ประวัติและความเป็นมาของกิจการไฟฟ้าของประเทศไทยมีความเป็นมานับ 100 ปี โดยมี
เจ้าหมื่นไวยวรนารถ (เจิม แสง-ชูโต) นาเข้าใช้ภายในประเทศไทยและได้พัฒนาอย่างต่อเนื่องจน
ถึงปัจจุบันตามลาดับดังนี้
1.1.1 ประวัติและความเป็นมากิจการไฟฟ้า
รูปที่ 1.1 เจ้าหมื่นไวยวรนารถ (เจิม แสง-ชูโต)
(ที่มา:การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย ,2537)
พ.ศ. 2427 เจ้าหมื่นไวยวรนารถ (เจิม แสง-ชูโต) เป็นบุคคลแรกที่นาไฟฟ้าเข้ามาใช้งานในประเทศไทย โดยจ่ายไฟฟ้าให้กับพระบรมมหาราชวัง ณ ที่นั่งจักรีมหาปราสาทและในท้องพระโรง
ซึ่งเดินเครื่องเป็นทางการตรงกับวันที่ 20 กันยายน พ.ศ. 2427 ตรงกับวันเฉลิมพระชนนพรรษาของพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว (รัชกาลที่ 5)
พ.ศ. 2440 นายเลียวนาร์ด นาดี ชาวอเมริกันได้แนะนา และชักชวนให้เจ้านายและข้าราชการจัดตั้งบริษัทบางกอกอิเล็กทรกไลต์ซินดิเคต (Bangkok Electric Light Syndicate) จ่ายไฟฟ้าตามท้องถนนและสถานที่ราชการซึ่งต่อมาได้โอนกิจการให้กับบริษัทไฟฟ้าสยาม (Siam Electricity Co.,Ltd.) ของนายเวสเตนโฮลซ์ (Aage westenholz) ชาวเดนมาร์ก ได้รับกิจการไฟฟ้าดาเนินการต่อโรงไฟฟ้านี้เป็นโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อน และมีที่ตั้งโรงไฟฟ้าข้างวัดราชบูรณะ (วัดเลียบ)
พ.ศ. 2455 พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว (รัชกาลที่ 6) ได้โปรดเกล้า ฯ ให้สร้างโรงไฟฟ้าขึ้นที่สามเสนเริ่มจาหน่ายไฟฟ้าตั้งแต่ปี พ.ศ.2457 โดยให้ใช้ชื่อว่าการไฟฟ้าหลวงสามเสน ดาเนินการในรูปรัฐพาณิชย์ อยู่ภายใต้การควบคุมของกระทรวงมหาดไทย และต่อมาได้เปลี่ยนชื่อเป็น กองไฟฟ้าหลวงสามเสน ซึ่งประชาชนในเขตพระนครและธนบุรีมีไฟฟ้าใช้กันอย่างกว้างขวาง โดยมีหน่วยงานที่รับผิดชอบในการจ่ายไฟฟ้า คือ บริษัทไฟฟ้าสยาม (Siam Electricity Co.,Ltd.) จ่ายให้กับประชาชนบริเวณตอนใต้ของคลองบางลาภูและคลองบางกอกน้อย และส่วนกองไฟฟ้าหลวงสามเสน
จ่ายให้กับประชาชนตอนเหนือของคลองบางลาภูและคลองบางกอกน้อย
พ.ศ. 2497 รัฐบาลออกพระราชกฤษฎีกาจัดตั้งองค์กรการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคโดยให้เข้าในสังกัด
กรมโยธาเทศบาล กระทรวงมหาดไทยและในปี พ.ศ. 2503 ได้ประกาศเป็นพระราชบัญญัติการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) ขึ้นแทนองค์การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค โดยมีขอบเขตความรับผิดชอบให้บริการกับประชาชนทุกจังหวัดทั่วประเทศยกเว้นที่อยู่ในความรับผิดชอบของการไฟฟ้านครหลวง (กฟน.)
พ.ศ. 2501 รัฐบาลประกาศพระราชบัญญัติ การไฟฟ้านครหลวง (กฟน.)ซึ่งเป็นการรวบรวมเอากิจการไฟฟ้ากรุงเทพฯ กับกองไฟฟ้าหลวงสามเสนเข้าด้วยกันโดยมีขอบเขตในการจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับผู้บริโภคในเขต กรุงเทพมหานคร ธนบุรี นนทบุรีและสมุทปราการ
พ.ศ. 2503 รัฐบาลประกาศพระราชบัญญัติ การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟผ.) โดยรับผิดชอบการจ่ายพลังงานไฟฟ้าทั่วประเทศ ยกเว้นเขตพื้นที่ในความรับผิดชอบของ การไฟฟ้านครหลวง (กฟน.)
