Substation ประกอบด้วยอุปกรณ์อะไรบ้าง?

สถานีไฟฟ้า (Substation) เป็นองค์ประกอบสำคัญในระบบการจัดการพลังงานไฟฟ้าที่ช่วยให้การกระจายไฟฟ้าถูกต้องและมีประสิทธิภาพสูงสุด โดยทั่วไปแล้ว สถานีไฟฟ้าจะประกอบด้วยอุปกรณ์หลายประเภทที่ทำงานร่วมกันเพื่อให้การจัดส่งไฟฟ้าเป็นไปอย่างราบรื่นและปลอดภัย

ในบทความนี้ เราจะทำการสำรวจและศึกษาความสำคัญของอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่พบในสถานีไฟฟ้า โดยเราจะเริ่มจากอุปกรณ์พื้นฐานอย่างเช่น เบรกเกอร์ (Breakers), ทรานสฟอร์เมอร์ (Transformers), และ สวิตช์ (Switches) ไปจนถึงอุปกรณ์ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น เช่น รีเลย์ (Relays) และ ระบบควบคุม (Control Systems)

การทำความเข้าใจอุปกรณ์เหล่านี้จะช่วยให้เรามีความรู้ที่ดีขึ้นเกี่ยวกับการทำงานของสถานีไฟฟ้าและการรักษาความปลอดภัยในการกระจายพลังงานไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ

Substation ประกอบด้วยอุปกรณ์อะไรบ้าง?

สถานีไฟฟ้า (Substation) เป็นส่วนสำคัญของระบบไฟฟ้าที่ใช้ในการแปลงแรงดันไฟฟ้าและการกระจายพลังงานไฟฟ้าไปยังพื้นที่ต่างๆ โดยในสถานีไฟฟ้าจะประกอบด้วยอุปกรณ์หลักต่างๆ ดังนี้:หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer) – ใช้สำหรับแปลงแรงดันไฟฟ้าจากแรงดันสูงที่มาจากสายส่งให้เป็นแรงดันต่ำที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในบ้านเรือนและธุรกิจสวิตช์เกียร์ (Switchgear) – อุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุม, ป้องกัน และตัดการเชื่อมต่อของวงจรไฟฟ้า ซึ่งรวมถึงสวิตช์, เบรกเกอร์ และฟิวส์อุปกรณ์ป้องกัน (Protective Devices) – เช่น รีเลย์และเบรกเกอร์ ที่ใช้ในการป้องกันวงจรไฟฟ้าจากความผิดปกติเช่นการลัดวงจรหรือการโอเวอร์โหลดระบบควบคุม (Control Systems) – ใช้ในการควบคุมการทำงานของสถานีไฟฟ้าและการตรวจสอบข้อมูล เช่น SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) ที่ช่วยในการติดตามและควบคุมการทำงานของระบบอุปกรณ์การวัด (Measuring Instruments) – รวมถึงมิเตอร์ที่ใช้วัดแรงดัน, กระแส และพลังงาน เพื่อให้สามารถตรวจสอบและวิเคราะห์การทำงานของระบบไฟฟ้าอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า (Lightning Arresters) – ใช้ในการป้องกันการเสียหายที่อาจเกิดจากฟ้าผ่าโดยการลดแรงดันไฟฟ้าสูงที่เกิดขึ้นจากฟ้าผ่าระบบสายดิน (Earthing System) – อุปกรณ์ที่ใช้ในการป้องกันไฟฟ้าช็อตโดยการเชื่อมต่ออุปกรณ์ไฟฟ้ากับพื้นดินอุปกรณ์เก็บประจุไฟฟ้า (Capacitors and Reactors) – ใช้ในการควบคุมและปรับปรุงคุณภาพพลังงานไฟฟ้าในระบบ โดยช่วยในการรักษาสมดุลของแรงดันและลดการสูญเสียพลังงานการทำงานของสถานีไฟฟ้าขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์และการทำงานที่ถูกต้องของอุปกรณ์ทั้งหมดนี้ เพื่อให้สามารถส่งมอบพลังงานไฟฟ้าไปยังผู้ใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย

อุปกรณ์หลักใน Substation: ปลดล็อกความเข้าใจพื้นฐาน

การทำงานของสถานีย่อย (Substation) เป็นหัวใจสำคัญในการส่งพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งผลิตไปยังผู้ใช้ปลายทาง โดยมีการใช้หลากหลายอุปกรณ์เพื่อควบคุมและจัดการพลังงานไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ ในบทความนี้เราจะมาทำความรู้จักกับอุปกรณ์หลักที่พบในสถานีย่อยกันหม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer)

หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์หลักที่ใช้ในการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าจากระดับสูงลงไปยังระดับที่ต่ำลงเพื่อให้สามารถส่งพลังงานได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ โดยสามารถแปลงแรงดันไฟฟ้าจากระดับ 115kV ลงไปยัง 24kV หรือระดับต่ำกว่าได้ตามความต้องการของระบบสวิตช์เกียร์ (Switchgear)

