดังตอไปนี้

ร า ส า ้ ฟ ไฟ มพันธของผูรับผิดชอบกับผูใชไฟฟา • -ความสั บานเรือนที่อยูอาศัย

• • • • •

- ผูประกอบการขนาดกลางและขนาดเล็ก - ผูประกอบการขนาดใหญและอุตสาหกรรม กรอบการตัดสินใจ - กฎ กติกา และการบริหารในปจจุบัน - การจัดลําดับความสําคัญ และจัดความเหมาะสม ความสมดุล - การควบคุมกํากับดูแล - การจัดกลุมการตลาด การบริการ - การจัดกลุมงานเพื่อสรางกําไร บทบาทของผูที่เกี่ยวของตอ - ความตองการใหม - โอกาสใหม อุปกรณและเครื่องใชไฟฟา - การเชื่อมตอที่มีมาตรฐาน - การรับรูสภาวะการทํางานโดยอัตโนมัติ - การทํางานตามมาตรฐาน - ตอบสนองตอการใชงานเสมอ ขอมูล - ผังการรับ-สง แลกเปลี่ยนขอมูล - การจัดการ - ผูรับผิดชอบ - คําจํากัดความ - ความปลอดภัย - ตนทุน แหลงขอมูล/การควบคุมขอมูล - ขอกําหนดทางเทคนิค และมาตรฐาน - การสื่อสาร

รูปที่ 5 ตัวอยางกรอบการทํางาน

7. ขั้นตอนกําหนดแนวทาง

8. ขั้นตอนดําเนินการ

การกํ า หนดแนวทางสํ า หรั บ การพั ฒ นาโครงข า ยไฟฟ า อั จ ฉริ ย ะ ประกอบดวยงานยอยดังนี้ 1) ก า ร เ ลื อ ก เ ท ค โ น โ ล ยี เริ่ ม จากการประเมิ น ศั ก ยภาพของ เทคโนโลยีทั้งดานเทคนิคและการเงิน

ในการดําเนินงานจริงจําเปนตองมีแผนทางเลือก เพือ่ เลือกใชใหเหมาะสม กับสถานการณ และเงื่อนไขที่เปนจริงในขณะนั้น การดําเนินงานอาจพิจารณา เลือกดําเนินงานใหมีความสมบูรณในแตละพื้นที่ (Area-approach) โดยเลือก ดําเนินงานในพื้นที่ที่มีศักยภาพ มีความเหมาะสมสูงกอน หรืออาจจะเลือก ดําเนินงานตามเทคโนโลยีที่มีความพรอมในขณะนั้น (Technology-based) และเลือกพื้นที่ที่เหมาะสมกับเทคโนโลยีนั้น กันยายน - ตุลาคม 2554

85


การดําเนินการในเชิงพื้นที่นั้น เปนการบูรณาการความตองการตาง ๆ ในพืน้ ทีห่ นึง่ ๆ เขาดวยกันและพัฒนา ทั้ ง ระบบในพื้ น ที่ นั้ น เพื่ อ ให เ กิ ด ประโยชน ต ามที่ ต  อ งการอย า งเป น ระบบ การดําเนินการตามความพรอม ของเทคโนโลยี นั้ น เหมาะสํ า หรั บ เทคโนโลยีทเี่ ปนพืน้ ฐานของการพัฒนา โครงขายไฟฟาอัจฉริยะ เชน ระบบ สื่ อ สาร, ระบบมิ เ ตอร อั จ ฉริ ย ะ, การบูรณาการขอมูลและระบบงาน (Data & Application Integration) เปนตน

ขางหนา โดยมุงใหเกิดประโยชน 3 ดาน คือ การผลิตและใชพลังงานอยาง ชาญฉลาดและรูคุณคา หรือ Smart Energy เพื่อชีวิตที่สะดวกสบาย หรือ Smart Life สูสังคมและโลกที่นาอยูในอนาคต หรือ Smart Community คณะอนุ ก รรมาธิ ก ารพิ จ ารณาศึ ก ษาโครงข า ยพลั ง งานอั จ ฉริ ย ะ ในคณะกรรมาธิการการพลังงาน วุฒิสภา ไดประชุมผูที่เกี่ยวของเพื่อปรึกษา หารือการผลักดันและสนับสนุนใหการพัฒนาโครงขายพลังงานอัจฉริยะเปน วาระแหงชาติ และนําไปสูการบูรณาการในระดับภูมิภาคอาเซียนในอนาคต ต อ ไป และมี กํ า หนดจั ด สั ม มนาเพื่ อ แลกเปลี่ ย นความรู  ประสบการณ และรับฟงความเห็นตาง ๆ จากผูเชี่ยวชาญทั้งภายในและตางประเทศ โดยมี กําหนดจัดสัมมนาจํานวน 3 ครั้ง ดังตอไปนี้ 1) ครั้งที่ 1 กําหนดจัดวันอาทิตยที่ 28 สิงหาคม 2554 ณ หอง Lotus Suit 7 ชั้น 22 ศูนยการประชุมบางกอกคอนเวนชันเซ็นเตอร เซ็นทรัลเวิลด ราชประสงค กรุงเทพมหานคร โดยจัดรวมกับสภาวิจัยแหงชาติ 2) ครั้งที่ 2 กําหนดจัดวันอังคารที่ 27 กันยายน 2554 ณ โรงแรม มิราเคิล แกรนด คอนเวนชั่น ถนนวิภาวดีรังสิต หลักสี่ กรุงเทพมหานคร 3) ครั้งที่ 3 กําหนดจัดวันที่ 9-10 พฤศจิกายน 2554 ณ โรงแรมรามา การเดนส ถนนวิภาวดีรังสิต กรุงเทพมหานคร โดยจัดรวมกับสมาคมสถาบัน วิศวกรไฟฟาและอิเล็กโทรนิกสแหงประเทศไทย (IEEE Thailand Section) กฟภ. และ กฟน. กําลังจัดตั้งคณะทํางานความรวมมือ 2 การไฟฟา ดานการพัฒนาระบบมิเตอรอัจฉริยะ (Advanced Metering Infrastructure, AMI) เพื่อใหการพัฒนาโครงขายไฟฟาอัจฉริยะของ กฟภ. และ กฟน. เปนไป ในทิศทางเดียวกัน สามารถเชื่อมโยงระบบถึงกันไดในอนาคต และควรพัฒนา มาตรฐานโปรโตคอลของระบบมิเตอรอัจฉริยะเปนไปในทิศทางเดียวกัน ในบทความฉบับตอไปจะรายงานใหทา นผูอ า นทราบเกีย่ วกับรายละเอียด ของแผนที่นําทางการพัฒนาโครงขายไฟฟาอัจฉริยะ ซึ่งรวมทั้งรายละเอียด เกี่ยวกับ Smart Energy, Smart Life และ Smart Community ตามที่ ไดสัญญาไวกับทานผูอาน