ได้แก่ กรุงเทพมหานคร ธนบุรี นนทบุรี และสมุทรปราการ
พ.ศ. 2511 รัฐบาลประกาศพระราชบัญญัติการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) โดยรวม
องค์การที่รับผิดชอบในการผลิตไฟฟ้าได้แก่ การไฟฟ้ายันฮี (กฟย.) การลิกไนต์ (กลน.) และการไฟฟ้า ตะวันออกเฉียงเหนือ (กฟ.อน.)ให้รวมกันเป็นหน่วยงานเดียวกันในการดาเนินการผลิตพลังงานไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ ภายใต้ชื่อการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ตั้งแต่วันที่ 1 พฤษภาคม
พ.ศ. 2512 ซึ่งการพัฒนากิจการไฟฟ้าของไทยแสดงดังรูปที่ 1.2
รูปที่ 1.2 แสดงพัฒนากิจการไฟฟ้าของไทย
(ที่มา:การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย ,2537)
พ.ศ. 2512 เป็นต้นมา ประเทศไทยมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จึงมีความต้องการใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างสูงได้มีการพัฒนาแหล่งการผลิตและระบบส่งจ่ายไฟฟ้าให้มีความทันสมัย สอดคล้องกับความต้องการใช้พลังงานในส่วนของภาคอุตสาหกรรม การเกษตรกรรม การท่องเที่ยว เป็นต้น โดยมีโรงไฟฟ้าและระบบส่งจ่ายไฟฟ้าเชื่อมโยงกันที่ทันสมัย ประสิทธิภาพมั่นคง และเชื่อถือของระบบการส่งพลังงานไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงสุด
7
1.1.2 หน่วยงานที่รับผิดชอบการผลิตและส่งจ่ายไฟฟ้า
หน่วยงานที่ทา หน้าที่รับผิดชอบเกี่ยวกับการผลิตและส่งจ่ายไฟฟ้ าภายในประเทศไทยมี
หน่วยงานที่รับผิดชอบ จา นวน 3 องค์กร แต่ละหน่วยงานก็จะมีหน้าที่รับผิดชอบแตกต่างกันออกไป
ตามบทบาทและภาระหน้าที่ดังนี้
รูปที่ 1.3 แสดงตราสัญลักษณ์การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.)
(ที่มา:www.egat.co.th)
1) การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ชื่อภาษาอังกฤษ Electricity Generating
Authority of Thailand (EGAT) สังกัดกระทรวงพลังงาน โดยจะมีหน้าที่จัดหาพลังงานไฟฟ้ าให้กับ
ประชาชนโดยการผลิต จัดหาและจา หน่ายพลังงานไฟฟ้ าแก่การไฟฟ้ านครหลวง และการไฟฟ้ า-
ส่วนภูมิภาคและผู้ใช้พลังงานไฟฟ้ า ตราสัญลักษณ์การไฟฟ้ าฝ่ ายผลิต (กฟผ.) แสดงดังรูปที่ 1.3
สา นักงานใหญ่ตั้งอยู่ริมฝั่งขวาของแม่น้า เจ้าพระยาเชิงสะพานพระราม 6 อา เภอบางกรวย
จังหวัดนนทบุรี แสดงดังรูปที่ 1.4
รูปที่ 1.4 แสดงที่ตั้งสา นักงานใหญ่การไฟฟ้ าฝ่ ายผลิต (กฟผ.)
(ที่มา:www.egat.co.th)
รูปที่ 1.5 แสดงตราสัญลักษณ์การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.)
(ที่มา:www.pea.co.th)
2) การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) ชื่อภาษาอังกฤษ Provincial Electricity Authority (PEA)
สังกัดกระทรวงมหาดไทย เป็นรัฐวิสาหกิจด้านสาธารณูปโภค ซึ่งตราสัญลักษณ์ของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) แสดงดังรูปที่ 1.5 จะมีภาระหน้าที่ในการผลิต จัดให้ได้มาจัดส่งและจาหน่ายพลังงานไฟฟ้าให้แก่ประชาชน ธุรกิจและอุสาหกรรมในเขตพื้นที่จังหวัดรวม 74 จังหวัด (รวมจังหวัดบึงกาฬ)
ทั่วประเทศ (ยกเว้น กรุงเทพมหานคร นนทบุรี และสมุทรปราการ) มีระบบจาหน่ายแรงสูงที่ 11 kV 22 kV หรือ 33 kV การส่งและจ่ายไฟฟ้าระบบจาหน่ายแสดงดังรูปที่ 1.6 ปัจจุบันการดาเนินงานที่ผ่านมาการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคมีวิวัฒนาการ แบ่งเป็น 5 ทศวรรษ ได้แก่
ทศวรรษที่ 1 พ.ศ. 2503-2513 การบุกเบิกไฟฟ้าสู่ชุมชนใหญ่
ทศวรรษที่ 2 พ.ศ. 2514-2523 เร่งรัดขยายไฟฟ้าสู่ชนบท
ทศวรรษที่ 3 พ.ศ. 2524-2533 ส่งเสริมความเจริญด้านธุรกิจและอุตสาหกรรม
ทศวรรษที่ 4 พ.ศ. 2534-2543 นาเทคโนโลยีชั้นสูงมาพัฒนามาตรฐานการบริการ
ทศวรรษที่ 5 พ.ศ. 2544-2553 พัฒนาองค์กรเพื่อก้าวสู่ระดับสากลในธุรกิจพลังงานสานักงานใหญ่ตั้งอยู่ที่ ถนนงามวงศ์วาน เขตจตุจักร จังหวัดกรุงเทพมหานคร
รูปที่ 1.6 แสดงการส่งและจ่ายไฟฟ้าระบบส่งและจ่ายไฟฟ้า จ.นครราชสีมา
(ที่มา:ทวี ไชยโคตร,2553)
รูปที่ 1.7 แสดงตราสัญลักษณ์การไฟฟ้านครหลวง (กฟน.)
