วันอังคารที่ 31 กรกฎาคม พ.ศ. 2555

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับยูพีเอส

                                                  เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับยูพีเอส
     เครื่องกำเนิดไฟฟ้า  มีไว้สำหรับจ่ายพลังงานให้กับระบบไฟฟ้าให้สามารถใช้งานได้ตลอดเวลา ซึ่งในการเปิดหรือปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้านั้น จะต้องระวังไม่ให้เกิดแรงดันทรานเซียนท์ และในภาวะปกติแรงดันไฟฟ้าควรมีความเที่ยงตรง +- 2%
         การติดตั้งใช้งานเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
    การที่เราต้องการใช้งานเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองอัตโนมัติ ก็เพื่อที่จะให้ระบบไฟฟ้ายังคงใช้งานได้อยู่ตลอดเวลา แม้แต่ในกรณีที่แหล่งกำเนิดไฟฟ้าตามปกติหยุดชะงักการจ่ายไฟไปนานๆ และเป็นการลดต้นทุนในการที่จะจัดซื้อแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ๆ หรือมีจำนวนมากๆ ซึ่งจะทำให้มีปัญหาไปถึงห้องเก็บแบตเตอรี่ขนาดใหญ่และมีน้ำหนักมากด้วย
การพิจารณาหาขนาดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองอัตโนมัตินั้นจะต้องระมัดระวังเป็นพิเศษ เนื่องจากต้องพิจารณาถึงองค์ประกอบต่างๆให้ครบถ้วน เช่น ความสูญเสียทางกำลังไฟฟ้าของเครื่องยูพีเอส กำลังไฟฟ้าที่ใช้ในการอัดให้ไฟแบตเตอรี่ และความต้านทานต่อฮาร์มอนิกย้อนกลับจากเครื่องยูพีเอสอีกด้วย
     ตามปกติแล้ว เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะจ่ายพลังงานออกมาได้ เป็นเวลานานที่จะจัดหาเชื้อเพลิงมาได้  แต่ระบบไฟฟ้าที่จะติดตั้งเครื่องกเนิดไฟฟ้าได้นั้น  จะต้องมีการติดตั้งอุปกรณ์โยกย้ายโหลดให้ต่อเข้ากับไฟฉุกเฉินได้ อุปกรณ์นี้เรียกว่า " สวิตช์ย้ายโหลดอัตโนมัติ " ( ATS - Automatic transfer  switch ) หรืออาจจะเป็น " สวิตช์ย้ายโหลดด้วยมือ " ( MTS - Manual transfer twitch ) ก็ได้
      ขั้นตอนที่มีการย้ายโหลดดังกล่าว จะมีช่วงที่การจ่ายพลังงานไฟฟ้าหยุดชะงัก  หรือมีการที่ไฟฟ้าขาดตอนไปบ้าง ( ประมาณ 5 วินาทีถึง 5 นาที ขึ้นอยู่กับค่าที่ตั้งไว้ ) ซึ่ง พอจะแยกความสำคัญของโหลดที่ใช้งานได้เป็น  3 ประเภท  คือ
1. โหลดปกติ ( Normal  load ) โหลดชนิดนี้ เป็นโหลดที่ยินยอมให้มีการหยุดชะงักการจ่ายไฟฟ้าได้นานๆเช่น  แสงสว่าง  ปรับอากาศ
2. โหลดวิกฤต ( Critical  load ) โหลดชนิดนี้เป็นโหลดที่ไม่ยินยอมให้มีการหยุดชะงักการจ่ายไฟฟ้านานเกินครึ่งไซเกิล ( 10 มิลลิวินาที ) เช่น คอมพิวเตอร์ , การสื่อสาร ดังนั้น ดหลดชนิดนี้จึงต้องจ่ายผ่านยูพีเอส และมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจ่ายเข้ายูพีเอสอีกขั้นหนึ่ง
3. โหลดจำเป็น ( Essential  load ) โหลดชนิดนี้เป็นโหลดเพื่อความปลอดภัยที่ยินยอมให้มีการหยุดชะงักการจ่ายไฟฟ้าได้ แต่ต้องไม่นานเกิน  30 วินาที เช่น โคมไฟฉุกเฉิน ระบบความเย็นพิเศษ ระบบป้องกันเพลิง ระบบรักษาความปลอดภัย
       การเลือกขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
  การเลือกขนาดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองมาใช้งาน จะต้องพิจารณาถึงหลักการในการเลือกและวิธีการคำนวณขนาดของเครื่องที่เหมาะสม จึงจะเกิดประโยชน์ และเกิดความมั่นคงต่อระบบไฟฟ้าได้มากที่สุด
  การกำหนดขนาดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จะต้องพิจารณาภาวะที่โหลดเริ่มเปิดใช้งาน และโหลดพิเศษซึ่งต้องเพิ่มขนาดพิกัดขึ้นอีก  เพื่อให้เกิดความปลอดภัย คือ
- เครื่องยูพีเอส
- เครื่องแปลงความถี่ไฟฟ้า
- เครื่องประจุไฟฟ้าแบตเตอรี่ ( ชาร์จเจอร์ )
- เตรื่องมือแพทย์
ขั้นตอนเตรียมการ เพื่อคำนวณขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า มีดังนี้
- เตรียมรายละเอียดของโหลด ( Load schedule )
- พิจารณาแยกโหลด ที่ต้องการใช้ตลอดเวลา
- พิจารณาเรียกโหลด ที่จำเป็นหรือความปลอดภัย
- พิจารณาแยกโหลด  ที่ไม่จำเป็นต้องใช้
ทั้งนี้ วิธีการคำนวณโหลดเป็นวัตต์รวมอย่างง่าย ๆ นั้นถ้าหากไม่ทราบข้อมูล จะสามารถทำได้ดังนี้
1. โหลดแสงสว่าง
   คำนวณวัตต์รวม จากวัตต์ของหลอดไฟและบัลลาส   หากเป็นหลอดไฟ High intensity  discharge  ให้คิดวัตต์ 75% ของหลอด