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

9. ความคืบหนาการพัฒนา โครงข า ยไฟฟ า อั จ ฉริ ย ะ ของประเทศไทย

ผู  เ กี่ ย วข อ งกั บ การพั ฒ นา โครงขายไฟฟาอัจฉริยะในประเทศไทย ทั้ ง ก า ร ไ ฟ ฟ  า ผู  ป ร ะ ก อ บ ก า ร ในอุ ต สาหกรรมพลั ง งานไฟฟ า อุตสาหกรรมยานยนต อุตสาหกรรม เครื่ อ งใช ไ ฟฟ า และอิ เ ล็ ก ทรอนิ ก ส อุตสาหกรรมสื่อสาร อุตสาหกรรม ไอที และอุตสาหกรรมขนสงยังคง มี กิ จ กรรมในการวิ เ คราะห ศึ ก ษา ประเมิ น ศั ก ยภาพและความพร อ ม กิตติกรรมประกาศ ในการพั ฒ นาธุ ร กิ จ ของตนเองที่ ขอขอบคุณ ดร.ประดิษฐ เฟองฟู ที่ชวยปรับปรุงใหบทความนี้สมบูรณมากยิ่งขึ้น เกี่ยวของกับโครงขายไฟฟาอัจฉริยะ และขอขอบคุณการไฟฟาสวนภูมิภาคที่สนับสนุนขอมูลเกี่ยวกับโครงขายไฟฟาอัจฉริยะ เอกสารอางอิง การไฟฟาสวนภูมภิ าค (กฟภ.) [1] ena, “GB Demand Response, Report 2 : Strategic Issues and Action และการไฟฟานครหลวง (กฟน.) จัดทํา Planning”, March 2011 แผนที่ นํ า ทางการพั ฒ นาโครงข า ย [2] คณะทํางานฯ การไฟฟาสวนภูมิภาค, “สถานะการพัฒนาโครงขายไฟฟาอัจฉริยะ ไฟฟ า อั จ ฉริ ย ะของแต ล ะองค ก ร ของ กฟภ.” (เอกสารใชภายในองคกร), สิงหาคม 2554 แล ว เสร็ จ โดย กฟภ. มี กํ า หนด ประวัติผูเขียน จะแถลงแผนที่ นํ า ทางการพั ฒ นา นนายธงชัย มีนวล โครงข า ยไฟฟ า อั จ ฉริ ย ะในวั น ที่ ทํางานใหการไฟฟาสวนภูมิภาค ประมาณ 21 ป ตั้งแต พ พ.ศ. 2533 จนถึงปจจุบัน งานหลักที่รับผิดชอบในปจจุบัน 19 สิงหาคม 2554 ณ โรงแรมรอยัล เเกีย่ วกับการวิเคราะหและวางแผนระบบไฟฟา, การพัฒนาระบบ คลิฟ บีช รีสอรท พัทยา จังหวัดชลบุรี ผผลิตไฟฟาจากขยะชุมชน และการพัฒนาโครงขายไฟฟาอัจฉริยะ แสดงแผนการพัฒนาโครงขายไฟฟา อัจฉริยะของ กฟภ. ในระยะ 15 ป

86


Variety ปกิณกะ น.ส.นพดา ธีรอัจฉริยกุล อีเมล : noppada@hotmail.com

ร า ส า ้ ฟ ไฟ ผูเขียนกราบขออภัยในความไมเหมาะสมของภาพประกอบชื่อเรื่อง ในนิตยสารไฟฟาสารฉบับรูปเลม มา ณ ที่นี้

หมอแปลงไฟฟา (Transformer) เปนบริภัณฑที่สําคัญในระบบสงจาย ไฟฟา ซึง่ หนาทีท่ สี่ าํ คัญของหมอแปลง ไฟฟาก็คือการเปลี่ยนระดับแรงดัน ไฟฟา โดยที่ความถี่ยังเทาเดิม ไฟฟาสารฉบับนี้ ขอหยิบยก คําถาม-คําตอบ ในเรื่องที่เกี่ยวของ กับหมอแปลงไฟฟาที่ใชงานในระบบ ไฟฟากําลัง ทั้งหมอแปลงในระบบสง และในระบบจําหนาย จากหนังสือถามตอบ ไฟฟากําลัง เขียนโดย รศ.ดร. ชํานาญ หอเกียรติ โดยมีการแกไข ขอมูลบางสวนใหเปนปจจุบัน พรอม เพิม่ เติมภาพประกอบเพือ่ ความเขาใจ จํานวน 5 ขอ ดังตอไปนี้