(ที่มา:www.mea.co.th)
3) การไฟฟ้านครหลวง (กฟน.) ชื่อภาษาอังกฤษ Metropolitan Electricity Authority (MEA)
สังกัดกระทรวงมหาดไทย เป็นรัฐวิสาหกิจด้านสาธารณูปโภค ซึ่งตราสัญลักษณ์การไฟฟ้านครหลวง (กฟน.) แสดงดังรูปที่ 1.7 จะมีภาระหน้าที่จัดให้ได้มา จัดส่งและจาหน่ายพลังงานไฟฟ้าแก่ประชาชนธุรกิจและอุสาหกรรมเขตพื้น 3 จังหวัดได้แก่ กรุงเทพมหานคร นนทบุรีและสมุทรปราการ นอกจากนี้แล้วยังมีภาระหน้าที่การดูแลรักษาสายส่งไฟฟ้าแรงสูง สถานีเปลี่ยนแรงดันสายจาหน่ายไฟฟ้าแรงสูง เป็นต้นโดยจะรับซื้อไฟฟ้าจากการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย (กฟผ.) ระดับแรงดันขนาด 69 kV 115 kV 230 kV และ500 kV ระบบส่งและจ่ายไฟฟ้าของการไฟฟ้านครหลวง (กฟน.) จังหวัดนนทบุรี
สานักงานใหญ่ตั้งอยู่ที่ ถนนเพลินจิต แขวงลุมพีนี เขตปทุมวัน จังหวัดกรุงเทพมหานคร
รูปที่ 1.8 แสดงการส่งและจ่ายไฟฟ้าระบบส่งและจ่ายไฟฟ้า จังหวัดนนทบุรี
(ที่มา:ทวี ไชยโคตร,2553)
ระบบการส่งและจ่ายไฟฟ้า
รูปที่ 1.9 แสดงลา ดับขั้นตอนการส่งและจ่ายไฟฟ้ าพลังงานไฟฟ้ า
จากรูปที่ 1.9 แสดงภาพรวมลา ดับขั้นตอนการส่งและจ่ายไฟฟ้ า ซึ่งประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ
ของระบบไฟฟ้ ากา ลัง ระบบไฟฟ้ าในประเทศไทย เป็นไฟฟ้ ากระแสสลับ ความถี่ 50 Hz ที่มีใช้ทั้ง
ระบบ 1 เฟสแรงดันไฟฟ้ า 220 Vตามอาคารบ้านพักอาศัยทั่วไปและระบบ 3 เฟส แรงดันไฟฟ้ า 380V
ใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม และการส่งและจ่ายไฟฟ้าที่ระดับแรงดันไฟฟ้าขนาด 11 kV 22 kV 33 kV
69 kV 115 kV 230 kV และ 500 kV ตามลา ดับ โดยแบ่งตามภาระหน้าที่ของส่วนประกอบต่าง ๆ ได้
ดังนี้
โรงต้นกา ลัง คือส่วนของระบบการผลิตจะมีเครื่องกา เนิดไฟฟ้ าจะทา หน้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้ า
ด้วยระบบแรงดันระดับหนึ่ง แล้วส่งผ่านไปหม้อแปลงกา ลังเพื่อเพิ่มแรงดันให้สูงขึ้นแล้วส่งไปลานไก
ไฟฟ้า (switchyard) และจึงส่งเข้าระบบส่งจ่ายไฟฟ้าต่อไป
สายส่ง (transmission lines) หน้าที่จะส่งพลังงานไฟฟ้ าจากโรงจักรไฟฟ้ าไปยังสู่สถานีไฟฟ้ า
ต้นทางแรงดันที่ใช้ปัจจุบัน 69 kV 115 kV 230 kV และ 500 kV
11
สถานีไฟฟ้ าต้นทาง (terminal station) รับพลังงานไฟฟ้ าจากระบบส่งเข้าหม้อแปลงกา ลังเพื่อ
ลดระดับแรงดันให้อยู่ในระดับระบบส่งย่อย
สายส่งย่อย (subtransmission lines) สายส่งพลังงานไฟฟ้าจากสถานีไฟฟ้าต้นทางเข้าสู่สถานี
ไฟฟ้าย่อยแรงดันที่ใช้ 69 kV และ 115 kV
สถานีไฟฟ้าย่อย (distribution subtrasmission) พลังงานไฟฟ้าจากสายส่งย่อยจะป้อนเข้า
หม้อแปลงไฟฟ้ าเพื่อลดแรงดันให้เหมาะสมกับแรงดันในระดับจา หน่าย
สายป้อนหลัก (primary feeder) สายป้อนจะออกจากสถานีไฟฟ้าย่อยและนาพลังงานไฟฟ้า
จ่ายให้กับหม้อแปลงจา หน่าย ซึ่งสายป้ อนปัจจุบันมี 4 ระดับได้แก่ 11 kV 22 kV 24 kV และ33 kV
สายป้อนย่อย (laterals) วงจรสายป้อนที่แยกจากสายป้อนหลักนาพลังงานไฟฟ้าจ่ายให้กับ
หม้อแปลงจา หน่ายตามซอยหรือซอกตึกอาคาร
หม้อแปลงจา หน่าย (distribution transformers) หน้าลดระดับแรงดันของสายป้ อนให้เท่ากับ
ระดับแรงดันใช้งานโหลด
สายจา หน่ายแรงดันต่า (low voltage circuits) คือวงจรแรงดันต่า ของหม้อแปลงจา หน่ายที่จ่าย
ให้กับผู้ใช้พลังงานไฟฟ้ าทั่วไป มีระบบ 3 เฟส 4 สาย และระดับแรงดัน 220/230 V ภาพรวมกระบวน
การผลิตการส่งและจ่ายไฟฟ้า แสดงดังรูปที่ 1.10
รูปที่ 1.10 แสดงภาพกระบวนการผลิต การส่งและจ่ายไฟฟ้า
(ที่มา:ทวี ไชยโคตร,2553)
ระบบการผลิตไฟฟ้า (generating system)
