3104 2002 10

หนว่ ยที่ 10 แหลง่ จา่ ยไฟฟา้ สำรอง การออกแบบระบบไฟฟ้า จโิ รษม์ วฒั นา แผนกวชิ าชา่ งไฟฟา้ กำลงั วทิ ยาลยั เทคนคิ ลพบรุ ี

หน่วยที่ 10 แหล่งจ่ายไฟฟ้าสารอง ระบบไฟฟ้าน้ันมีโอกาสที่เกิดจากการขดั ขอ้ งหรือผิดปกติได้ ซ่ึงมีผลต่อการทางานของโหลด โดยเฉพาะการเกิดไฟฟ้าดบั ทาให้โหลดไมส่ ามารถใชง้ านได้ ดงั น้นั แหล่งจ่ายไฟฟ้าสารองจะช่วยเสริมให้ ระบบไฟฟ้ามีความมนั่ คงยงิ่ ข้นึ โดยวตั ถปุ ระสงคข์ องการใชจ้ ่ายไฟฟ้าสารองเพอ่ื 1. ใชแ้ ทนแหลง่ จ่ายไฟฟ้าหลกั ในสถานท่ีท่ีไม่มีแหล่งจ่ายไฟฟ้าหลกั 2. เป็นแหลง่ จ่ายไฟฟ้าสารองสาหรับกรณีแหลง่ จ่ายไฟฟ้าหลกั ขดั ขอ้ ง 3. ตอ้ งการคุณภาพไฟฟ้าที่ดี กรณีที่แหล่งจ่ายไฟฟ้าหลกั มีคุณภาพไมด่ ีพอ 4. เป็นแหลง่ จ่ายไฟฟ้าร่วมกนั กบั ไฟฟ้าหลกั เพ่ือลดการใชไ้ ฟฟ้าของแหลง่ จ่ายไฟหลกั 10.1 มลภาวะทางไฟฟ้า (Electrical Pollution) คือ ปรากฏการณ์ที่เกิดข้ึนในระบบไฟฟ้า แลว้ ทาให้เคร่ืองใช้ไฟฟ้า หรือ โหลด ไม่สามารถ ทางานไดอ้ ยา่ งปกตี หรืออาจเกิดปัญหาใหโ้ หลดเสียหายได้ โดยเราสามารถแบ่งมลภาวะทางไฟฟ้าที่เกิดข้ึน ในระบบสายส่งกาลงั แบบ 220 โวลตร์ ์เอม็ เอส ความถ่ี 50 เฮิรตซ์ แบง่ ออกตามลกั ษณะได้ 10 ประการ คอื 1. ไฟเกิน เป็นสภาวะที่แรงดนั ไฟฟ้ามีคา่ สูงเพ่ิมข้ึนเป็นระยะเวลานาน โดยอาจจะมีสาเหตุตา่ งๆ กนั 2. ไฟตก เป็นสภาวะท่ีแรงดนั ไฟฟ้ามีค่าลดต่าลงเป็นระยะเวลานาน โดยอาจจะเกิดไดจ้ ากหลาย สภาวะ 3. ไฟดบั เป็นสภาวะที่แหล่งจ่ายกาลงั งานทางไฟฟ้าหยดุ จ่ายกาลงั งานทาให้ไม่มีแรงดนั ปรากฏ ในสายกาลงั โดยอาจจะมีสาเหตุเกิดมาจากแหล่งจ่ายกาลงั งานไดร้ ับความเสียหาย หรือมีการลดั วงจรใน สายกาลงั ทาใหอ้ ปุ กรณ์ป้องกนั มีการตดั วงจรแหลง่ จ่ายไฟออกถาวร 4. ไฟกระชาก และการออสซิลเลต สภาวะไฟกระชากเป็นสภาวะท่ีแรงดนั สูงข้ึนทนั ที ซ่ึงมนั จะ มีสาเหตมุ าจากปรากฏการณ์ธรรมชาติ 5. ไฟตกชวั่ ขณะ เป็นปรากฏการณ์ท่ีแรงดนั ไฟฟ้าขาดหายไปในช่วงเวลาส้นั ๆ ซ่ึงอาจจะเกิดข้ึน จากการใชง้ านมอเตอร์ขนาดใหญ่ 6. ไฟเกินชว่ั ขณะ เป็นปรากฏการณ์ที่แรงดนั ไฟฟ้าสูงข้ึนในช่วงเวลาส้ันๆ ซ่ึงอาจจะเกิดข้ึนจาก