ตอขดลวดเพื่อยืดขดลวดใหอยูในสภาพวงกลมหรือยืดใหมีพื้นที่มากที่สุด พิจารณาตัวอยางขดลวดหนึง่ รอบทีพ่ นั รอบแกนเหล็กหมอแปลงทีเ่ ปนสีเ่ หลีย่ ม ดังรูปที่ 1 ถาเกิดกระแสไหลสูงเนือ่ งจากกระแสลัดวงจรทีเ่ กิดภายนอกหมอแปลง จะเกิดกระแสไหลดังในรูป กระแส I1 และ I2 มีขนาดเทากัน แตกาํ หนดเลขกํากับ ตางกันเพื่อใชในการอางอิงเทานั้น กระแส I1 สรางสนามแมเหล็ก B1 มีทิศทางตั้งฉากกับ I2 ตามกฎ มือขวาของแมกซเวลล (Maxwell) ทิศทางของสนามแมเหล็ก B1 และทิศทาง กระแส I2 ทําใหเกิดแรง F2 ตามกฎมือซาย (นิ้วโปง นิ้วชี้ และนิ้วกลาง วาง ตั้งฉากกันโดยนิ้วโปงชี้ทิศแรง F นิ้วชี้แทนทิศสนามแมเหล็ก B นิ้วกลางแทน ทิศกระแส I) ในทํานองเดียวกันกระแส I2 สรางสนามแมเหล็ก B2 ตั้งฉากกับ กระแส I1 ทําใหเกิดแรง F1 ตามกฎมือซายดังแสดงในรูปที่ 1 แรงทีก่ ระทํามาก หรือนอยขึ้นกับขนาดกระแส แรงดังกลาวมีคามากบริเวณใกลมุมหักออกของ ขดลวด และพยายามยืดขดลวดออกโดยมุมขดลวดถูกดึงเขามากระแทกกับ มุมของแกนเหล็กทําใหขดลวดเสียหายได

1. ทํ า ไ ม แ ก น เ ห ล็ ก ข อ ง หม อ แปลงไฟฟ า กํ า ลั ง ที่มีขนาดใหญมักมีหนาตัด เปนวงกลม ? ขดลวดที่ พั น รอบแกนเหล็ ก ของหมอแปลงเมื่อเกิดลัดวงจรขึ้นมา ไม ว  า จะเกิ ด ที่ ภ ายนอกหรื อ ภายใน หม อ แปลงจะเกิ ด กระแสลั ด วงจร สูงมากไหลในขดลวด ทําใหแรงกระทํา

รูปที่ 1 แกนเหล็กหมอแปลงที่มีหนาตัดเปนสี่เหลี่ยม และแรงกระทําตอขดลวด เมื่อเกิดกระแสสูงไหลผานขดลวดพันรอบแกนเหล็ก กันยายน - ตุลาคม 2554

87


เพือ่ แกไขปญหาดังกลาวจึงใชแกนเหล็กหมอแปลงโดยพืน้ ทีห่ นาตัดเปน วงกลม เมือ่ เกิดกระแสไหลรุนแรงในขดลวดจะเกิดแรงกระทําทีข่ ดลวดทุก ๆ จุด เทา ๆ กันจึงสมดุลโดยขดลวดไมเสียหาย ซึ่งมักใชหมอแปลงใหญ แตถาเปน หมอแปลงเล็ก ๆ ในระบบอิเล็กทรอนิกส หรือใชไฟฟานอยก็ยังใชเหล็กที่มี พืน้ ทีห่ นาตัดสีเ่ หลีย่ มเพราะทํางายและแรงทีเ่ กิดขึน้ เมือ่ มีการลัดวงจรก็มขี นาด ไมมาก

2. หมอแปลงแบบนํ้ามันและหมอแปลงแบบแหง มีขอดีขอเสีย อยางไร ? หมอแปลงที่ติดตั้งกันโดยทั่วไปเปนหมอแปลงแบบใชนํ้ามันเปนฉนวน เพราะมีราคาถูกกวาหมอแปลงแบบแหง (คือ หมอแปลงทีใ่ ชวสั ดุอนื่ เปนฉนวน แทนการใชนาํ้ มัน) หมอแปลงไฟฟากําลังทีม่ ขี นาดใหญทใี่ ชในสถานีไฟฟายอย เปนหมอแปลงนํ้ามันทั้งหมด สวนหมอแปลงที่ใชสําหรับอาคารพาณิชยและ มีขนาดไมใหญมาก ซึ่งโดยทั่วไปมีขนาดไมเกิน 2,000 kVA ถาตองการ ความสวยงามก็อาจใชหมอแปลงแบบแหงติดตั้งภายในอาคารได รูปที่ 2ก) และรูปที่ 2ข) แสดงหมอแปลงแบบนํ้ามันและแบบแหง ตามลําดับ

ข อ ดี ข องหม อ แปลงแบบ นํา้ มัน คือ ราคาถูกกวา และมีใชกนั มาก สามารถหาหมอแปลงชัว่ คราวมาใชได งายเมื่อเกิดปญหา แตมีขอเสีย คือ ตองคอยเปลี่ยนนํ้ามันหมอแปลงเปน ระยะ รวมทั้งตรวจตราและเปลี่ยน สารดูดความชื้นในนํ้ามันหมอแปลง (Silica Gel) นอกจากนี้ยังมีโอกาส เกิดระเบิดเนื่องจากความดันภายใน และถาติดตัง้ ภายในอาคารจําเปนตอง มีหองและประตูที่แข็งแรง ตองมีบอ รองรับนํา้ มันเพือ่ ระบายออกนอกหอง เมื่อเกิดการรั่วหรือระเบิด

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 2ก) หมอแปลงแบบนํ้ามัน

รูปที่ 2ค) ภาพความรุนแรง เมื่อหมอแปลงเกิดระเบิดและติดไฟ นอกคาสิโนแหงหนึ่งในลาสเวกัส เมื่อกลางเดือนพฤษภาคมที่ผานมา

3. การระบายความร อ น แบบ FA, FO, FOA สํ า หรั บ หม อ แปลง มี ความหมายอยางไร ?

