อ น ไ ซ ด ไ ฟ ฟ า

ค ณ ศ ว ณ ช ฐ ก ล ไ ช ย ศ ร

Switchboard & Control Board MV Applications

สวสดครบ...เจอกนครงแรกกบคำ�ทกท�ยกนแบบไทยๆ ใหคนเคย ขอเปดตวแนะนำ�กนกอนครบกบคอลมนเนอห�ส�ระทเกยวกบ สวตชบอรดไฟฟ� หรอ สวตชเกยร ทเร�มกรจกกนดในชอ บรภณฑไฟฟ� ซงเร�จะหยบยกเนอห� คว�มรและประสบก�รณด�นสวตชบอรดไฟฟ�ม�แลกเปลยนกบทกๆ ท�น บ�งท�นอ�จจะเคยอ�นในเลมเอกส�รทเปนม�ตรฐ�นกนม�บ�งแลวเชน เลมม�ตรฐ�น มอก.1436-2540 หรอเลมทเปนม�ตรฐ�นส�กลคอ IEC 60439-1, IEC 62271 แตเร�อ�จจะมองภ�พกบคำ�ว� "สวตชบอรด" หรอ "สวตชเกยร" ไมคอยชดเจน เนองจ�กเปนเรองทคอนข�งเข�ใจย�กม�กๆ ดงนน เร�จงไดทำ�คอลมนนเพอเปนก�รขย�ยคว�มและสอดแทรกเนอห�ทใหเหนภ�พและเข�ใจไดง�ยขน สวนฉบบแรกนจะม�กล�วถงประเภทและชนดของสวตชบอรดหรอสวตชเกยรต�มก�รประยกตใชง�น ใน Part

ของแรงดนปานกลาง (แรงสง) กอน โดยสวตชบอรดหรอสวตชเกยรแบบดงกล�วเปนแบบทเร�มกคนเคยชอกนม�กทสดและเปนชอเรยกทเร�รจกกนดในตล�ด

เนองจากปจจบนมสวตชบอรดทคอนขางหลากหลาย มความแตก

ตางกนอยางสนเชง รวมไปถงคณลกษณะสมบตทกำาหนดและทำาการ

ผลตกมความแตกตางกนบางกทำาการประกอบทไมไดผานการทดสอบ

บางกผานการทดสอบ บางกทำาตามขอกำาหนด หรอมาตรฐานโรงงาน

ผผลตทกำาหนด เปนกฏกตกาในการประกอบ และการตรวจสอบ เพอ

ใหดมมาตรฐานนาเชอถอ บางกทำาการผลตตามมาตรฐานผลตภณฑ

รวมไปถงการออกแบบใหเหมาะสมกบการนำาไปใชงานกมความหลาก

หลายแตกตางกนดวยเชนกนโดยตสวตชบอรดหรอสวตชเกยรตาม

การประยกตใชงาน กเปนอกรปหนงของสวตชบอรด หรอสวตชเกยร

เชนกนโดยลกษณะของตทแบงแยกไวตามแบบดงกลาวนนเราสามารถ

แบงออกเปนประเภทตางๆหลกๆไดดงนดงน

1. แบงตามการแบงกนสวนตางๆภายในต ตามมาตรฐานIEC

60298(เดม)

1.1. เมททอลเอนโครสสวตชเกยรหรอเมททอลแคลด(MetalClad

orMetalEnclosedType)

1.2. ควบเคลสวตชเกยร(CubicleType)

1.3. คอมพารทเมทสวตชเกยร(CompartmentType)

2. แบงตามการแบงกนและชนดของฉนวน(Insulated)อาจ

จะแบงไดเปน

2.1.AISSwitchgear

2.2.GISSwitchgear

2.3.AIS+GISSwitchgear

3.แบงตามลกษณะของการหอหม(Enclosed)

4. แบงตามลกษณะของการตดตอวงจรหลกอาจแบงออกเปน

4.1.Disconnector

4.2. SwitchDisconnector

4.3.CircuitBreaker:Fixedtype,Withdrawabletype

4.4.Contactor,Fixedtype,Withdrawabletype

4.5. Fuse

5. แบงตามสารทชวยดบอารค(ArcQuenching)อาจจะแบงเปน

5.1. SF6

5.2.Vacuum

5.3.Air

6. แบงตามลกษณะของการตดตงใชงาน (Application) อาจ

จะแบงเปน

6.1.AirLoadBreakSwitch:ALBS

6.2. SF6LoadBreakSwitch:SF6LBS

6.3. RingMainSwitch;RMU

6.4.Metal-Clad

6.5.UnitSubStation

6.6. อนๆ

7. แบงตามวสดทใชกน (Partitioning) ระหวาง Compart-

ments(IEC62271-200)