การใช้งานของชุดตวั เก็บประจุ ทาให้มีผลกับอุปกรณ์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการความต่อเนื่องของ แรงดนั 7. ไฟดบั ชวั่ ขณะ หรือ ไฟกระพริบ เป็ นปรากฏการณ์ท่ีแรงดนั ไฟฟ้าขาดหายไปในช่วงเวลา ส้ันๆ ซ่ึงอาจจะเกิดข้ึนจากการลดั วงจรภายในระบบ ทาให้อุปกรณ์ป้องกนั ทาการตดั วงจรชว่ั คราวทาให้ อปุ กรณ์ หรือเครื่องใชไ้ ฟฟ้าหยดุ ทางานได้

8. ความผดิ เพ้ียนของรูปคล่ืน เป็นปรากฏการณ์ท่ีลกั ษณะของรูปคลื่นมีการเบ่ียงเบนไปจากไซน์ 9. แรงดนั กระเพ่อื ม เป็นปรากฏการณ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงของค่าแรงดนั อยา่ งต่อเน่ือง 10. การเปล่ียนความถี่ เป็นปรากฏการณ์ที่ความถ่ีของระบบไฟฟ้ามีค่าเปล่ียนแปลงจาก 50 เฮิรตซ์ 10.2 นยิ ามและคาจากดั ความบางส่วนทีส่ าคัญเกยี่ วกบั ระบบ UPS เครื่องสารองไฟฟ้าหรือที่เป็นที่รู้จกั กนั ดีในชื่อยอ่ ทางภาษาองั กฤษวา่ “USP” ที่มีท่ีมาจากช่ือเต็มวา่ “Uninterruptible Power Supply” ซ่ึงเป็นอปุ กรณ์ที่ทาหนา้ ที่ในการจ่ายกาลงั งานใหก้ บั เครื่องใชไ้ ฟฟ้าที่เป็ น โหลด เมื่อเกิดสภาวะแรงดนั ไฟฟ้าดบั หรือไฟฟ้าตกจากสภาวะไฟฟ้าปกติ เคร่ือง UPS ท่ีมีใชง้ านอาจจะ มีหลายขนาด รูปร่าง และความสามารถในการจ่ายกาลงั งานท่ีแตกต่างกันออกไป แต่มกั จะมีหลกั การ ทางานพ้ืนฐานท่ีเหมือนๆ กัน คือ ในขณะที่มีการใช้งานจากแหล่งจ่ายไฟฟ้าอย่างปกติ แบตเตอร่ีที่อยู่ ภายในตวั UPS จะไดร้ ับการประจุพลงั งานงานไฟฟ้าเก็บไว้ และเมื่อมีปรากฏการณ์ ไฟฟ้าตก หรือไฟฟ้า ดบั เกิดข้ึน แบตเตอรี่จะทาหนา้ ที่เป็นแหล่งจ่ายกาลงั งานไฟฟ้าแทนเพ่ือใหโ้ หลดยงั ไดร้ ับกาลงั งานไฟฟ้า อย่างต่อเนื่อง ในทางปฏิบตั ิแบตเตอร่ีแต่ละตวั จะมีความสามารถในการจ่ายกาลงั งานไดอ้ ยา่ งจากดั ดงั น้นั โดยหลกั การแลว้ UPS จะตอ้ งสามารถจ่ายกาลงั ไฟฟ้าไดอ้ ยา่ งเพียงพอในช่วงเวลาหน่ึง เพื่อใหผ้ ใู้ ชส้ ามารถ ทาการปิ ดระบบที่ใชง้ านอยไู่ ดอ้ ยา่ งสมบูรณ์ 10.3 การแบ่งประเภท UPS ในการใช้งาน แหล่งจ่ายไฟฟ้าสารอง UPS น้ีเราสามารถแบ่งชนิดไดห้ ลายประเภทตามลกั ษณะของรูปคลื่น แรงดนั ทางดา้ นขาออก