3.1 FA - Forced Air มีลมเปา ชวยระบายความรอน ทําใหกาํ ลังไฟฟา ของหมอแปลงเพิ่มขึ้น 33% 3.2 FO - Forced Oil มีปม นํา้ มัน ใหไหลวนเพื่อระบายความรอน ทําให รูปที่ 2ข) หมอแปลงแบบแหง กําลังไฟฟาของหมอแปลงเพิม่ ขึน้ 33% หมอแปลงแบบนํ้ามันติดตั้งภายนอกอาคาร บนนั่งราน หรือติดตั้ง 3.3 FOA - Forced Oil Forced บนพื้นและมีรั้วลอมรอบ สวนหมอแปลงแบบแหงไมตองมีการบํารุงรักษาและ Air มีทั้งพัดลมระบายความรอนและ สามารถติดตั้งภายในอาคารได เพราะโอกาสเกิดไฟไหมหรือระเบิดนอยกวา มีปมนํ้ามันดวย ทําใหกําลังไฟฟาของ หมอแปลงนํ้ามัน แตก็มีราคาแพงกวาหมอแปลงแบบนํ้ามัน หมอแปลงเพิ่มขึ้น 67%

88


ความสามารถในการระบายความรอนที่ดี ทําใหกําลังไฟฟาเพิ่มขึ้น ดังตัวเลขขางตน ซึ่งเปนไปตามมาตรฐ���นของสหรัฐอเมริกา รูปที่ 3ก) และ รูปที่ 3ข) แสดงหมอแปลงแบบนํา้ มันซึง่ มีการระบายตามธรรมชาติ และพัดลม สําหรับระบายความรอนใหหมอแปลง ตามลําดับ รูปที่ 4ก) หมอแปลงหนึ่งเฟส ขนาดชุดละ 375 MVA ตอกันเปนสามเฟส ใชในระดับแรงดัน 500 kV

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 3ก) หมอแปลงแบบนํ้ามัน ที่ระบายความรอนตามธรรมชาติ

รูปที่ 4ข) หมอแปลงสามเฟส ในชุดเดียวกันขนาด 750 MVA ใชในระดับแรงดัน 500 kV

รูปที่ 3ข) พัดลมสําหรับระบาย ความรอนใหหมอแปลง

รูปที่ 4ค) การขนสงหมอแปลง ขนาดใหญ

5. การติดตัง้ หมอแปลงไฟฟา ในระบบจํ า หน า ย มี แ บบ 4. การใช ห ม อ แปลงกํ า ลั ง แบบสามเฟสในชุ ด เดี ย วกั น ใดบาง ? มีขอเสียอยางไร เมื่อเทียบกับการนําหมอแปลงหนึ่งเฟส 5.1 แขวนเสา หม อ แปลง สามชุดมาตอกันใหเปนสามเฟส ? แขวนเสามีขนาดจํากัด โดยทีก่ ารไฟฟา

หมอแปลงในระบบสงที่ใชในระดับแรงดันไฟฟาสูง ๆ และมีกําลังไฟฟา มาก ๆ ที่ใชกันมักเปนหมอแปลงแบบเฟสเดียวมาตอเปนสามเฟส เพราะ ถาเปนหมอแปลงแบบสามเฟสในชุดเดียวกันมีขอเสีย คือ หมอแปลงมีขนาด ใหญมาก ยุง ยาก และลําบากในการขนสง และเมือ่ เสียหายเพียงเฟสใดเฟสหนึง่ ตองนําไปซอมทั้งชุด ทําใหไมมีไฟใชทั้งสามเฟส รูปที่ 4ก) และรูปที่ 4ข) แสดงภาพหมอแปลงหนึ่งเฟสสามชุดที่ตอกัน เปนสามเฟส และหมอแปลงสามเฟสในชุดเดียวกัน ตามลําดับ

แต ล ะแห ง กํ า หนดขนาดหม อ แปลง สูงสุดที่สามารถติดตั้งแบบแขวนเสา ไดไมเทากัน ทัง้ นีข้ นึ้ กับความสามารถ ในการรับนํา้ หนักของเสา โดยการไฟฟา สวนภูมภิ าคกําหนดทีข่ นาดหมอแปลง ไมเกิน 160 kVA สวนการไฟฟา นครหลวงกําหนดไวที่ 225 kVA กันยายน - ตุลาคม 2554

89


รูปที่ 5ก) แสดงการติดตั้งหมอแปลงแบบแขวนเสา

รูปที่ 5ก) หมอแปลงสามเฟส และหมอแปลงหนึ่งเฟสสามชุด ติดตั้งแบบแขวนเสา

5.2 วางบนนั่งราน กรณีที่ตองการใชกําลังไฟฟามากขึ้นจนตองใช หมอแปลงขนาดใหญจนไมสามารถติดตัง้ แบบแขวนเสาได จึงตองใชการติดตัง้ หมอแปลงบนนั่งรานแทน ดังแสดงในรูปที่ 5ข) การไฟฟาสวนภูมิภาคกําหนดขนาดสูงสุดของหมอแปลงที่ติดตั้งบน นัง่ รานไวที่ 250 kVA สวนการไฟฟานครหลวงกําหนดแบบของนัง่ รานไวสองขนาด คือ แบบรับนํ้าหนักไดไมเกิน 4,500 กิโลกรัม และ 6,000 กิโลกรัม หรือ หมายถึง ขนาดหมอแปลงไมเกิน 1,000 kVA และ 1,500 kVA ตามลําดับ