7.1. LSC1:LossofServiceContinuous1

7.2. LSC2A:LossofServiceContinuousClass2A

7.3. LSC2B:LossofServiceContinuousClass2B

58 I S S U E 1 . V O L U M E 2 0 . M A Y - J U L Y . 2 0 1 3

58.������������.indd 58 7/12/13 9:19 PM

อ

นไ ซ ด ไ ฟ

ฟา

โดยรายละเอยดของประเภทสวตชบอรด หรอสวตชเกยรตางๆ ท

กลาวมาขางตน กอาจจะมลกษณะของตทเปนรปแบบเดยวกนได แต

อาจจะแตกตางกนทวาเราจะใชหลกหรอประเภทไหนเปนตวระบ บงช

โดยรายละเอยดทยกมาประกอบการอธบายในบทความฉบบนจะขอยก

ในสวนททกคนอาจจะคนเคยมากทสดคอ

1. เมททอลเอนโครสสวตชเกยรหรอเมททอลแคลด

(Metal Clad or Metal Enclosed Type)

คอบรภณฑทางไฟฟาทประกอบดวยอปกรณตดตอ(Switching

Device)เชน:VCB,VMC(VacuumMagneticContactor),GCB,DS

อปกรณชวยอนๆ(Accessories)ททำางานรวมกบอปกรณตดตอ,อปกรณ

ตรวจวด(measuringorMeteringDevice),อปกรณปองกนทงหลาย

(ProtectiveDevice,Relay),andอปกรณปรบเปลยนกระแสและแรงดน

(Regulating equipment) และโครงสรางหอหม (Enclosures and

supporting structures) มาตรฐานทรองรบสำาหรบตประเภทดงกลาว

คอIEC62271-200เดมIEC60298หรอถาจะนยามตามขอกำาหนด

ในมาตรฐานอนกรมIEC62271ซงกคอเมททอลเอนโครสสวตชเกยร

เปนตสวตชเกยรหรอคอนโทรลเกยรทประกอบไปดวยโครงสรางหอหม

ภายนอกเปนโลหะทงหมด และทกสวนมความตอเนองถงกนทงหมด

(ระบบกราวด) อยางสมบรณ (Metal-enclosed switchgear and

controlgearSwitchgearandcontrolgearassemblieswithan

externalmetalenclosureintendedtobeearthedandcomplete

exceptforexternalconnections.) โดยการออกแบบแลวตประเภท

ดงกลาวมกจะออกแบบใหมสวนตางๆ และมการปดกนสวนตางๆ ออก

จากกนโดยพาตชน(Partition)Metalclad; มการแบงกนชองออก

เปนสวนๆมากกวา3สวนซงอาจจะแบงออกเปนสวนๆดงน

1. สวนของบสบาร(BusBar

Compartment)

2. สวนของอปกรณควบคมและตรวจ

วด(LowVoltCompartment)

3. สวนของอปกรณเมนตเบรกเกอร

(BreakerCompartment)

4. สวนของการเขาสาย(CableCompartment)

5. สวนของอปกรณปรบระดบกระแสหรอแรงดน(CTs,VTs

Compartment)ซงสวนนอาจจะรวมกนอยในชองของการเขา

สาย(CableCompartment)ได

ซงเมททอลเอนโครสสวตชเกยรหรอเมททอลแคลด(MetalClad

orMetalEnclosedType)ถาจะนำาไปจดอยในประเภทอนๆกอาจจะ

จดอยในกลมAISSwitchgearกได หรอถาแบงตามลกษณะของการ

ตดตอวงจรหลกกจะจดอยในกลมCircuitBreaker:Fixedtype,With-

drawable type หรอถาแบงตามสารทชวยดบอารค (ArcQuenching)

อาจจะแบงเปนชนดVacuumเปนตน

2. ควบเคลสวตชเกยร(CubicleType)

เปนสวตชบอรดอกแบบหนงทอปกรณตดตงอยในชองเดยวกน ทง

หมดอาจจะมเพยง แผนกนทเปนฉนวนกนระหวางสวน บางสวนเทานน

แตไมมการปดกนสวนตางๆออกจากกนเดดขาดหรอบางผผลตอาจจะ

มการแบงกนแตจะมการกนสวนตางๆนอยกวา3สวน

รปแสดง Cubicle Switchgear

หรอบางครงอาจจะรจกกนในชอAirLoadBreakSwitchกไดโดย

คณสมบตของตประเภทดงกลาวนประกอบดวย

CubicleSwitchgear เปนแบบราคาถกทสดและความปลอดภย

นอยทสดถาเกดลดวงจรทอปกรณใดๆกจะแพรไปทวต

มนอยกวา3Compartments

มPartitionเปนฉนวน(Insulated)

