ตู้ไฟฟ้ามีกี่ประเภท? รวม 8 ประเภทตู้ไฟฟ้าในโรงงาน พร้อมวิธีเลือกใช้

ในโรงงานอุตสาหกรรมหนึ่งแห่ง อาจมีตู้ไฟฟ้าหลายสิบตู้ที่ทำหน้าที่ต่างกัน ตั้งแต่ตู้เมนที่รับไฟจากหม้อแปลง ไปจนถึงตู้ควบคุมเครื่องจักรแต่ละตัว การเข้าใจว่าตู้แต่ละประเภททำหน้าที่อะไร ช่วยให้วางแผนระบบไฟฟ้า สื่อสารกับผู้รับเหมา และเปรียบเทียบใบเสนอราคาได้แม่นยำขึ้น

บทความนี้รวบรวม 8 ประเภทตู้ไฟฟ้าและตู้คอนโทรลที่พบบ่อยในโรงงาน พร้อมปัจจัยสำคัญในการเลือกใช้

ภาพรวม: ตู้ไฟฟ้าแบ่งตามหน้าที่ได้ 2 กลุ่ม

• กลุ่มจ่ายและกระจายไฟ (Power Distribution) รับไฟจากแหล่งจ่ายแล้วกระจายไปยังจุดต่าง ๆ อย่างปลอดภัย เช่น ตู้ MDB และตู้ DB
• กลุ่มควบคุม (Control) ควบคุมการทำงานของมอเตอร์ เครื่องจักร หรือกระบวนการผลิต เช่น ตู้ MCC ตู้ VFD และตู้ PLC

นอกจากนี้ยังมีตู้ที่ทำหน้าที่เฉพาะ เช่น ตู้คาปาซิเตอร์สำหรับปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้า และตู้ ATS สำหรับสลับแหล่งจ่ายไฟสำรอง

1. ตู้ MDB (Main Distribution Board)

ตู้เมนไฟฟ้า ที่รับไฟฟ้าจากหม้อแปลงหรือการไฟฟ้าเป็นจุดแรก และจ่ายไฟให้ทั้งโรงงาน ภายในมีเบรกเกอร์หลัก บัสบาร์ เบรกเกอร์ย่อย และอุปกรณ์ตรวจวัด เป็นตู้ที่ต้องรับกระแสและค่ากระแสลัดวงจรสูงที่สุดในระบบ อ่านรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่บทความ ตู้ MDB คืออะไร?

2. ตู้ DB และ SDB (Distribution Board)

ตู้ไฟฟ้าย่อย ที่รับไฟต่อจากตู้ MDB เพื่อจ่ายให้แต่ละพื้นที่ แต่ละอาคาร หรือแต่ละไลน์การผลิต ตู้ SDB (Sub Distribution Board) มักใช้เรียกตู้ย่อยระดับกลาง ส่วนตู้ Load Center หรือ Panel Board ใช้จ่ายวงจรไฟแสงสว่าง เต้ารับ และโหลดขนาดเล็ก

3. ตู้ MCC (Motor Control Center)

ศูนย์รวมการควบคุมมอเตอร์ ที่รวมวงจรสตาร์ทและป้องกันมอเตอร์หลายตัวไว้ในชุดตู้เดียว แต่ละช่อง (Cubicle) มีเบรกเกอร์ คอนแทคเตอร์ และโอเวอร์โหลดรีเลย์ของตัวเอง เหมาะกับโรงงานที่มีมอเตอร์จำนวนมาก เช่น โรงงานปูน เหมืองแร่ โรงงานอาหาร และระบบลำเลียงวัตถุดิบ ข้อดีคือควบคุมและบำรุงรักษาจากจุดเดียวได้สะดวก อ่านรายละเอียดโครงสร้างภายในและวิธีสตาร์ทมอเตอร์แต่ละแบบได้ที่บทความ ตู้ MCC คืออะไร