ร า ส า ้ ฟ ไฟ รูปที่ 5ข) หมอแปลงจําหนายวางบนนั่งรานแบบตาง ๆ

รูปที่ 5ค) หมอแปลงวางบนพื้น ตองมีการลอมรั้วและมีปายเตือน

รูปที่ 5ง) ตูสถานีไฟฟาขนาดยอม

5.3 วางบนพื้น หมอแปลงที่มีขนาดใหญและนํ้าหนักมากจนไมสามารถตั้งบนนั่งรานก็วางบนพื้นโดยตั้งอยูบน แทนคอนกรีตและมีรั้วตาขายลอมรอบ ดังแสดงในรูปที่ 5ค) รายละเอียดของฐานคอนกรีต การตอสายดิน ขนาดความกวาง ยาว และสูงของรัว้ ตองเปนไปตามมาตรฐานของ การไฟฟา ซึ่งหมอแปลงขนาดใหญที่ตองวางบนพื้นจะเปนหมอแปลงของผูใชไฟที่ซื้อไฟฟาในระดับแรงดัน 22 kV ของ การไฟฟาสวนภูมภิ าค สวนผูใ ชไฟทีซ่ อื้ ไฟฟาในระดับแรงดัน 24 kV รับไฟจากระบบสายใตดนิ ของการไฟฟานครหลวง จะใชเปนตูส ถานีไฟฟาขนาดยอม ซึง่ ภายในประกอบดวยหมอแปลงพรอมสวิตชเกียรแรงสูงและแรงตํา่ (Unit Substation, Compact Substation) ดังแสดงในรูปที่ 5ง) เกี่ยวกับผูเขียน น.ส.นพดา ธีรอัจฉริยกุล • กรรมการสาขาไฟฟา วสท. • อนุกรรมการมาตรฐาน การติ ด ตั้ ง ทางไฟฟ า สํ า หรั บ ประเทศไทย ไ าสาร • กองบรรณาธิการนิตยสารไฟฟ

90

แถ แถม - จากชื่อตอน “Transformers” ทรานสฟอรเมอรส เปนภาพยนตรแอ็คชัน่ ที่สรางมาจากการตูนชื่อดังของสหรัฐอเมริกา เป เปนเรื่องราวของหุนยนตจากตางดาวที่มาอยู บบนโลกมนุษยและพรางตัว โดยการแปลงกาย เเปนยานพาหนะตาง ๆ เชน รถยนต รถบรรทุก เครืื่องบิิน เปนตน


Engineering Vocabulary ศัพทวิศวกรรมนารู เรียบเรียงโดย อาจารยเตชทัต บูรณะอัศวกุล คณะวิทยาศาสตรเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏธนบุรี

Total Productive Maintenance การบํารุงรักษาทวีพลแบบทุกคนมีสวนรวมทั่วทั้งองคกร สัญญาณที่ดีมาตั้งแตปลายปที่แลววา จะมีการเลือกตั้ง ทําใหสภาพการเมืองมีแนวโนมจะดีขึ้น สงผลใหระบบเศรษฐกิจ ในประเทศก็ดตี ามไปดวย ตามผลของกระแสในเอเชียทีด่ ปี ระจวบ เหมาะดวย กําลังการผลิตของสินคาทุกภาคสวนก็มที งั้ การเพิม่ และ การขยายสายกําลังการผลิต มากไปกวานัน้ จากผลการเติบโตทาง เศรษฐกิจในภูมภิ าคยังสงผลใหมกี ารยายฐานกําลังการผลิตมาใน ประเทศมากยิ่ง ๆ ขึ้น อยางไรก็ตามการแขงขันก็ยังอยูในปจจัย แรก ๆ อยูด ี ทําใหทกุ องคกรจําเปนตองมีการปรับตัวเพือ่ ใหมคี วาม สามารถในการแขงขันที่สูงขึ้น โดยการปรับปรุงระบบการบํารุง รักษาเครื่องจักรก็เปนวิธีหนึ่งที่สามารถใชสนับสนุนแนวความคิด

การบํารุงรักษาทวีผลมาประยุกตใชโดยอาศัยความ รวมมือจากทุกฝาย ตั้งแตผูบริหาร ฝายวางแผน ฝาย วิศวกรรม ฝายบํารุงรักษา ฝายจัดซื้อ รวมถึงผูปฏิบัติงาน ทุกคนที่เกี่ยวของในองคกรดวย โดยมีสวนสําคัญ 5 สวน คือ 1. การสรางความรวมมือจากทุกคนในองคกร เพือ่ ให เกิดประสิทธิผลสูงสุดในการผลิต 2. จัดสรางระบบปองกันความสูญเสียทุกประการ 3. ทุกหนวยงานมีสวนรวมในการดําเนินกิจกรรม 4. ทุกคนในองคกรมีสวนรวมในการดําเนินกิจกรรม ตั้งแตผูบริหารระดับสูงจนถึงพนักงานปฏิบัติงาน 5. ดําเนินการเพื่อลดความสูญเสียโดยผานการทํา กิจกรรมกลุมยอย นิ ต ยสารไฟฟ า สารฉบั บ นี้ ข อนํ า เสนอคํ า ศั พ ท อี ก หนึ่งคําที่ทุกทานใชกันอยูบอย ๆ คือ Total Productive Maintenance การบํารุงรักษาทวีพลแบบทุกคนมีสวนรวม ทั่วทั้งองคกร กอนอื่นเรามาดูหนาที่และความหมายกันกอนครับ :>) total (โท-แท็ล) [N] ผลรวม Related ยอดรวม total [ADJ] โดยสมบูรณ total [ADJ] ทั้งหมด Related เต็มที่ total [VT] รวมยอด Related รวมทัง้ หมด total [VT] ทําลาย (คําสแลง) productive [ADJ] ที่อุดมสมบูรณ, Syn. fertile, fruitful, Ant. unproductive productive [ADJ] ที่กอใหเกิดผล productively [ADV] อยางกอใหเกิดผล, See also: อยาง มีประสิทธิภาพ maintenance [N] การรักษาสภาพ, See also: การผดุง, การทะนุบํารุง, การดูแลรักษา, Syn. upkeep, continuation, preservation

ร า ส า ้ ฟ ไฟ จากภาพประกอบขางตนที่ไดกลาวถึงในครั้งที่แลวใน สวนของ TQM นัน้ TPM ก็เปนอีกสวนหนึง่ ในการสนับสนุนเพือ่ มุง พัฒนาเครื่องจักร อุปกรณใหมีประสิทธิภาพสูงสุดแลว ผสานกับ การมุงเนนพัฒนาบุคลากรในองคกรใหมีความรูและทักษะควบคู กันไปดวย โดยมีเปาหมายหลักในการทํา TPM คือ 1. การเสียหายเปนศูนย (Zero Failure) 2. ของเสียเปนศูนย (Zero Defect) และ 3. อุบัติเหตุเปนศูนย (Zero Accident)

Easy Easy Think Part. +++++ Don’t worry to practice and speak English. “Just Quick Repeat many times.” The below several samples are for your practice. TPM เปนเครื่องมือหนึ่งในการเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิต

TPM as a tool to increase production efficiency

Total Productive Maintenance จะทําใหทุกคนมีสวนรวม

Total productive maintenance have everyone involved.