SwitchingDeviceอาจเปนแบบตดถาวร(Fixed)

CubicleSwitchgear เปนแบบราคาถกทสดและความปลอดภย

นอยทสดถาเกดลดวงจรทอปกรณใดๆกจะแพรไปทวต

มคาความทนทานตอการลดวงจรตำา

ตอขยายไดงายสวนมากเปนแบบModular

มหลายอปกรณเหมาะทจะใชงานในอาคารสงและอตสาหกรรม

ขนาดกลางลงมาถาจะนำาไปจดอยในประเภทอนๆกอาจจะจดอย

ซงควบเคล สวตชเกยรถาจะนำาไปจดอยในประเภทอนๆ กอาจจะ

จดอยในกลมAISSwitchgearกได หรอถาแบงตามลกษณะของการ

ตดตอกจะเปนแบบSwitchDisconnectortypeหรอถาแบงตามสารท

59I S S U E 1 . V O L U M E 2 0 . M A Y - J U L Y . 2 0 1 3

58.������������.indd 59 7/12/13 9:20 PM

อ

นไ ซ ด ไ ฟ

ฟา

ชวยดบอารค(ArcQuenching)อาจจะแบงเปนชนดดงอารคดวยอากาศ

(Air)หรอแบงตามลกษณะของการตดตงใชงานกจดอยเปนAirLoad

BreakSwitch:ALBSเปนตน

3. คอมพารทเมทสวตชเกยร(CompartmentType)

รปแสดง Compartment Switchgear

โดยคณสมบตของตประเภทดงกลาวนประกอบดวย

ใชฉนวนเปนตวกนระหวางCompartment ไมมการแบงCom-

partments

SwitchingdeviceสวนเปนแบบFixedและWithdrawable

และอาจมหรอไมมSafetyshutterปดกนสวนLivepartเมอ

Switchingdeviceถกถอออกมา

มคาความทนทานตอการลดวงจรตำากวาMetalclad

ตอขยายไดงายสวนมากเปนแบบModular

มหลายอปกรณเหมาะในอตสาหกรรมขนาดกลางลงมา

ใชงานงาย

ซอมบำารงรกษาตำา

ใชงานในสวนทเปนSecondarysubstation

คอมพารทเมทสวตชเกยรถาจะนำาไปจดอยในประเภทอนๆกอาจ

จะจดอยในกลมAISSwitchgearหรอAIS+GISSwitchgearกไดหรอ

ถาแบงตามลกษณะของการตดตอกจะเปนแบบSwitchDisconnector

typeหรอถาแบงตามสารทชวยดบอารค(ArcQuenching)อาจจะ

แบงเปนชนดดงอารคดวยกาช(SF6)หรอแบงตามลกษณะของการตด

ตงใชงานกจดอยเปนSF6LoadBreakSwitch:SF6LBSหรอRing

MainUnitเปนตน

4. รงเมนยนต(RMU:RingMainUnit)ซงจรงๆแลวRMU

กจดอยในหมวดทเปนคอมพารทเมทสวตชเกยร(CompartmentType)

เชนกนคณสมบตของตประเภทดงกลาวนประกอบดวย

มนอยกวา3Compartments

มPartitionเปนฉนวน(Insulated)

SwitchingDeviceอาจเปนแบบตดถาวร(Fixed)