สวิตช์เกียร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุม การปิด-เปิด และการป้องกันวงจรไฟฟ้าในสถานีย่อย โดยมีหน้าที่ในการตัดการเชื่อมต่อของอุปกรณ์ต่างๆ เมื่อเกิดปัญหาหรือเหตุฉุกเฉิน ซึ่งช่วยป้องกันความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับระบบเบรกเกอร์ (Circuit Breaker)

เบรกเกอร์เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ตัดวงจรไฟฟ้าอัตโนมัติเมื่อเกิดความผิดปกติ เช่น กระแสไฟฟ้าเกินหรือความผิดปกติอื่นๆ ซึ่งช่วยป้องกันความเสียหายและการเกิดอุบัติเหตุในระบบไฟฟ้าอุปกรณ์ป้องกันแรงดันสูง (Insulators)

อุปกรณ์ป้องกันแรงดันสูงหรือที่เรียกว่าหมายถึงวัสดุที่ใช้เพื่อป้องกันการเกิดกระแสไฟฟ้าส่วนเกินและลดความเสี่ยงของการเกิดไฟฟ้าช็อต โดยช่วยให้การทำงานของระบบไฟฟ้าปลอดภัยมากยิ่งขึ้นอุปกรณ์วัดและควบคุม (Measurement and Control Devices)

อุปกรณ์เหล่านี้รวมถึงมิเตอร์วัดแรงดันและกระแสไฟฟ้า, อุปกรณ์วัดอุณหภูมิ, และระบบควบคุมที่ช่วยให้สามารถติดตามและจัดการการทำงานของระบบไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพอุปกรณ์เสริมอื่นๆ (Auxiliary Equipment)

เช่น ระบบระบายความร้อน, ระบบป้องกันการเกิดเพลิงไหม้, และระบบสื่อสารที่ช่วยในการตรวจสอบและควบคุมสถานีย่อยอย่างมีประสิทธิภาพการทำความเข้าใจอุปกรณ์หลักเหล่านี้จะช่วยให้เรามีความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับการทำงานของสถานีย่อยและความสำคัญของแต่ละอุปกรณ์ในการส่งพลังงานไฟฟ้าได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

การทำงานของ Transformer ใน Substation: บทบาทและความสำคัญ

Transformers หรือหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นองค์ประกอบที่สำคัญในสถานีไฟฟ้า (Substation) ที่มีบทบาทหลักในการเปลี่ยนแปลงระดับแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้เหมาะสมกับการส่งผ่านและการใช้งานของระบบไฟฟ้า1. บทบาทหลักของ TransformerTransformer ทำหน้าที่หลักในการปรับเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าจากระดับสูงที่ใช้ในการส่งพลังงานไฟฟ้าไปยังระดับต่ำที่ใช้ในบ้านเรือนและอุตสาหกรรม โดยการแปลงแรงดันไฟฟ้าสูงที่มาจากแหล่งจ่ายไฟ (เช่น โรงไฟฟ้า) ให้เป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำที่สามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัย2. การทำงานของ Transformerการทำงานของ Transformer อิงจากหลักการของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า โดยมีสองขดลวดหลักคือ ขดลวดแรงดันสูง (Primary Coil) และขดลวดแรงดันต่ำ (Secondary Coil) ขดลวดทั้งสองถูกพันรอบแกนเหล็กซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวนำแม่เหล็ก ไฟฟ้าจะไหลผ่านขดลวดแรงดันสูงและสร้างสนามแม่เหล็ก ซึ่งสนามแม่เหล็กนี้จะถูกเหนี่ยวนำเข้าสู่ขดลวดแรงดันต่ำ ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่มีค่าต่างออกไปตามอัตราส่วนของขดลวด3. ความสำคัญของ Transformer ใน Substationการมี Transformer ใน Substation ช่วยให้สามารถควบคุมและจัดการแรงดันไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการแปลงแรงดันสูงเป็นแรงดันต่ำช่วยลดความเสี่ยงในการสูญเสียพลังงานในระหว่างการส่งไฟฟ้าและทำให้ระบบไฟฟ้ามีความปลอดภัยมากยิ่งขึ้น นอกจากนี้ ยังช่วยให้สามารถจ่ายพลังงานไฟฟ้าได้ตามความต้องการในแต่ละพื้นที่อย่างเหมาะสม4. ประเภทของ Transformer ที่ใช้ใน Substationใน Substation อาจพบ Transformer หลายประเภท เช่น หม้อแปลงแรงดันสูง-ต่ำ (Step-down Transformer) ที่ทำการลดแรงดันไฟฟ้าจากระดับสูงไปยังระดับต่ำ หม้อแปลงแรงดันต่ำ-สูง (Step-up Transformer) ที่ทำการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าให้สูงขึ้นเพื่อการส่งพลังงานไฟฟ้าในระยะทางไกลๆ รวมถึงหม้อแปลงที่ใช้ในการปรับแรงดันไฟฟ้าให้ตรงตามความต้องการของระบบการทำงานและความสำคัญของ Transformer ใน Substation จึงเป็นสิ่งที่ไม่สามารถมองข้ามได้ เนื่องจากมีผลต่อความเสถียรและความปลอดภัยของระบบไฟฟ้าโดยรวม