กระบวนการผลิตไฟฟ้าเพื่อให้เพียงพอต่อการใช้งานต้องอาศัยโรงไฟฟ้า ซึ่งเป็นส่วนที่สาคัญที่สุดในระบบไฟฟ้ากาลัง และระบบส่งไฟฟ้ามีส่วนประกอบอื่นๆ เช่นหม้อแปลงไฟฟ้า ลานไกไฟฟ้า
สถานีไฟฟ้าแรงสูง สายส่งไฟฟ้าแรงสูง เป็นต้น โรงไฟฟ้าจะทาหน้าที่ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าให้มีความเพียงพอกับความต้องการใช้งานไฟฟ้าตลอดเวลา โดยการทางานจะอาศัยเครื่องต้นกาลังซึ่งทาหน้าที่เปลี่ยนพลังงานต่าง ๆ ให้เป็นพลังงานกลเพื่อขับเครื่องกาเนิดไฟฟ้า ซึ่งพลังงานที่นามาใช้ผลิตไฟฟ้าได้แก่ พลังงานน้า พลังงานความร้อน พลังงานลม พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นต้น จากลานไกไฟฟ้ากระแสไฟฟ้าจะไหลตามสายส่งเพื่อเข้าสู่สถานีไฟฟ้าแรงสูง และจะทาการลดแรงดันไฟฟ้าให้เหมาะสมก่อนจะส่งไปยังสถานีไฟฟ้าย่อยที่การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค (กฟภ.) และที่การไฟฟ้านครหลวง (กฟน.) ที่รับผิดชอบในการส่งจ่ายไฟฟ้าไปยังผู้ใช้ไฟฟ้า บ้านเรือนประชาชนทั่วไป และตามโรงงานอุตสาหกรรม ซึ่งโรงไฟฟ้าที่ผลิตไฟฟ้าสามารถแยกตามประเภท ลักษณะและวิธีการในการผลิตได้ดังนี้
1) โรงไฟฟ้าพลังน้า คือ โรงไฟฟ้าที่อาศัยหลักการของการผลิตไฟฟ้าพลังงานน้าการเปลี่ยน แปลงสภาพของน้าจากสถานะพลังงานศักย์เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยอาศัยความแตกต่างของระดับน้าเหนือเขื่อนและท้ายเขื่อนมาใช้หมุนกังหันน้า และเครื่องกาเนิดไฟฟ้าเพื่อใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้า องค์ประกอบหลักของโรงไฟฟ้าประกอบด้วย เขื่อนกักเก็บน้า ท่อส่งน้า กังหันน้า เครื่องกาเนิดไฟฟ้า และหม้อแปลงไฟฟ้า โรงไฟฟ้าพลังน้ามีค่าบารุงรักษาน้อย สามารถเดินเครื่องกาเนิดไฟฟ้าได้รวดเร็ว อายุการใช้งานนาน ผลพลอยได้จากอ่างเก็บน้าในการชลประทาน การเกษตรกรรม เป็นต้น เหมาะกับการใช้ผลิตไฟฟ้าเสริมช่วงที่ต้องการไฟฟ้าสูงสุด หลักการทางานโรงไฟฟ้าพลังน้าแสดงดังรูปที่ 1.11
รูปที่ 1.11 แสดงหลักการทางานและโรงไฟฟ้าพลังน้า
(ที่มา:เฉลิมชัย เกยพุดซา,2552:85)
2) โรงไฟฟ้ ากังหันก๊าซ คือโรงไฟฟ้ าที่ใช้กังหันก๊าซเป็นเครื่องต้นกา ลัง ซึ่งจะได้พลังงานจาก
การเผาไหม้ของส่วนผสมระหว่างก๊าซธรรมชาติหรือน้า มันดีเซล กับอากาศความดันสูงจากเครื่องอัด
อากาศในห้องเผาไหม้ เกิดเป็นไอร้อนที่มีความดันและอุณหภูมิสูงไปขับดันใบกังหัน เพลากังหันและ
เครื่องกา เนิดไฟฟ้ าเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้ าโรงไฟฟ้ ากังหันก๊าซมีประสิทธิภาพประมาณ 25 % สามารถ
เดินเครื่องได้อย่างรวดเร็ว เหมาะที่จะใช้เป็นโรงไฟฟ้าสารองผลิตพลังงานไฟฟ้าในช่วงความต้องการ
ไฟฟ้ าสูงสุดและกรณีฉุกเฉินหลักการทา งานโรงไฟฟ้ ากังหันก๊าซ แสดงดังรูปที่ 1.12
รูปที่ 1.12 แสดงหลักการทา งานโรงไฟฟ้ ากังหันก๊าซ
3) โรงไฟฟ้ าพลังงานความร้อนกังหันไอน้า คือ โรงไฟฟ้ าที่ใช้เครื่องกังหันไอน้า เป็นเครื่อง
ต้นกา ลัง โดยอาศัยเชื้อเพลิงหลายอย่าง เช่น น้า มันเตา ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ เป็นต้น หลักการ
ทา งานเบื้องต้นโรงไฟฟ้ า พลังงานความร้อนกังหันไอน้า แสดงดังรูปที่ 1.13
รูปที่ 1.13 แสดงหลักการทา งานโรงไฟฟ้ าพลังงานความร้อนกังหันไอน้า
เครื่องกังหันไอน้า เป็นเครื่องจักรกลความร้อนที่อาศัยหลักการเทอร์โมไดนามิกส์ (thermodynamics)
อาศัยหลักการวัฏจักรแรนคิน (rankine cycle) โดยใช้น้า เป็นตัวกลาง ซึ่งน้า จะอยู่ในหม้อน้า (steam
boiler)ได้รับความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง จนทา ให้กลายเป็นไอน้า ที่มีอุณหภูมิและความดันสูง