ตอขยายไดคอนขางยากเวลาสงซอตองมการกำาหนดรปแบบการ

ใชงานทตายตวแนนอนขยาย

ตอไปในอนาคตตองสงซอใหม

ทงหมดทงModule

มหลายอปกรณเหมาะทจะใช

งานในอาคารสงและอตสาห-

กรรมขนาดกลางลงมา

สวนมากใชกบUnderground

Distribution และม Line

ConfigurationแบบOpenRingและมคาIPคอนขางสงจง

เหมาะทจะนำาไปใชงานในOutdoorsubstation

เปนแบบCompact เปนNon-extensibleswitchgearและ

ม1,2,3&4FunctionUnitsสวนมากประกอบดวยอปกรณท

ทำาหนาทหลกดงนคอ

a) Switch disconnector ขนาด 400, 630 A.ซงทำาหนาทตดตอ

NetworkหรอRingloop

b) Circuitbreakerขนาด630A.ซงทำาหนาทปองกนNetworkหรอ

RingloopในสวนของตนทางทมการใชLoadในระบบRingloop

ขนาดใหญอปกรณททำาหนาทปองกนหมอแปลงม2ชนดคอ

1. Circuit breaker ซงทำาหนาทปองกนหมอแปลงซงทำางานรวม

กบProtectionrelayและCurrentsensors

2. Fuse-switchcombinationซงทำาหนาทปองกนหมอแปลง

แบบModularเปนExtensibleswitchgearและม1,23&4

FunctionUnitsสามารถตอขยายเพอรองรบLoadทเพมขนและไปประย

กตใชงานในระบบRadialไดงายขณะนมหลายบรษทไดขยายเปนแบบ

Extensibleไดม2แบบคอ

• SF6เปนทงInsulationandArc-quenchingMedium

• SF6เปนInsulationโดยมVacuumเปนArc-quenching

Medium

รปแสดงก�รออกแบบก�รตอใชง�น RMU

60 I S S U E 1 . V O L U M E 2 0 . M A Y - J U L Y . 2 0 1 3

58.������������.indd 60 7/12/13 9:20 PM

RangeH:Half-buriedsubstationvisualimpactlimited

โดยการออกแบบการตด

ตงและการเขาปฏบต จะม

การออกแบบใหทำาการตดตง

ครงหนงของตวตจะมการตด

ตงไวใตพนดนไมวาจะเปนสวน

Absorb หรออาจจะสวนอนๆ

ผลทเกดจากการลดวงจรหรอ

การเกดนำามนหมอแปลงรว

รปต Unit Sub Type Range W:

รปต Unit Sub Type Range N:

อ

นไ ซ ด ไ ฟ

ฟา

รปแสดงตวอย�งก�รใชง�น Unit Substation ในสมยยคแรกๆ

รปแสดง Unit Substation ในสมยปจจบน

5. ยนตสบสเตชน(CompactUnitSubStation)