หรือแบ่งประเภทตามโครงสร้างการทางานและการจ่ายกาลงั งานซ่ึงถา้ เราสามารถ แบง่ ประเภทของ UPS ตามลกั ษณะของรูปคลื่นแรงดนั ทางดา้ นขาออกได้ 4 ประเภท ดงั น้ี 1. UPS ท่ีมีลกั ษณะแรงดนั ทางดา้ นขาออกเป็นรูปคลื่นสี่เหลี่ยม UPS รูปคลื่นลกั ษณะเช่นน้ีเป็น UPS ท่ีไมเ่ ลวร้ายมากนกั ถา้ ตอ้ งใชง้ านกบั โหลดประเภท หลอดไฟแบบหลอดไส้ หรือเครื่องทาความร้อน ที่มีโหลดเป็ นความต้านทาน แต่ไม่เหมาะกับโหลดประเภท หลอดไฟแบบฟลูออเรสเซนต์ เคร่ือง คอมพวิ เตอร์ มอเตอร์ และเคร่ืองเสียง 2. UPS ที่มีลกั ษณะของรูปคลื่นแรงดนั ทางดา้ นขาออกเป็ นรูปส่ีเหล่ียมดัดแปลง ระบบแบบน้ี เป็ นการดดั แปลงจาก UPS แบบรูปคลื่นสี่เหล่ียมขา้ งตน้ โดยควบคุมการทางานจาก วฏั จกั รงานของ รูปคลื่นส่ีเหลี่ยม เพ่ือกาจดั ฮาร์มอนิกส์ขนาดใหญ่ของรูปคล่ืนแรงดนั ทางดา้ นขาออก 3. UPS ท่ีมีลกั ษณะของรูปคล่ืนแรงดนั ทางดา้ นขาออกเป็นรูปสี่เหลี่ยมแบบระดบั ข้นั ระบบน้ีจะ มีรูปคลื่นคลา้ ยสัญญาณไซน์จึงอาจเรียกอีกช่ือหน่ึงไดว้ ่าเป็ น UPS แบบรูปคลื่นไซน์ดดั แปลง UPS ท่ีมี รูปคลื่นขณะทางานในลกั ษณะเช่นน้ี นบั เป็น UPS ท่ีอยใู่ นเกณฑด์ ี 4. UPS ที่มีลกั ษณะของรูปคล่ืนแรงดนั ทางด้านขาออกเป็ นรูปไซน์ ระบบน้ีนบั เป็ น UPS ท่ีดี ที่สุด และมีราคาสูงที่สุดดว้ ย เนื่องจาก UPS จะทางานโดยจ่ายกาลงั งานไฟฟ้าให้แก่โหลด ดว้ ยลกั ษณะท่ี เหมือนกนั กบั แหล่งจ่ายกาลงั เดิม

10.4 ข้นั ตอนการเลือกขนาดของแหล่งจ่ายไฟฟ้าสารอง 1. พิจารณาความสาคญั ของโหลดท่ีจาเป็นตอ้ งมีความตอ่ เน่ืองของแหล่งจ่ายไฟฟ้า 2. แยกวงจรของโหลดที่จาเป็นและไมจ่ าเป็นตอ้ งมีความต่อเน่ืองของแหลง่ จ่ายไฟฟ้าออกจากกนั 3. กรณีท่ีโหลดตอ้ งการความต่อเนื่องของแหลง่ จ่ายไฟฟ้าเป็นโหลดขนาดเลก็ สามารถที่จะจดั ให้ เป็นวงจรเดียวกนั ได้ 4. กรณีท่ีโหลดตอ้ งการความต่อเน่ืองของแหล่งจ่ายไฟฟ้าเป็นโหลดขนาดใหญ่ อาจแยกเป็น 1 วงจรเฉพาะ 5. รวมโหลดท่ีตอ้ งการความต่อเน่ืองของแหลง่ จ่ายไฟฟ้าท้งั หมด โดยมีข้นั ตอนการออกแบบ เช่นเดียวกบั การออกแบบไฟฟ้าปกติเลือกขนาดของแหลง่ จ่ายไฟฟ้าสารองใหเ้ หมาะสมกบั ขนาดโหลดและ ความตอ้ งการ