การบํารุงรักษาถูกเริ่มที่ตัวเรา

Maintenance are started from us.

เอกสารอางอิง 1. Production Management : Manual for SME Business Counselor., สถาบันเพิ่มผลผลิตแหงชาติ 2. Thai Software Dictionary 4. 3. Thai-English : NECTEC’s Lexitron Dictionary. 4. Google แปลภาษา 5. เอกสารการสอน Industrial Strategic Management : เตชทัต บูรณะอัศวกุล

กันยายน - ตุลาคม 2554

91


Innovation News

สิ่งประดิษฐ

ขาวนวัตกรรม น.ส.กัญญารัตน เอี่ยมวันทอง

พลังงานแสงอาทิตย

Innovation News วันนี้ขอเอาใจคนรักษโลกและอยากชวยโลกประหยัดพลังงานกันสักห���อย เรากําลัง นําเสนอสิ่งประดิษฐที่ใชพลังงานจากแสงอาทิตยลวน ๆ แบบไมตองงอพลังงานไฟฟาเลยสักนิด เปนไอเดียเก ๆ ที่มีคนคิดและออกแบบไว เรามาดูกันเลยดีกวาวามีอะไรบาง

หนาตางพลังงานแสงอาทิตย เริ่มกันที่ หนาตางพลังงานแสงอาทิตย มองเผิน ๆ ก็เหมือนกับหนาตาง กระจกที่ติดอยูตามบานทั่วไป แตที่ไมธรรมดาคือ กระจกของหนาตางนี้จะเคลือบ ดวยแผนโซลารเซลลแบบใส ซึ่งทําหนาที่เก็บสะสมพลังงานจากแสงอาทิตยไว เราสามารถนําอุปกรณหรือเครื่องใชไฟฟาขนาดเล็กมาเสียบใชได โดยที่หนาตาง มีเตารับ 2-3 เตา อยูตรงมุมลางขวาดานในของหนาตาง หนาตางพลังงานแสงอาทิตยมี 3 ขนาดใหเลือก ไดแก ขนาดใหญ ทรงสีเ่ หลีย่ ม ผืนผาแนวตัง้ ขนาดกลาง ทรงสีเ่ หลีย่ มผืนผาแนวนอน และขนาดเล็ก ทรงสีเ่ หลีย่ ม จัตุรัส เห็นแลวนาใชใชไหมละคะ ถาที่บานมีหนาตางแบบนี้ละก็ เราจะไดใชไฟฟา จากพลังงานแสงอาทิตยกนั แบบไมมวี นั หมด ประหยัดเงินในกระเปาไดเยอะเลยคะ

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

ไฟถนนพรอมถังขยะในตัว

มาตอกันที่ ไฟถนนพรอมถังขยะในตัว คุณสมบัติก็ตามชื่อนั่นแหละคะ เปนอุปกรณ เพื่ อ ประโยชน ใ ช ส อยอย า งแท จ ริ ง เพราะ นอกจากมีประโยชนในการสองสวางเพื่อความ ปลอดภัยสําหรับคนเดินถนนแลว ยังเปนถังขยะ ที่ชวยใหบานเมืองสะอาดอีกดวย ไฟถนนนี้ มี แ ผงโซลาร เ ซลล ค อยเก็ บ พลั ง งานแสงอาทิ ต ย อ ยู  ด  า นบนสุ ด พอตอน กลางคื น ไฟก็ จ ะส อ งสว า งได ด  ว ยพลั ง งาน แสงอาทิ ต ย ที่ เ ก็ บ สะสมไว สว นถัง ขยะอยูที่ โคนเสา โดยมีสีและสัญลักษณติดอยูเพื่อบอก ประเภทของขยะที่ทิ้งได ถือวาเปนการแยกขยะ ไปในตั ว เมื่ อถึงเวลาคนเก็ บขยะจะใชการด แมเหล็กเปนตัวเปดถังขยะและเก็บขยะไป ป ญ หาถั ง ขยะล ม และขยะสกปรก เลอะเทอะจะหมดไป เพราะไฟถนนพรอมถังขยะ ในตัวนีจ้ ะทําใหบา นเมืองเราสวางไปพรอม ๆ กับ สะอาดคะ

92

เปนอยางไรบางกับไอเดียสิ่งประดิษฐเก ๆ ที่ชวยใหเรา ไดประหยัดพลังงาน รักษาสิ่งแวดลอม มีความสะดวกสบาย และ ปลอดภัย นาใชไมนอยเลยใชไหมคะ แมวาสิ่งประดิษฐเหลานี้ จะยังคงเปนแคไอเดีย แตกไ็ มยากทีจ่ ะทําใหเปนจริง เรามาเอาใจชวย ใหมีสิ่งประดิษฐเหลานี้ไวใชในอนาคตกันเถอะคะ แหลงขอมูลเพิ่มเติม www.gearmag.info


Variety ปกิณกะ

ขาวประชาสัมพันธ สาขาวิศวกรรมไฟฟา วสท. เขาเยี่ยมชมสายการผลิต บริษัท อาซีฟา จํากัด

วิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ (วสท.) โดย ประธานสาขาวิศวกรรมไฟฟา คุณลือชัย ทองนิล ไดนาํ คณะทีป่ รึกษาและกรรมการ เขาเยีย่ มชมสายการผลิตของ บริษทั อาซีฟา จํากัด ในสวนของ L.V Switchboard : IEC61-439-2 Type Tested Assembly : BLOKSET, Compact Unit Substation : BIOSCO, M.V Metal Clad : NEX, M.V Loadbreak Switch 24kV, 36kV ซึ่งทางบริษัท อาซีฟา จํากัด ไดใหการตอนรับอยางอบอุนและเปนกันเอง