ตสวตชบอรดไฟฟาในลกษณะเชนนจะเปนตสวตชบอรดไฟฟา

ประเภทตดตงภายนอกอาคาร(OutdoorUnitSubstation)จะมความ

เหมาะสมสำาหรบการจายไฟฟาในสถานทจำากดและกลมโหลดทมขนาด

กำาลงไฟฟาไมสงมากนก ลดการปกเสาพาดสายไฟฟา ลดการบดบง

ทศนยภาพภายในพนทการใชไฟฟาซงจากลกษณะดงกลาวจะมการเดน

สายไฟฟาทมลกษณะทเปนแบบเดนสายไฟฟาใตดน (Under Ground

Cable) ยกตวอยาง เชน สนามบน ทาเรอขนถายสนคา สนามกฬา

เหมองแร เตาเผา เตาหลอมโลหะ เตาอบ อปกรณเชอมทางไฟฟา

เปนตน

ซงในการออกแบบตสวตชบอรดไฟฟาแบบUnitSubstationนนจะ

ตองพจารณาถงความตองการของกลมโหลดทมใชงานอยภายในระบบ

ไฟฟาทงทางดานแรงสงและแรงตำาความปลอดภยในการใชงานความ

ตอเนองของการใชไฟฟา สำาหรบสถานไฟฟายอยทมความเหมาะสมใน

การออกแบบจะเลอกตดตงหมอแปลงไฟฟาอย-ขนาดไมเกน2500kV

โดยทวไปนนUnitSubstation ตามมาตรฐานIEC62271-202

(มาตรฐานเดม61330)ไดกำาหนดนยามความหมายของตUnitSubstation

หรอตHigh-voltage/Low-voltageprefabricatedsubstationstated

ไววา“Prefabricated substations can be situated at ground level

or partially or completely below ground level”โดยไดมการแบง

ประเภทของตUnitSubstationไวหลายประเภท(Type)ดงน

RangeW:Substationwithcorridor:Operationprotected

frombadweatherconditions

โดยการออกแบบ การตดตงและการเขาปฏบต จะมการออกแบบ

ใหทำาการตดตงไวในสถานททมภมอากาศทเลวราย โดยบางสวนจะม

การออกแบบตดตงไวใตดน ซงอาจจะเปน Absorb ผลทเกดจากการ

ลดวงจรหรอ การเกดนำา

มน หมอแปลงรว หรอ

ระเบดการเขาปฏบตงาน

สามารถเขาถงไดงายและ

สามารถออกแบบใหผ

ปฏบตงานเขาไปดานใน

ไดเหนอพนดนดงรป

RangeN: Substationwith external operation : Ground

spacesavings

โดยการออกแบบการตดตงและการเขาปฏบต จะมการออกแบบให

ทำาการตดตงไวในสถานททมผคนเดนไปมาไดมการออกแบบตดตงไวเหนอ

พนดนทงหมดไมมสวนทตดตงใตพนดนเลยไมวาจะเปนสวนAbsorb

ผลทเกดจากการลดวงจรหรอ การเกดนำามนหมอแปลงรว หรอระเบด

โดยภายในตจะมการออกแบบ

ใหมการตดตงชดถาดรองรบ

นำามนกรณทหมอแปลงระเบด

การเขาปฏบตงาน สามารถ

เขาถงไดงายและใหผปฏบตงาน

ทำางานไดจากภายนอกต ไม

สามารถเขาไปดานในไดดงรป

รปต Unit Sub Type Range H:

61I S S U E 1 . V O L U M E 2 0 . M A Y - J U L Y . 2 0 1 3

58.������������.indd 61 7/12/13 9:20 PM

อ

นไ ซ ด ไ ฟ

ฟา

รปแสดงภ�พรวมของประเภทต Unit Sub Station

รปแสดงอปกรณตดตอและปองกนหมอแปลงไฟฟ� Part (Medium – voltage Switchgear)

RangeU:UndergroundsubstationBlendscompletelyinto

theenvironment

การออกแบบลกษณะดงกลาวตทงหมดจะถกตดตงไวใตพนดน ผ

ปฏบตตองสามารถเขา

ถงสวนภายในตไดและ

การOperatedโดยคน

เขาดานดงรป

รปต Unit Sub Type Range U:

โดยทวไปนนโครงสรางของUnitSubstationจะถกแยกออกเปน4

สวนดวยกนประกอบไปดวย

1. สวตชบอรดไฟฟาแรงสง(MVVoltageSwitchgear): HV

switchgear(RMU):IEC62271-200

อปกรณตดตอและปองกนหมอแปลงไฟฟาเชนLoadBreak

Switch,RingMainUnit

- RatedVoltage:12/17.5kVupto24kV

- RatedCurrent:630A

- TransformerProtection:200Aupto630A

- Short–timewithstandcurrent:upto20kA-1sec.

หรอขนอยกบคณสมบตของอปกรณแตละผผลต

หรอระเบดการเขาปฏบตงานสามารถเขาถงไดงายและใหผปฏบตงาน

ทำางานไดจากภายนอกตไมสามารถเขาไปดานในไดดงรป

2. หมอแปลงไฟฟาจำาหนาย (Distribution MV / LV Trans-

former):Transformer:IEC60076-1,60076-11

หมอแปลงไฟฟาแบบฉนวนนำามน (Oil

TypeTransformer) หรอหมอแปลง

ไฟฟาแบบแหง(DryTypeTransformer)

- RatedMVvoltage:upto

24kV

- Power:upto50~1000kVA

- RatedSecondaryvoltage:416/240V,400/230V

- VectorGroup:Dyn11

- Tappingrange(%):±5%instepsof25%

3. สวตชบอรดไฟฟาแรงตำา(Low-VoltageSwitchboards):LV

Switchgear:IEC60439-1andIEC60947-1

จายไฟฟาไปสกลมโหลดตามทออกแบบไว

- Ratedvoltage:416/240V,400/230V

- Incomer:upto3200ACircuitBreaker

- Feeders:max.Upto

- 10feedersof250AMCCBor

- 7feedersof400AMCCBor

- 5feedersof630AMCCB

- ProductCompliancewithstandards:IEC60439-1,EN

60439part1,IEC

60947-1andIEC

60947-2

4. Enclosure: IEC 62271-202 คอสวนของโครงสรางทหอหม

และออกแบบ ใหไดมาตรฐาน และทำาการทดสอบตามมาตรฐานทระบ

โดยหวขอหลกในการทดสอบตามมาตรฐานIEC62271-202คอ

- Degreeofprotectionverificationtests

- Temperaturerisetests

- Mechanicaltests

- Arcduetoaninternal

faulttestsRoofload

- Test

- EMC

รปแสดงตสวตชบอรดไฟฟ�แรงตำ�(Low – voltage Switchboard)

รปแสดงโครงสร�งของUnit Substation ภ�ยใน

บ ท ค ว า ม โ ด ย :

นายศวณชฐกลไชยศรe-mail: Siwanatthakul@asefa.co.th

62 I S S U E 1 . V O L U M E 2 0 . M A Y - J U L Y . 2 0 1 3

58.������������.indd 62 7/12/13 9:20 PM