4. ตู้ควบคุมมอเตอร์ (Motor Starter Panel)

ตู้ควบคุมมอเตอร์สำหรับเครื่องจักรแต่ละเครื่อง หรือมอเตอร์กลุ่มเล็ก เลือกวิธีสตาร์ทตามขนาดและลักษณะงาน เช่น

• สตาร์ทตรง (DOL: Direct On Line) สำหรับมอเตอร์ขนาดเล็ก ออกแบบง่าย ต้นทุนต่ำ แต่มีกระแสกระชากขณะสตาร์ทสูง
• สตาร์ทแบบสตาร์-เดลต้า (Star-Delta) ลดกระแสขณะสตาร์ทสำหรับมอเตอร์ขนาดกลาง
• ซอฟต์สตาร์ทเตอร์ (Soft Starter) ค่อย ๆ เพิ่มแรงดันขณะสตาร์ท ช่วยลดแรงกระแทกทางกลของเครื่องจักร

5. ตู้ VFD / ตู้อินเวอร์เตอร์

ตู้ควบคุมความเร็วมอเตอร์ ด้วย VFD (Variable Frequency Drive) หรืออินเวอร์เตอร์ ซึ่งปรับความถี่และแรงดันที่จ่ายให้มอเตอร์ ทำให้ปรับความเร็วได้ตามภาระงานจริง เหมาะกับปั๊ม พัดลม คอมเพรสเซอร์ และสายพานลำเลียง ช่วยลดการใช้พลังงาน ลดกระแสกระชากขณะสตาร์ท และยืดอายุเครื่องจักร อ่านรายละเอียดและตัวอย่างการคำนวณได้ในบทความ ตู้ VFD ประหยัดไฟได้จริงไหม?

จุดสำคัญในการออกแบบตู้ VFD คือ การระบายความร้อน เพราะไดรฟ์สร้างความร้อนสูง และ การจัดการสัญญาณรบกวน (EMC) ด้วยการเดินสายและต่อกราวด์อย่างถูกวิธี

6. ตู้ PLC / ตู้ควบคุมอัตโนมัติ

ตู้ควบคุมกระบวนการผลิตแบบอัตโนมัติ ด้วย PLC (Programmable Logic Controller) ร่วมกับหน้าจอ HMI และอุปกรณ์รับส่งสัญญาณ สามารถเชื่อมต่อกับระบบ SCADA เพื่อติดตามและสั่งการเครื่องจักรจากห้องควบคุมแบบเรียลไทม์ เหมาะกับไลน์การผลิตที่ต้องการความแม่นยำ ทำงานตามลำดับ และเก็บข้อมูลการผลิต

7. ตู้คาปาซิเตอร์ (Capacitor Bank)

ตู้ปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลัง (Power Factor) โรงงานที่มีมอเตอร์และโหลดประเภทขดลวดจำนวนมาก มักมีค่า Power Factor ต่ำ ซึ่งทำให้ระบบต้องจ่ายกระแสมากขึ้นโดยไม่จำเป็น และอาจถูกเรียกเก็บค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าเพิ่มเติมตามเกณฑ์ของการไฟฟ้า ตู้คาปาซิเตอร์ที่มีชุดควบคุมอัตโนมัติจะช่วยชดเชยค่านี้ ลดกระแสในระบบ และลดค่าใช้จ่าย อ่านวิธีประมาณขนาด kVAR และข้อควรระวังเรื่องฮาร์มอนิกได้ที่บทความ Capacitor Bank และค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์

8. ตู้ ATS (Automatic Transfer Switch)

ตู้สลับแหล่งจ่ายไฟอัตโนมัติ ระหว่างไฟจากการไฟฟ้ากับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง เมื่อไฟหลักดับ ระบบจะสั่งสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและสลับโหลดสำคัญไปใช้ไฟสำรองโดยอัตโนมัติ เหมาะกับโรงงานที่หยุดการผลิตไม่ได้ ห้องเย็น ระบบปั๊มน้ำ และระบบความปลอดภัย อ่านลำดับการทำงานและข้อควรระวังเรื่องการอินเตอร์ล็อกได้ที่บทความ ตู้ ATS คืออะไร