2. โหลดมอเตอร์
   คำนวณวัตต์รวม จากวัตต์ของมอเตอร์ หากมีแรงม้า  ให้คิดเป็นวัตต์จาก
  กิโลวัตต์      เท่ากับ      แรงม้าที่เนมเพลท  x  0.746
                                              ประสิทธิภาพ
ทั้งนี้ให้ถือว่า             - 1 แรงม้า              มีประสิทธิภาพประมาณ  70 %
                                 - 10 แรงม้า            มีประสิทธิภาพประมาณ  85 %
                                 - 100 แรงม้า          มีประสิทธิภาพประมาณ  90 %
3. โหลดเครื่องแปลงความถี่
      หากเป็นเครื่องแปลงความถี่ที่เป็นโรตารี่ซึ่งมีการขับเคลื่อน ( หมุน ) ให้คำนวณกิโลวัตต์ได้ และแรงม้าให้คิดเป็นวัตต์จาก
    กิโลวัตต์             เท่ากับ        แรงม้าชุดขับด้านออก x 0.746
                                                          ประสิทธิภาพ
                             ประสิทธิภาพถือว่า  มีค่าประมาณ  90 %
      ในการคำนวณเครื่องแปลงความถี่เป็นโรตารี่  ควรมีการเผื่อไว้เป็นประมาณ 2 เท่า หากเครื่องแปลงความถี่เป็นสแตติก  ควรมีการเผื่อไว้ประมาณ  1.4 เท่า
4. โหลดเครื่องยูพีเอสสแตติก
     คำนวณหาวัตต์รวม  ในภาวะอัดไฟแบตเตอรี่
   กิโลวัตต์              เท่ากับ            กิโลวัตต์ด้านออก  + กิโลวัตต์ในการอัดไฟแบตเตอรี่
                                                      ประสิทธิภาพยูพีเอส
      โดยปกติถือว่า  ประสิทธิภาพยูพีเอสมีค่าประมาณ  85 % และการอัดไฟของแบตเตอรี่มีค่าประมาณ 20 % ของพิกัด
       ในการคำนวณ  ควรเผื่อไว้ประมาณ  1.4 เท่า
                    หลักการทั่วไปในการเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
       การพิจารณา  ในการเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้า  มีสามประการ  คือ
1. พิจารณาที่จะยินยอมให้มีโหลดเป็นอุปกรณ์ที่เป็นโซลิดสเตต  เช่น ไทริสเตอร์ มีค่าไม่เกิน 70 % ของโหลดทั้งหมด ส่วนโหลดที่เหลืออีก 30% ให้ถือว่าเป็นโหลดอุปกรณ์ทั่วไป  ทั้งนี้เพื่อมิให้เกิดความผิดเพี้ยนของรูปเคลื่อนไฟฟ้า ( Waveform distortion ) มากเกินไปนั่นเอง
2. หากโหลดเป็นเครื่องยูพีเอส  ชนิด 6 พัลล์ ควรจะมีการเผื่อขนาดกำลังไฟฟ้าด้านเข้า ให้เพิ่มขึ้นจากกำลังไฟฟ้าด้านเข้าปกติอีก  100%
3. หากโหลดเป็นเครื่องยูพีเอส  ชนิด 12 พัลส์ ควรจะมีการเผื่อขนาดกำลังไฟฟ้าด้านเข้า ให้เพิ่มขึ้นจากกำลังไฟฟ้าด้านเข้าปกติอีก  50%
                  การคำนวณขนาดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
        โดยปกติ  เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั่วไป จะรับโหลดโซลิดสเตต  เช่น  ไทริสเตอร์ ได้ประมาณ 55%  ของพิกัดโหลดตามปกติเท่านั้น แต่ก็มีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าบางชนิดที่ออกแบบให้รับโห
ถึง  75% ทีเดียว  อย่างไรก็ตามหากเราไม่แน่ใจในเรื่องของชนิดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เราจะหาได้มา  เราก็ควรจะถือไว้ก่อนว่า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่จะได้นั้น รับโหลดโซลิดสเตตได้เพียง  50-60 % ของพิกัดโหลดตามปกติ  มาใช้ในการคำนวณเลือกขนาดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
    ตัวอย่าง  :  การคำนวณเลือกขนาดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองอัโนมัติ
    โจทย์      :  ต้องการให้จ่ายโหลดที่เครื่องยูพีเอส  70 % ของโหลดรวม 1000 เควีเอ และถือว่าระบบมีตัว
                      ประกอบกำลัง ( Power  factor ) 0.8
    การคำนวณ
   โหลดรวม                                     =  KVA x  pf
                                                        =   1000  x 0.8
                                                        =   800                        กิโลวัตต์
   โหลดยูพีเอสด้านออก  70%         =  800  x  0.7
                                                        =   560                         กิโลวัตต์
โดยปกติถือว่า ประสิทธิภาพของยูพีเอสทั้งชุด  ประมาณ  85%
ดังนั้น  โหลดยูพีเอสด้านเข้า           =  560