สำหรับโรงงานที่มีห้องเย็น ไลน์ผลิตต่อเนื่อง หรือกระบวนการที่หยุดกลางคันไม่ได้ ไฟดับเพียงไม่กี่นาทีอาจหมายถึงความเสียหายมูลค่ามหาศาล เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวไม่พอ เพราะถ้าไม่มีอะไรสลับแหล่งจ่ายไฟให้ ก็ยังต้องรอคนมาสับสวิตช์อยู่ดี
ตู้ ATS คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่นี้ บทความนี้อธิบายหลักการทำงาน ประเภทที่ใช้กันในโรงงาน สิ่งที่ต้องพิจารณาก่อนออกแบบ และการทดสอบที่ไม่ควรมองข้าม
ตู้ ATS คืออะไร?
ATS ย่อมาจาก Automatic Transfer Switch หรือสวิตช์สลับแหล่งจ่ายไฟอัตโนมัติ ทำหน้าที่เฝ้าดูคุณภาพไฟจากแหล่งจ่ายหลัก (ปกติคือการไฟฟ้า) และเมื่อพบว่าไฟดับหรือแรงดันผิดปกติเกินเกณฑ์ที่ตั้งไว้ จะสั่งสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและ สลับโหลดไปใช้ไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยอัตโนมัติ เมื่อไฟหลักกลับมาเป็นปกติก็จะสลับกลับและสั่งหยุดเครื่องให้เอง
ในทางปฏิบัติ ATS มักติดตั้งอยู่ในตู้ไฟฟ้าร่วมกับอุปกรณ์ป้องกัน ชุดควบคุม และอุปกรณ์แสดงสถานะ จึงเรียกรวมกันว่า ตู้ ATS และมักวางอยู่ระหว่าง ตู้ MDB กับโหลดส่วนที่กำหนดให้เป็นโหลดฉุกเฉิน
ลำดับการทำงานเมื่อไฟดับ
แม้รายละเอียดจะต่างกันไปตามอุปกรณ์และการตั้งค่า แต่ลำดับพื้นฐานมักเป็นดังนี้
- ตรวจพบความผิดปกติ ชุดควบคุมตรวจพบว่าแรงดันไฟหลักตกหรือหายไป และรอยืนยันตามเวลาหน่วงที่ตั้งไว้ เพื่อไม่ให้สั่งทำงานจากไฟกระพริบชั่วขณะ
- สั่งสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ส่งสัญญาณไปยังชุดควบคุมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
- รอให้ไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้านิ่ง ตรวจสอบแรงดันและความถี่ให้อยู่ในเกณฑ์ก่อนจ่ายโหลด
- สลับโหลด ตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายหลักก่อน แล้วจึงต่อเข้ากับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
- เมื่อไฟหลักกลับมา รอยืนยันว่าไฟหลักเสถียรตามเวลาหน่วงที่ตั้งไว้ แล้วจึงสลับโหลดกลับ
- หยุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยปกติจะให้เดินตัวเปล่าอีกระยะหนึ่งเพื่อระบายความร้อนก่อนดับเครื่อง
การอินเตอร์ล็อก: จุดที่พลาดไม่ได้
หัวใจด้านความปลอดภัยของระบบ ATS คือการรับประกันว่า แหล่งจ่ายทั้งสองจะไม่ถูกต่อเข้าด้วยกันเด็ดขาด หากไฟจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าย้อนกลับเข้าสู่ระบบจำหน่ายของการไฟฟ้าขณะที่เจ้าหน้าที่กำลังทำงานอยู่บนสาย จะเป็นอันตรายถึงชีวิต
ระบบที่ออกแบบอย่างถูกต้องจึงมีทั้ง อินเตอร์ล็อกทางกล ซึ่งทำให้ไม่สามารถปิดวงจรทั้งสองฝั่งพร้อมกันได้ในเชิงกายภาพ และ อินเตอร์ล็อกทางไฟฟ้า ในวงจรควบคุม โดยทำงานแบบ ตัดก่อนต่อ (Break Before Make) คือปลดจากแหล่งเดิมให้เรียบร้อยก่อนจึงต่อเข้าแหล่งใหม่
ประเภทของ ATS ที่ใช้ในโรงงาน
| ประเภท | ลักษณะ | เหมาะกับ |
|---|---|---|
| แบบคอนแทคเตอร์ | ใช้คอนแทคเตอร์สองชุดพร้อมอินเตอร์ล็อก | โหลดขนาดเล็กถึงกลาง งบประมาณจำกัด |
| แบบเบรกเกอร์ขับด้วยมอเตอร์ | ใช้เบรกเกอร์ MCCB หรือ ACB ที่มีชุดขับเคลื่อน | โหลดขนาดกลางถึงใหญ่ ต้องการการป้องกันในตัว |
| แบบสวิตช์สลับเฉพาะทาง | อุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อการสลับโดยเฉพาะ สลับได้เร็ว | งานที่ต้องการความเร็วและความน่าเชื่อถือสูง |