ร า ส า ้ ฟ ไฟ อบรมมาตรฐานติดตั้งทางไฟฟาสําหรับประเทศไทย เมือ่ วันที่ 7-9 กรกฎาคม 2554 วิศวกรรมสถาน แหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ (วสท.) จั ด การอบรมมาตรฐานติ ด ตั้ ง ทางไฟฟ า สํ า หรั บ ประเทศไทย โดยมีคุณลือชัย ทองนิล ประธาน สาขาวิศวกรรมไฟฟา วสท. และผูอํานวยการ เขตมีนบุรี การไฟฟานครหลวง รวมกับ คุณกิตติพงษ วีระโพธิ์ประสิทธิ์ จากการไฟฟานครหลวงเปน วิทยากร

ประชุมหารือการจัดทํามาตรฐาน Data Center เมือ่ วันที่ 27 กรกฎาคม 2554 สาขาวิศวกรรมไฟฟา วสท. ไดจดั ประชุมหารือ การจัดทํามาตรฐาน Data Center ขึ้น ณ อาคาร วสท. โดยมีคุณลือชัย ทองนิล ประธานสาขาวิศวกรรมไฟฟา และคุณประสิทธิ์ เหมวราพรชัย ประธานอนุกรรมการ มาตรฐาน Data Center เปนประธานการประชุม

กันยายน - ตุลาคม 2554

93


สัมมนาทางวิชาการเรื่อง Grounding เมื่อวันที่ 23 กรกฎาคม 2554 สมาคมวิศวกรออกแบบและปรึกษา เครื่องกลและไฟฟาไทย : MECT โดย คุณวิวัฒน กุลวงศวิทย ไดจัดสัมมนา ทางวิชาการเรื่อง Grounding ณ วัดธรรมกาย ใหกับทางวัดธรรมกาย พระภิกษุ ที่มีความรูทางดานวิศวกรรม วิศวกรของทางวัดฯ วิศวกรของ บจก. บิวคอน และ วิศวกรที่ทํางานในวัด

สัมมนาทางวิชาการ เรื่องตูสวิตชบอรดไฟฟาแรงตํ่า เมือ่ วันที่ 23 กรกฎาคม 2554 บริษทั อาซีฟา จํากัด จัดการสัมมนา ทางวิชาการเรื่องตูสวิตชบอรดไฟฟาแรงตํ่า ณ วัดธรรมกาย โดยมี ผูรวมสัมมนาคือพระภิกษุที่มีความรูทางดานวิศวกรรม วิศวกรของ ทางวัดฯ วิศวกรจาก บจก.บิวคอน และวิศวกรที่ทํางานในวัด

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

แผนที่นําทาง (Roadmap) การพัฒนาโครงขายไฟฟาอัจฉริยะของ กฟภ.

วันที่ 19 สิงหาคม 2554 ณ โรงแรม รอยัล คลิฟ บีช รีสอรท พัทยา จังหวัด ชลบุ รี การไฟฟาสวนภูมิภาค (กฟภ.) ไดเปดแถลงแผนที่นําทาง (Roadmap) การพั ฒ นาโครงข า ยไฟฟ า อั จ ฉริ ย ะของ กฟภ. (PEA Smart Grids) ภายในระยะเวลา 15 ป เพื่อมุงพัฒนาใหเกิดประโยชน 3 ดาน ไดแก ดานที่ 1 คือ พลังงานที่สมารท (Smart Energy) การผลิตและ ใชพลังงานอยางชาญฉลาดและรูคุณคา ดานที่ 2 คือ ชีวิตที่สมารท (Smart Life) เพื่อชีวิตที่สะดวกสบาย และดานที่ 3 คือ สังคมที่สมารท (Smart Community) สูสังคมและโลกที่นาอยูในอนาคต

กฟน. รับมอบใบรับรองมาตรฐาน ISO/IEC 27001:2005

นายอาทร สินสวัสดิ์ ผูวาการการไฟฟานครหลวง เปนผูแทนการไฟฟา นครหลวง รั บ มอบใบรั บ รองระบบบริ ห ารจั ด การด า นความมั่ น คงปลอดภั ย สารสนเทศ “การใหบริการขอมูล GIS กับหนวยงานภายนอก” ตามมาตรฐาน ISO/IEC 27001:2005 จาก Mr. Vinta Reddy Chief Operation Officer (COO) of TUV NORD Asia Pacific โดยใบรับรองดังกลาวถือเปนมาตรฐานความมั่นคง ปลอดภัยทีย่ อมรับในทุกประเทศ และผานการตรวจประเมินจาก บริษทั ทูฟ นอรด ไทยแลนด โดยจะทําใหเกิดความเชือ่ มัน่ ตอหนวยงานตาง ๆ ที่ใชบริการระบบแผนที่ฐานเชิงรหัสของการไฟฟานครหลวงตอไป ณ หองประชุมสํานักงานใหญ การไฟฟานครหลวง

94


ปฏิทินกิจกรรม กําหนดการอบรมสาขาวิศวกรรมไฟฟา วิ1 ศวกรรมสถานแห ประเทศไทย ในพระบรมราชู ปถัก.ค. มภ (วสท.) พ.ศ. 2554 “การปองกันฟาผาสําหรับสิง ่งปลู กสราง การปองกันแม เหล็กไฟฟาจาก 29-30 วสท. ฟาผา”

ลํา2ดับ “มาตรฐานแจงเหตุเพลิงไหม ไฟแสงสว ชื่อหัวขางฉุ อ กเฉินและปายทางออก”

ที่ 31วันก.ค.

สถานที วสท. ่

อัตราคาลงทะเบียน สมาชิก/ขาราชการ/บุคคลทั่วไป

1

การตรวจสอบระบบไฟฟา เพื่อความปลอดภัย รุนที่ 3

1 ต.ค.

วสท.

1,500/2,000/2,000

2

“การตรวจสอบและทดสอบระบบไฟฟาอาคาร (เพื่อการบํารุงรักษาและ ความปลอดภัย) ทฤษฎีและปฏิบัติ” รุนที่ 26

15 ต.ค.

วสท.