ไอน้า ที่มีอุณหภูมิ และความดันสูงจะเข้าเครื่องกังหันไอน้า ใช้ในการผลักใบกังหันให้หมุนขับเพลา
ของเครื่องกา เนิดไฟฟ้ าผลิตไฟฟ้ าออกมาได้
4) โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม ประกอบด้วยโรงไฟฟ้า 2 ระบบร่วมกัน คือ โรงไฟฟ้ากังหัน-
ก๊าซ และโรงไฟฟ้ ากังหันไอน้า นา ความร้อนจากไอเสียที่ออกจากเครื่องกังหันก๊าซซึ่งมีอุณหภูมิสูงถึง
550 องศาเซลเซียส มาต้มน้า ให้เป็นไอน้า ไปดันกังหันไอน้า ให้หมุนและจะต่ออยู่กับแกนเดียวกันของ
เครื่องกา เนิดไฟฟ้ า และเครื่องกังหันไอน้า จะขับเครื่องกา เนิดไฟฟ้ าเพื่อผลิตไฟฟ้ าอีกเครื่องหนึ่งทา ให้
ประสิทธิภาพสูงขึ้น หลักการทา งานโรงไฟฟ้ าพลังความร้อนร่วม แสดงดังรูปที่ 1.14
รูปที่ 1.14 แสดงหลักการทา งานโรงไฟฟ้ าพลังความร้อนร่วม
5) โรงไฟฟ้ านิวเคลียร์คือโรงไฟฟ้ าความร้อนชนิดหนึ่งซึ่งมีชื่อตามประเภทของเชื้อเพลิงที่ใช้
ในกระบวนการผลิตไฟฟ้ าทั้งนี้ ต้นกา เนิดของโรงไฟฟ้ านิวเคลียร์ จะอาศัยพลังความร้อนที่เกิดขึ้นจาก
ปฏิกิริยาฟิ ชชันของเชื้อเพลิงยูเรเนียม (uranium) จะใช้ในกระบวนการผลิตไอน้า ที่ใช้ในการเดินเครื่อง
กา เนิดไฟฟ้ าที่เกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ (nuclear reactor) เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จะแบ่งออก
ตามชนิดของสารระบายความร้อน และสารหน่วงปฏิกิริยานิวตรอน แต่ที่นิยมใช้โดยทั่ว ๆ แบ่งออก
เป็น 5 แบบ คือแบบน้า เดือด (boiling water reactor) แบบอัดความดันน้า (pressurized water reactor)
แบบอัดความดันน้า หนักมวล หรือแบบแคนดู (pressurized heavy - water reactor) แบบใช้ก๊าซฮีเลียม
ระบายความร้อน (high - temperature gas cooled reactor) และแบบแลกเปลี่ยนความร้อนโลหะเหลว
(liquid - metal fast broader reactor) โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ แสดงดังรูปที่ 1.15
6) โรงไฟฟ้ าดีเซล คือโรงไฟฟ้ าที่ใช้พลังงานจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงของเหลวคือน้า มันโดย
การเปลี่ยนพลังงานความร้อนที่ใช้น้า มันเป็นเชื้อเพลิงสันดาปภายในร่วมกับการอัดอากาศจะเกิดความ
ร้อนให้เป็นพลังงานกล และนา ไปขับหรือหมุนเครื่องกา เนิดไฟฟ้ าอีกทีหนึ่งโรงไฟฟ้ าดีเซล แสดงดัง
รูปที่ 1.16
รูปที่ 1.16 แสดงโรงไฟฟ้ าดีเซลบ้านผาบ่องเหนือ จังหวัดแม่ฮ่องสอน
เครื่องดีเซลส่วนมากมักใช้กับเครื่องกา เนิดขนาดเล็กเหมาะสา หรับผู้ใช้ไฟที่ต้องมีเครื่องกา เนิดไฟฟ้ า
สา หรับใช้ในกรณีฉุกเฉินหรือใช้จ่ายโหลดในช่วงระยะเวลาอันสั้น ๆ โรงไฟฟ้ าดีเซลสามารถติดตั้ง
ได้อย่างรวดเร็วและเคลื่อนย้ายสะดวก
7) โรงไฟฟ้ าพลังงานลม จะใช้หลักการเหมือนเครื่องกา เนิดไฟฟ้ าทั่วไปแต่ตัวต้นกา ลังขับคือ
แรงลมเมื่อลมพัดผ่านใบกังหัน (คล้ายใบพัดลมขนาดใหญ่) กังหันลมจะหมุน ซึ่งการหมุนนี้จะไปขับ
เครื่องกา เนิดไฟฟ้ าที่ติดตั้งอยู่กับเพลาความเร็วสูงหมุนไปตามความเร็วลมผลิตกระแสไฟฟ้ าออกมาได้
กังหันลมที่ใช้ในการผลิตไฟฟ้ ามีส่วนประกอบที่สา คัญคือ ใบกังหัน ระบบควบคุม ระบบส่งกา ลังและ
หอคอย การนา พลังงานลมมาใช้ในการผลิตไฟฟ้ าในประเทศไทยมี 2 ลักษณะคือ แบบตั้งอิสระ (stand
alone) และแบบต่อเข้ากับระบบสายส่ง การใช้พลังงานลมในการผลิตไฟฟ้าแสดงดังรูปที่ 1.17
รูปที่ 1.17 แสดงโรงไฟฟ้ าพลังงานลมลา ตะคอง จังหวัดนครราชสีมา
(ที่มา:ทวี ไชยโคตร,2553)
โรงไฟฟ้ าพลังงานลมปกติกังหันลมผลิตกระแสไฟฟ้ าจะทา งานที่ความเร็วลมตั้งแต่ 3 m/s ขึ้นไปจน
ถึง 12 m/s หากความเร็วลมสูงเกินไปจะมีระบบควบคุมการเบรกไม่ให้เครื่องกา เนิดไฟฟ้ าหมุนเพื่อให้