ระบบเบรกเกอร์และสวิตช์: การป้องกันและควบคุมใน Substation

ในสถานีย่อย (Substation) ระบบเบรกเกอร์และสวิตช์มีบทบาทสำคัญในการป้องกันและควบคุมการจ่ายไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ โดยพวกเขาทำหน้าที่หลักในการควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าและป้องกันการเสียหายจากปัญหาต่างๆ ที่อาจเกิดขึ้นในระบบไฟฟ้าเบรกเกอร์ (Circuit Breaker)เบรกเกอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการป้องกันและควบคุมวงจรไฟฟ้า มันทำหน้าที่ตัดการไหลของกระแสไฟฟ้าเมื่อมีการเกิดลัดวงจร (short circuit) หรือเกิดกระแสไฟฟ้ามากเกินไป (overcurrent) โดยเบรกเกอร์มีหลายประเภท เช่น เบรกเกอร์แรงดันสูง (high-voltage circuit breaker) และเบรกเกอร์แรงดันต่ำ (low-voltage circuit breaker) ซึ่งเลือกใช้ตามระดับแรงดันไฟฟ้าของระบบสวิตช์ (Switch)สวิตช์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการเปิดหรือปิดวงจรไฟฟ้า มันช่วยให้สามารถควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์หรือพื้นที่ต่างๆ ได้ง่ายและสะดวก สวิตช์ในสถานีย่อยมักจะมีสวิตช์แบบหมุน (rotary switch) และสวิตช์แบบเลื่อน (toggle switch) ซึ่งมีความสามารถในการทำงานที่หลากหลายตามการออกแบบและการใช้งานการทำงานร่วมกันของเบรกเกอร์และสวิตช์ในสถานีย่อย เบรกเกอร์และสวิตช์ทำงานร่วมกันเพื่อให้การจ่ายไฟฟ้าสามารถดำเนินการได้อย่างราบรื่นและปลอดภัย เบรกเกอร์จะทำหน้าที่ตัดการจ่ายไฟเมื่อเกิดปัญหาหรือความผิดปกติ ในขณะที่สวิตช์ช่วยให้สามารถเลือกเปิดหรือปิดวงจรไฟฟ้าเพื่อทำการบำรุงรักษาหรือจัดการไฟฟ้าได้ตามต้องการด้วยการรวมกันของระบบเบรกเกอร์และสวิตช์ในสถานีย่อย เราจึงสามารถมั่นใจได้ว่าการจัดการและการควบคุมระบบไฟฟ้าเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ และสามารถป้องกันการเกิดอุบัติเหตุหรือความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นในระบบไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อุปกรณ์เสริมใน Substation: เซนเซอร์และอุปกรณ์ตรวจสอบ

การจัดการและดูแลรักษาสถานีไฟฟ้า (Substation) เป็นเรื่องสำคัญที่ต้องให้ความใส่ใจอย่างมากเพื่อให้ระบบไฟฟ้าทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย อุปกรณ์เสริมที่สำคัญในสถานีไฟฟ้า ได้แก่ เซนเซอร์และอุปกรณ์ตรวจสอบ ซึ่งช่วยให้สามารถตรวจจับและวิเคราะห์สถานะของระบบไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำ

เซนเซอร์และอุปกรณ์ตรวจสอบเหล่านี้ช่วยให้การบำรุงรักษาและการจัดการสถานีไฟฟ้าเป็นไปอย่างราบรื่น โดยสามารถตรวจสอบค่าต่างๆ เช่น อุณหภูมิ, ความดัน, และระดับกระแสไฟฟ้า ได้อย่างต่อเนื่อง

บทสรุป

ในการดูแลรักษาสถานีไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ เซนเซอร์และอุปกรณ์ตรวจสอบมีบทบาทสำคัญในการรวบรวมข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการตรวจสอบและบำรุงรักษาระบบไฟฟ้า อุปกรณ์เหล่านี้ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถรับรู้สถานะและปัญหาที่เกิดขึ้นในระบบได้อย่างรวดเร็ว และทำให้สามารถดำเนินการแก้ไขได้อย่างทันเวลา

การลงทุนในเซนเซอร์และอุปกรณ์ตรวจสอบที่ทันสมัยถือเป็นการลงทุนที่คุ้มค่า เพราะจะช่วยลดความเสี่ยงในการเกิดเหตุการณ์ไม่คาดคิดและเพิ่มความเชื่อมั่นในระบบไฟฟ้าโดยรวม