ตารางเปรียบเทียบตู้ไฟฟ้าแต่ละประเภท

ประเภทตู้	หน้าที่หลัก	ตัวอย่างการใช้งาน
ตู้ MDB	รับไฟหลักและกระจายไฟทั้งระบบ	ตู้เมนของโรงงานหรืออาคาร
ตู้ DB / SDB	กระจายไฟไปแต่ละพื้นที่	ตู้ประจำอาคาร ชั้น หรือไลน์ผลิต
ตู้ MCC	ควบคุมมอเตอร์หลายตัวจากจุดเดียว	ระบบลำเลียง โรงบด โรงปูน
ตู้ควบคุมมอเตอร์	สตาร์ทและป้องกันมอเตอร์	ปั๊ม พัดลม เครื่องจักรเดี่ยว
ตู้ VFD	ปรับความเร็วมอเตอร์ ประหยัดพลังงาน	ปั๊ม พัดลม คอมเพรสเซอร์ สายพาน
ตู้ PLC	ควบคุมกระบวนการผลิตอัตโนมัติ	ไลน์ผลิต ระบบผสม ระบบบรรจุ
ตู้คาปาซิเตอร์	ปรับปรุงค่า Power Factor	โรงงานที่มีมอเตอร์จำนวนมาก
ตู้ ATS	สลับไปใช้ไฟสำรองอัตโนมัติ	ห้องเย็น ระบบสำคัญ โรงงานที่หยุดไม่ได้

5 ปัจจัยในการเลือกตู้ไฟฟ้าให้เหมาะกับโรงงาน

1. ลักษณะโหลดและการใช้งาน จำนวนและขนาดมอเตอร์ รูปแบบการทำงาน และความจำเป็นในการปรับความเร็วหรือทำงานอัตโนมัติ
2. ขนาดกระแสและค่ากระแสลัดวงจร ต้องคำนวณให้ตู้และอุปกรณ์ทุกชิ้นรองรับได้อย่างปลอดภัย
3. สภาพแวดล้อมการติดตั้ง ฝุ่น ความชื้น สารเคมี หรือพื้นที่กลางแจ้ง มีผลต่อการเลือกวัสดุตู้ ระดับการป้องกัน (IP) และการระบายความร้อน
4. การขยายและบำรุงรักษาในอนาคต เผื่อพื้นที่สำหรับวงจรใหม่ และจัดวางอุปกรณ์ให้ตรวจสอบและเปลี่ยนได้สะดวก
5. มาตรฐานและผู้ออกแบบ ตู้ควรออกแบบตามแนวทางมาตรฐานสากล เช่น IEC 61439 โดยวิศวกรไฟฟ้าที่มีใบอนุญาต และผ่านการทดสอบก่อนส่งมอบ

สรุป

ตู้ไฟฟ้าในโรงงานแบ่งได้เป็นกลุ่มจ่ายไฟ อย่างตู้ MDB และตู้ DB กลุ่มควบคุม อย่างตู้ MCC ตู้ควบคุมมอเตอร์ ตู้ VFD และตู้ PLC และตู้สำหรับงานเฉพาะ อย่างตู้คาปาซิเตอร์และตู้ ATS การเลือกตู้ที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับโหลด สภาพแวดล้อม และแผนการขยายของโรงงาน

ES Service รับออกแบบ ผลิต และติดตั้งตู้ไฟฟ้าและตู้คอนโทรลสำหรับโรงงานอุตสาหกรรม ดูรายละเอียดบริการ ออกแบบ ติดตั้ง ตู้ไฟฟ้า ตู้คอนโทรล หรือส่งรายละเอียดโครงการให้ทีมวิศวกรประเมินได้ทางไลน์