1700/2,000

ร า ส า ้ ฟ ไฟ 3

“Transmission and Distribution System”

15-16 ต.ค.

วสท.

2,800

4

“การปองกันฟาผาสําหรับสิ่งปลูกสราง การปองกันแมเหล็กไฟฟาจาก ฟาผา”

28-29 ต.ค.

วสท.

2,800

5

“มาตรฐานแจงเหตุเพลิงไหม ไฟแสงสวางฉุกเฉินและปายทางออก”

30 ต.ค.

วสท.

1,400

6

“Substation Equipment and Protective Relaying”

5-6 พ.ย.

วสท.

2,800

7

“ประสบการณการแกปญหาคุณภาพไฟฟา”

15-16 พ.ย.

วสท.

3,000/3,500/5,000

8

“การวัดวิเคราะหคุณภาพไฟฟาและวิธีแกไขปญหา (ทฤษฎีและปฏิบัติ)”

16-17 ธ.ค.

วสท.

4,000/4,500/5,000

9

“การตรวจสอบและทดสอบระบบไฟฟาอาคาร (เพื่อการบํารุงรักษาและ ความปลอดภัย) ทฤษฎีและปฏิบัติ” รุนที่ 27

24 ธ.ค.

วสท.

1,700/2,000

หมายเหตุ : วัน/เวลาอบรม อาจมีการเปลี่ยนแปลงตามความเหมาะสม

ติดตอสอบถามรายละเอียดเพิ่มเติม และสมัครไดที่ คุณมาลี ดานสิริสันติ Homepage : www.eit.or.th E-mail : eit@eit.or.th วิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ (วสท.) 487 รามค���าแหง 39 (วัดเทพลีลา 11) ถนนรามคําแหง แขวงวังทองหลาง เขตวังทองหลาง กรุงเทพฯ 10310 โทรศัพท 0 2184 4600-9, 0 2319 2410-13 โทรสาร 0 2319 2710-11


ใบสั่งจองโฆษณา (Advertising Contract) นิตยสารไฟฟาสาร (Electrical Engineering Magazine) กรุณาสงใบสั่งจองทางโทรสาร 0 2247 2363

ขอมูลผูลงโฆษณา (Client Information)

วันที่.............................................. บริษัท / หนวยงาน / องคกร ผูลงโฆษณา (Name of Advertiser) :........................................................................................... ที่อยู (Address) :........................................................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................................................... โทรศัพท/Tel :............................................................................โทรสาร/Fax :............................................................................ ชื่อผูติดตอ/Contact Person :............................................................อีเมล/E-mail :.................................................................... ฉบับที่ตองการลงโฆษณา (Order)

ร า ส า ้ ฟ ไฟ

ฉบับเดือนพฤศจิกายน–ธันวาคม 54 ฉบับเดือนพฤษภาคม–มิถุนายน 55

ฉบับเดือนมกราคม–กุมภาพันธ 55 ฉบับเดือนกรกฎาคม–สิงหาคม 55

อัตราคาโฆษณา (Order) (กรุณาทําเครื่องหมาย

ในชอง

ตําแหนง (Position)

ปกหนาดานใน (Inside Front Cover) ปกหลัง (Back Cover) ปกหลังดานใน (Inside Back Cover) ตรงขามสารบัญ (Before Editor - lift Page) ตรงขามบทบรรณาธิการ (Opposite Editor Page) ในเลม 4 สี เต็มหนา (4 Color Page) ในเลม 4 สี 1/2 หนา (4 Color 1/2 Page) ในเลม 4 สี 1/3 หนาแนวตั้ง (4 Color 1/3 Page) ในเลม ขาว-ดํา เต็มหนา (1 Color Page) ในเลม ขาว-ดํา สี 1/2 หนา (1 Color 1/2 Page ) ในเลม ขาว-ดํา สี 1/3 หนา (1 Color 1/3 Page ) ในเลม ขาว-ดํา สี 1/4 หนา (1 Color 1/4 Page )

ฉบับเดือนมีนาคม-เมษายน 55 ฉบับเดือนกันยายน–ตุลาคม 55

มีความประสงคสั่งจองโฆษณา “นิตยสารไฟฟาสาร”) อัตราคาโฆษณา (Rates)

55,000 60,000 50,000 48,000 47,000 45,000 23,000 16,500 23,000 12,000 7,700 7,000

บาท บาท บาท บาท บาท บาท บาท บาท บาท บาท บาท บาท

(Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht) (Baht)

รวมเงินทั้งสิ้น (Total).......................................................บาท (......................................................................................)

ผูสั่งจองโฆษณา (Client)......................................................... ผูขายโฆษณา (Advertising Sales)..........................................

ตําแหนง (Position).......................................................... วันที่ (Date)............./......................../.............

วันที่ (Date)............./......................../.............

หมายเหตุ - อัตราคาโฆษณานี้ยังไมรวมภาษีมูลคาเพิ่ม - เงื่อนไขการชําระเงิน 15 วัน นับจากวันวางบิล ทางบริษัทฯ จะเรียกเก็บเปนรายฉบับ - โปรดติดตอ คุณประกิต สิทธิชัย ประชาสัมพันธ นิตยสารไฟฟาสาร ของวิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ (วสท.) โทรศัพท 0 2642 5241-3 ตอ 113-115 โทรศัพทมือถือ 08 9683 4635, โทรสาร 0 2247 2363, E-mail : bart@it77.com เจาของ : วิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ (วสท.) 487 รามคําแหง 39 (ซอยวัดเทพลีลา) วังทองหลาง กทม. 10310 ผูจัดทํา : บริษัท ไดเร็คชั่น แพลน จํากัด 539/2 อาคารมหานครยิบซั่ม ชั้น 22A ถ.ศรีอยุธยา แขวงถนนพญาไท เขตราชเทวี กทม. 10400


ร า ส า ้ ฟ ไฟ


ร า ส า ้ ฟ ไฟ


ไฟฟ้าสาร ปีที่ 18 ฉบับที่ 4 ก.ย.-ต.ค.54