ระบบการทา งานมีความปลอดภัย เช่น โรงไฟฟ้ าพลังงานลมลา ตะคอง จังหวัดนครราชสีมา เป็นต้น
8) โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานแสงอาทิตย์เกิดจากปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ที่เกิด
ขึ้นบนดวงอาทิตย์ ซึ่งพลังงานที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์จะอยู่ในรูปแบบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ า พลัง-
งานแสงอาทิตย์ที่โลกได้รับมีค่าประมาณ 1.7 105 เทอราวัตต์ การเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็น
พลังงานไฟฟ้ามี 2วิธี คือกระบวนการโฟโตวอลเทอิก (photovoltaic conversion) การเปลี่ยนพลังงาน
ไฟฟ้าโดยตรงแสงที่ตกกระทบผ่านเซลล์แสงอาทิตย์ (solar cell) และกระบวนการความร้อน (solar
thermodynamics conversion) จะเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นความร้อนแล้วเปลี่ยนต่อเป็นไฟฟ้า
ซึ่งประกอบด้วย 2 องค์ประกอบคือชุดเก็บสะสมความร้อนและอุปกรณ์เปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็น
พลังงานไฟฟ้ า โรงไฟฟ้ าพลังงานแสงอาทิตย์ แสดงดังรูปที่ 1.18 บริษัทโซลาร์ฟาร์มโคราช 1 อา เภอ
โนนสูง จังหวัดนครราชสีมา
รูปที่ 1.18 แสดงการใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์บริษัทโซลาร์ฟาร์มโคราช 1
(ที่มา:ทวี ไชยโคตร,2553)
เซลล์แสงอาทิตย์จะทา จากสารกึ่งตัวนา เช่น ซิลิคอน (silicon) แกลเลียม อาร์เซไนด์ (gallium
arsenide)และอินเดียม ฟอสไฟด์ (indium phosphide) เป็นต้น เมื่อได้รับแสงอาทิตย์โดยตรงจะเปลี่ยน
เป็นพาหะนา ไฟฟ้ า และจะถูกแยกเป็นประจุไฟฟ้ าบวกและลบเพื่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้ าที่ขั้วทั้งสอง
ของเซลล์แสงอาทิตย์ เมื่อนา ขั้วไฟฟ้ าเซลล์แสงอาทิตย์มาต่อเข้ากับอุปกรณ์ไฟฟ้ ากระแสตรงกระแส
ไฟฟ้ าจะไหลเข้าสู่อุปกรณ์เหล่านั้นทา ให้สามารถทา งานได้ แสงอาทิตย์ตกกระทบเซลล์แสงอาทิตย์
แล้วจะเกิดการสร้างพาหะนา ไฟฟ้ าประจุลบและบวกขึ้นซึ่งได้แก่ อิเล็กตรอนและโฮส โครงสร้างรอย
ต่อพีเอ็นจะทา หน้าที่สร้างสนามไฟฟ้ าภายในเซลล์ เพื่อแยกพาหะนา ไฟฟ้ าชนิดอิเล็กตรอนไปที่ขั้วลบ
และพาหะนา ไฟฟ้ าชนิดโฮสไปที่ขั้วบวกทา ให้เกิดแรงดัน ไฟฟ้ าแบบกระแสตรง ขั้วไฟฟ้ าทั้งสองเมื่อ
ต่อให้ครบวงจรไฟฟ้ าจะเกิดกระแสไฟฟ้ าแบบกระแสตรง ที่ขั้วไฟฟ้ าทั้งสอง เมื่อต่อครบวงจรไฟฟ้ า
จะเกิดกระแสไหลเข้าเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 4 นิ้ว กระแสไฟฟ้าได้
ประมาณ 2-3 A และจะให้แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดประมาณ 0.6 V กระแสไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์
ไม่มากนักดังนั้นเพื่อให้กา ลังไฟฟ้ ามากเพียงพอสา หรับใช้งาน จึงได้มีการนา เซลล์แสงอาทิตย์หลาย ๆ
เซลล์มาต่อกันเรียกว่าแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (solar modules) แสดงดังรูปที่ 1.19
(ก) พลังงานลม (ข) พลังงานแสงอาทิตย์
รูปที่ 1.19 แสดงการผลิตไฟฟ้ าจากพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ จังหวัดภูเก็ต
แยกตามประเภทประเภทโรงไฟฟ้า ได้แก่ โรงไฟฟ้าพลังน้า โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อน โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วม โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ โรงไฟฟ้าดีเซล และโรงไฟฟ้าพลังงานทดแทน
รูปที่ 1.20 แสดงโครงสร้างของระบบส่งจ่าย
รูปที่ 1.21 แสดงวงจรจำลองของระบบส่งจ่ายไฟฟ้า
การคำนวณหาความสัมพันธ์ระหว่างกระแส และ แรงดันในสายส่งกำลังไฟฟ้า
การหาความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดันไฟฟ้า ระหว่างปลายสายทั้ง 2 ข้างของสายส่งสามารถกระทำได้ โดยใช้วงจรเทียบเคียงของสายส่งต่อเฟสในการวิเคราะห์หาค่าดังกล่าว โดยวงจรเทียบเคียงจะใช้แทน สายส่ง ที่ระยะต่างๆกัน 3 ระยะ คือ สายส่งระยะสั้น , ปานกลาง และ ระยะยาว ซึ่งประกอบด้วย พารามิเตอร์( G ) , รีซีสเตอร์ ( R ) , คาปาซิเตอร์( C ) และ คอนดักแตนซ์( L ) โดยเฉพาะค่า คาปาซิแตนซ์ นั้นจะวิเคราะห์ในรูป ซัสเซปแตนซ์ ( jBC ) ส่วน อินดักแตนซ์ จะวิเคราะห์ในรูปรีแอกแตนซ์ ( jXL )นิวทรัลบัส
รูปที่ 5.1 วงจรเทียบเคียงของสายส่งกำลังไฟฟ้า
วงจรเทียบเคียงตามรูปที่ 5.1 อาจเรียกว่า วงจรเทียบเคียงพารามิเตอร์แบบกระจาย และพึงตระหนักไว้ว่า การวิเคราะห์วงจรสายส่งทั้ง 3 ระยะ จะใช้วงจรเทียบเคียงต่างกันไปด้วย อักษรและสัญลักษณ์ที่ใช้แทน เพื่อสื่อ ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสและแรงดันไฟฟ้ามีดังต่อไปนี้
VS คือ แรงดันไฟฟ้า ต้นทางของสายส่งต่อเฟส
VR คือ แรงดันไฟฟ้า ปลายทางของสายส่งต่อเฟส
IS คือ กระแสไฟฟ้า ต้นทางของสายส่ง
IR คือ กระแสไฟฟ้า ปลายทางของสายส่ง
l คือ ความยาวของวงจรสายส่ง
r คือ ค่าความต้านทานต่อหน่วยความยาวต่อเฟส
xl คือ รีแอคแตนซ์ต่อหน่วยความยาวต่อเฟส
R = rl คือ ค่าความต้านทานของสายส่งตลอดความยาวต่อเฟส
x = xl.l คือ รีแอคแตนซ์ของสายส่งตลอดความยาวต่อเฟส
z = r+jxl.l คือ อิมพีแดนซ์ต่อหน่วยความยาวต่อเฟส
Z = zl = rl+jxl.l = คือ อิมพีแดนซ์ของสายส่งตลอดความยาวต่อเฟส
y คือ แอดมิตแตนซ์ต่อหน่วยความยาวต่อเฟสถึงนิวทรัล
Y = yl คือ แอดมิตแตนซ์ของสายส่งตลอดความยาวต่อเฟสถึงนิวทรัล
Pf คือ เพาเวอร์เฟกเตอร์ (Power fecter )
สายส่งกำลังไฟฟ้าระยะสั้น
สายส่งกำลังไฟฟ้าระยะสั้นจะมีระยะทางส่งจ่ายไม่เกิน 80 ก.ม. ( ประมาณ 50 ไมล์ ) ซึ่งจะมี
ค่า คาปาซิเตอร์ ชาร์จไปถึงจุดนิวทรัลหรือชาร์จไประหว่างสายต่ำมาก จึงทำให้ค่าคาปาซิทีฟ รีแอกแตนซ์ ( - jxC ) มีค่าสูง กระแสชาร์จที่ผ่านค่า คาปาซิแตนซ์จึงมีค่าเล็กน้อย ทำให้มีผลต่อระบบน้อยมากจึงไม่นำมาคิด
ส่วนค่าคอนดักแตนซ์ (G ) มีค่าเล็กน้อยก็ไม่นำมาคิดเช่นกัน ไม่ว่าจะเป็นสายส่งระยะสั้น , ระยะปานกลาง หรือ ระยะยาว ดังนั้น วงจรเทียบเคียงของสายส่งระยะสั้นแบบสมบรูณ์จึงเขียนได้ดังนี้
รูปที่ 5.2 วงจรเทียบเคียงของสายส่งระยะสั้นแบบสมบรูณ์ ส่งผ่านแรงดันไฟฟ้าให้แก่โหลด
สมบรูณ์แบบสตาร์โหลด
สำหรับการวิเคราะห์ค่าทางไฟฟ้าในวงจรสายส่งระยะสั้นจะใช้วงจรเทียบเคียง ต่อ เฟส ซึ่งสามารถเขียนได้ ดังรูปที่ 5.3
รูปที่ 5.3 วงจรเทียบเคียงของสายส่งระยะสั้นต่อเฟส มีค่าพารามิเตอร์ R และ L
รูปที่ 5.4 เฟสเซอร์ไดอะแกรมของสายส่งระยะสั้น
จากรูปที่ (5.3) อาศัยหลักการของ KVL จะได้ค่าของสมการเป็นดังนี้
VS = VR + IRZ 5.3)
IS = IR (5.4)
จากรูปที่ (5.3) และ (5.4) เขียนเมตทริกซ์ได้ตามสมการที่ (5.5)
และเป็นค่าคงที่ ABC และ D ได้ตามสมการที่ (5.6)
ได้ค่าคงที่ A = 1
B = Z
C = 0
และ D = 1 ตามลำดับ
5.2.1 การควบคุมแรงดันไฟฟ้า (Voltage Regulation ) ของสายส่งระยะสั้น
สามารถหาได้จากความสัมพันธ์ของสมการดังต่อไปนี้
ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า (Electrical Efficiency ) ของสายส่งระยะสั้น
ประสิทธิภาพของระบบจะเป็นค่าที่บงบอกถึงความสามารถ ในการจ่ายกำลังผลิตของ ระบบซึ่งหาได้จากสมการดังนี้
เมื่อ 
คือ เครื่องหมายอีต้า ( eta ) แทนประสิทธิภาพ
คือ เครื่องหมายอีต้า ( eta ) แทนประสิทธิภาพ
PS คือ กำลังไฟฟ้าต้นทาง
PR คือ กำลังไฟฟ้าปลายทาง