การเลือกประเภทควรพิจารณาร่วมกับ การเลือกเบรกเกอร์ ของระบบโดยรวม เพราะบางแบบมีฟังก์ชันป้องกันในตัว ขณะที่บางแบบทำหน้าที่สลับอย่างเดียวและต้องมีอุปกรณ์ป้องกันแยกต่างหาก
สิ่งที่ต้องพิจารณาก่อนออกแบบระบบ ATS
- โหลดใดบ้างที่ต้องมีไฟสำรอง ไม่จำเป็นต้องสำรองทั้งโรงงาน การแยกเฉพาะโหลดสำคัญช่วยให้ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กลงและประหยัดกว่ามาก
- กระแสขณะสตาร์ทของมอเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าต้องรองรับกระแสกระชากขณะสตาร์ท ไม่ใช่แค่กำลังไฟฟ้าขณะทำงานปกติ
- ลำดับการจ่ายโหลด การทยอยจ่ายโหลดเป็นขั้นช่วยลดภาระของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในจังหวะแรก
- จำนวนโพลและการสลับสายนิวทรัล ต้องพิจารณาจากรูปแบบการต่อลงดินของระบบไฟฟ้าในโรงงาน
- การส่งสัญญาณไปยังระบบควบคุม การส่งสถานะเข้าสู่ ระบบ SCADA ช่วยให้รู้ทันทีว่าระบบสลับไปใช้ไฟสำรองแล้ว
- พื้นที่ติดตั้งและการระบายความร้อน โดยเฉพาะเมื่อติดตั้งใกล้ห้องเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
การทดสอบและบำรุงรักษา
ระบบ ATS เป็นอุปกรณ์ที่ "ไม่ค่อยได้ทำงาน" จึงเป็นระบบที่มักถูกพบว่าใช้การไม่ได้ในวันที่ต้องใช้จริง การทดสอบตามรอบจึงสำคัญไม่น้อยกว่าการติดตั้งที่ถูกต้อง
- ทดสอบการสลับโหลดจริง ไม่ใช่เพียงการเดินเครื่องกำเนิดไฟฟ้าตัวเปล่า
- ตรวจสอบระดับเชื้อเพลิง สภาพแบตเตอรี่ และระบบสตาร์ทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
- ตรวจสอบจุดต่อสายและร่องรอยความร้อนภายในตู้ ร่วมกับแผน บำรุงรักษาตู้ไฟฟ้าประจำปี
- ตรวจสอบว่าเวลาหน่วงและค่าที่ตั้งไว้ยังเหมาะกับโหลดปัจจุบัน หลังจากโรงงานมีการเพิ่มเครื่องจักร
- บันทึกผลการทดสอบทุกครั้ง เพื่อใช้เปรียบเทียบและตรวจสอบย้อนหลัง
สรุป
ตู้ ATS คือส่วนที่เปลี่ยนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจาก "อุปกรณ์สำรองที่ต้องรอคนมาเปิด" ให้กลายเป็นระบบที่ทำงานเองได้ภายในไม่กี่สิบวินาที สิ่งที่ต้องให้ความสำคัญที่สุดคือการอินเตอร์ล็อกที่ถูกต้อง การเลือกโหลดฉุกเฉินให้เหมาะสม และการทดสอบตามรอบอย่างสม่ำเสมอ
หากโรงงานของท่านกำลังวางแผนติดตั้งหรือปรับปรุงระบบไฟฟ้าสำรอง ทีมวิศวกรของเรายินดีให้คำแนะนำหลังทราบรายละเอียดโหลดและระบบไฟฟ้าปัจจุบัน
ปรึกษาทีมวิศวกร ES Service
ส่งแบบงานหรือรายละเอียดโครงการ เพื่อรับคำแนะนำและใบเสนอราคา
คำถามที่พบบ่อย
ตู้ ATS ต่างจาก MTS อย่างไร?
ATS (Automatic Transfer Switch) สลับแหล่งจ่ายไฟให้อัตโนมัติเมื่อตรวจพบว่าไฟหลักผิดปกติ ส่วน MTS (Manual Transfer Switch) ต้องมีคนไปสับสวิตช์เอง โรงงานที่หยุดไม่ได้หรือไม่มีคนอยู่ประจำตลอดเวลาจึงมักเลือกใช้ ATS
ควรทดสอบระบบ ATS บ่อยแค่ไหน?
ควรทดสอบตามรอบที่กำหนดไว้ในแผนบำรุงรักษาของโรงงานและคำแนะนำของผู้ผลิตอุปกรณ์ โดยทั่วไปการทดสอบควรครอบคลุมทั้งการสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและการสลับโหลดจริง เพราะการเดินเครื่องเปล่าโดยไม่สลับโหลดจะไม่พบปัญหาบางอย่าง
ทำไมตู้ ATS บางระบบต้องใช้แบบ 4 โพล?
เพราะเป็นการสลับสายนิวทรัลด้วย ซึ่งจำเป็นในบางรูปแบบการต่อลงดินของระบบ เพื่อไม่ให้เกิดเส้นทางกระแสย้อนกลับที่ไม่ตั้งใจ และเพื่อให้อุปกรณ์ป้องกันไฟรั่วทำงานถูกต้อง การเลือกจำนวนโพลจึงต้องพิจารณาจากรูปแบบระบบไฟฟ้าของโรงงานเป็นหลัก