Ploss คือกำลังไฟฟ้าสูญเสียในสายส่ง
VS , VR คือแรงดันไฟฟ้าต่อเฟส (Perphase Voltage) และ สูตรการหาประสิทธิภาพของสายส่ง มีอยู่หลายสูตร ขึ้นอยู่กับความสะดวกและความถนัดในการประยุกต์ใช้งาน
____________________________________________________________________
ตัวอย่างที่ 5.1 สายส่งกำลังไฟฟ้า 3 เฟส ยาว 10 km จ่ายกำลังไฟฟ้าให้โหลดแบบสมดุจที่ 11 kV , 5000 kW เพาเวอร์แฟกเตอร์ 0.8 ล้าหลัง สายส่งมีค่าความต้านทาน และ ค่ารีแอกแตนซ์ ต่อเฟสต่อกิโลเมตร เป็น 0.1 
และ 0.2 ตามลำดับ จงคำนวณหาค่า
และ 0.2 ตามลำดับ จงคำนวณหาค่า
ก). แรงดันไฟฟ้าต้นทาง
ข). กระแสไฟฟ้าต้นทาง
ค). มุมต่างเฟสระหว่างแรงดันไฟฟ้าต้นทางกับแรงดันไฟฟ้าปลายทาง
ง). เพาเวอร์แฟกเตอร์ต้นทาง( PfS )
จ). การควบคุมแรงดันไฟฟ้า ( V-R )
ฉ). ประสิทธิภาพของสายส่ง
วิธีทำ
กำหนดให้แรงดันไฟฟ้าปลายทางเป็นแกนอ้างอิง
ค). จากข้อ ก. จะได้มุมต่างเฟสระหว่างแรงดันไฟฟ้าต้นทางกับแรงดันไฟฟ้าปลายทางเท่ากับ 2.68๐ หรือ
เรียกว่ามุมของโหลด ( 
)
)
ง). เพาเวอร์แฟกเตอร์ต้นทาง( PfS )
รูปที่ 5.5 เฟสเซอร์ของแรงดันและกระแส
______________________________________________________________________
ตัวอย่างที่ 5.2 สายส่งกำลังไฟฟ้า 3 เฟส พิกัดแรงดัน 33 kV ยาว 20.00 ไมล์ ส่งแรงดันไฟฟ้าผ่านหม้อแปลงพิกัด 33/63.6 kV ให้แก่โหลด 2000 kVA ที่เพาเวอร์แฟกเตอร์ 0.8 ล้าหลังแรงดันไฟฟ้า 6.6 kV 50 Hz ค่าความต้านทาน และรีแอกแตนซ์ของสายส่งมีค่า 0.4 และ 0.5 ต่อเฟสต่อไมล์ ตามลำดับสำหรับหม้อแปลงมีค่าความต้านทาน และ ค่ารีแอกแตนซ์ของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิเป็น 7.5 , 13.2 และ 0.65 ตามลำดับ จงคำนวณหา
และ 0.5 ต่อเฟสต่อไมล์ ตามลำดับสำหรับหม้อแปลงมีค่าความต้านทาน และ ค่ารีแอกแตนซ์ของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิเป็น 7.5 , 13.2 และ 0.65 ตามลำดับ จงคำนวณหา- แรงดันไฟฟ้าด้านต้นทางเมื่อให้แรงดันไฟฟ้าปลายสายคงที่ 6.6 kV
- กำลังไฟฟ้าต้นทาง
- ประสิทธิภาพของสายส่ง
วิธีทำ
รูปที่ 5.6 วงจรของสายส่งกำลังไฟฟ้า 3 เฟส
R = 0.4 x 20 = 8 /เฟส
/เฟส
Z = 0.5 x 20 = j10 /เฟส
/เฟส
รูปที่ 5.7 วงจรเทียบเคียงเมื่อย้ายข้างไปด้านแรงสูง
ลักษณะการจ่ายไฟฟ้าระหว่างการไฟฟ้ากับผู้ใช้
1.แรงดันต่า มิเตอร์เป็นตัวแบ่งแยกทรัพย์สินระหว่างการไฟฟ้าฯกับผู้ใช้
2.แรงดันปานกลาง ลักษณะการจ่ายไฟฟ้าขึ้นอยู่กับระบบไฟฟ้าในแต่ละพื้นที่ แบ่งออกได้เป็น 3 กรณีคือ
–ผู้ใช้ไฟฟ้ารับด้วยสายอากาศจากสายป้อนอากาศของการไฟฟ้าฯ
–ผู้ใช้ไฟฟ้ารับด้วยสายใต้ดินจากสายป้อนอากาศของการไฟฟ้าฯ
–ผู้ใช้ไฟฟ้ารับด้วยสายใต้ดินจากสายป้อนใต้ดินของการไฟฟ้าฯ
แหล่งที่มา
http://www.scribd.com/doc/59068784/Power-System-Analysis-%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%9C%E0%B8%A5%E0%B8%B4%E0%B8%95-%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%AA%E0%B9%88%E0%B8%87%E0%B9%81%E0%B8%A5%E0%B8%B0%E0%B8%81%E0%B8%B2%E0%B8%A3%E0%B8%88%E0%B9%88%E0%B8%B2%E0%B8%A2%E0%B8%81%E0%B8%B3%E0%B8%A5%E0%B8%B1%E0%B8%87%E0%B9%84%E0%B8%9F%E0%B8%9F%E0%B9%89%E0%B8%B2
http://dnfe5.nfe.go.th/ilp/electric/Elec-2.htm
http://nampong.thport.com/Engineering_home/Transmittion%20line.php
http://www.9engineer.com/index.php?m=article&a=show&article_id=908
รูปที ่
1
.
1
แสดงโครงสรางงจา
จัดทำโดย
นายนัตติพงศ์ ปิ่นจันทร์ เลขที่ 20 คอ.บ 3.11 ก มทร. พิษณุโลก
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น