ระบบไฟฟ้าในโรงงานอุตสาหกรรม ออกแบบอย่างไรให้ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ

ระบบไฟฟ้าในโรงงาน อุตสาหกรรมถือเป็นหัวใจของการผลิต เพราะเกือบทุกกระบวนการตั้งแต่เครื่องจักร, ระบบควบคุม, แสงสว่าง, ระบบระบายอากาศ, ไปจนถึงระบบความปลอดภัย ล้วนต้องพึ่งพาไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องและมีเสถียรภาพ

การออกแบบ ระบบไฟฟ้า ในโรงงานจึงต้องคำนึงถึง ความปลอดภัย, ความเสถียร, และ ความสามารถในการรองรับโหลด อย่างเหมาะสม ไม่เพียงเพื่อป้องกันอุบัติเหตุจากไฟฟ้ารั่วหรือไฟไหม้เท่านั้น แต่ยังช่วยลดต้นทุนพลังงานและการหยุดชะงักของการผลิตในระยะยาว

บทความนี้จะพาคุณไปรู้จักกับโครงสร้างระบบไฟฟ้าในโรงงานอุตสาหกรรม ตั้งแต่การคำนวณโหลด การเลือกอุปกรณ์ การเดินสายไฟแรงต่ำ–แรงสูง ตลอดจนมาตรการด้านความปลอดภัยตามมาตรฐานสากล

1. สารบัญ

   Toggle

   โครงสร้างระบบไฟฟ้าในโรงงานอุตสาหกรรม

ระบบไฟฟ้าในโรงงานจะแบ่งออกเป็น 2 ระบบหลัก ได้แก่

1.1 ระบบแรงสูง (High Voltage System)

• ใช้ในโรงงานที่มีโหลดไฟฟ้าสูง (มากกว่า 1,000 kVA)
• รับไฟจากหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง เช่น 22 kV หรือ 33 kV จากการไฟฟ้า
• ต้องมีสถานีไฟฟ้าย่อย (Substation) ที่แปลงแรงดันไฟฟ้าลงเป็นแรงต่ำ
• อุปกรณ์ที่ใช้ในระบบแรงสูง ได้แก่
  • หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer)
  • ตู้ MDB (Main Distribution Board)
  • Circuit Breaker ขนาดใหญ่
  • Protection Relay
  • Earthing System
    

1.2 ระบบแรงต่ำ (Low Voltage System)

• แรงดัน 220/380V สำหรับอุปกรณ์ทั่วไป
• ใช้กับเครื่องจักร, แสงสว่าง, ปลั๊กไฟ, ระบบ IT, HVAC
• เดินสายจาก MDB แยกออกเป็น DB (Distribution Board) ไปยังโหลดต่างๆ

ระบบทั้งสองต้องเชื่อมโยงกันอย่างสมดุล โดยออกแบบให้สามารถรองรับโหลดที่คาดการณ์ได้ พร้อมเผื่อความสามารถรองรับในอนาคตอย่างน้อย 20–30%

2. การคำนวณโหลดไฟฟ้าในโรงงาน

การคำนวณโหลดเป็นขั้นตอนสำคัญอันดับแรกก่อนจะเริ่มออกแบบระบบไฟฟ้า เพื่อกำหนดขนาดของอุปกรณ์, สายไฟ, และหม้อแปลงไฟฟ้า

2.1 ประเภทของโหลดไฟฟ้าในโรงงาน

• โหลดคงที่ (Fixed Load): เครื่องจักร, แสงสว่าง, HVAC
• โหลดเปลี่ยนแปลง (Variable Load): มอเตอร์, ปั๊ม, เครื่องปรับอากาศ
• โหลดสำรอง (Backup Load): ระบบฉุกเฉิน เช่น ไฟ Exit, UPS
  

2.2 ขั้นตอนการคำนวณโหลด

1. รวบรวมข้อมูลโหลดทุกจุด (Watt, Ampere, Phase)
2. คำนวณ Demand Factor ตามประเภทโหลด
3. รวมค่ากำลังไฟฟ้าทั้งหมด (kW/kVA)
4. กำหนดขนาดของหม้อแปลงไฟฟ้า (เผื่อ +25%)
5. คำนวณขนาดสายไฟและ Breaker ตามค่ากระแสที่ใช้
   

3. การเลือกใช้สายไฟให้เหมาะสม

สายไฟคือเส้นเลือดหลักของโรงงาน การเลือกผิดอาจทำให้เกิดความร้อนสะสม ไฟลัดวงจร หรือไฟไหม้

3.1 ปัจจัยในการเลือกสายไฟ

• ขนาดกระแสที่ต้องรับ (Amp)
• ความยาวของสาย (แรงดันตกตามระยะทาง)
• ลักษณะการใช้งาน (เดินในราง, ใต้ดิน, แขวนบนอากาศ)
• ประเภทฉนวน (ทนร้อน, ทนน้ำมัน, ทน UV)

3.2 ประเภทสายไฟที่นิยมใช้ในโรงงาน

ชื่อสายไฟ	คุณสมบัติ	การใช้งาน
THW	ทนความร้อน 70°C	งานทั่วไปในท่อร้อยสาย
XLPE	ทนความร้อน 90°C	งานภายนอกทน UV
VAF	แบน-ทนแรงดึงต่ำ	แสงสว่างทั่วไป
NYY	เดินใต้ดินได้	ระบบหลัก / ภายนอก

3.3 ตารางขนาดสายไฟตัวอย่าง

ขนาดสาย (sq.mm.)	รับกระแส (Amp)	การใช้งาน
2.5	20–25	ปลั๊กไฟทั่วไป
10	50–60	มอเตอร์ขนาดกลาง
35	140–160	สายเมนโรงงาน
95	260–280	ต่อหม้อแปลง

4. อุปกรณ์ป้องกันระบบไฟฟ้าในโรงงาน

เพื่อความปลอดภัยของทั้งเครื่องจักรและบุคลากร ระบบไฟฟ้าต้องมีอุปกรณ์ป้องกันทุกระดับ

4.1 Breaker (Circuit Breaker)

• ตัดวงจรเมื่อมีกระแสเกินหรือลัดวงจร
• ประเภท:
  • MCB: สำหรับโหลดขนาดเล็ก
  • MCCB: โหลดขนาดกลาง-ใหญ่
  • ACB: โหลดระดับหม้อแปลง
  • ควรเลือก Breaker ที่รองรับกระแสเต็ม (Full Load) + 20%

4.2 ระบบป้องกันไฟรั่ว (ELCB/RCD)

• ตัดวงจรทันทีเมื่อมีไฟรั่ว
  
• สำคัญในพื้นที่เปียก เช่น ห้องน้ำ, ห้องล้างอุปกรณ์

4.3 ฟ้าผ่าและ Surge Protection

• อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD)
• ระบบ Grounding และสายดินคุณภาพสูง

5. การเดินสายไฟในโรงงาน (แรงสูง–แรงต่ำ)

การเดินสายไฟต้องวางแผนตั้งแต่ขั้นตอนออกแบบอาคาร เพื่อความปลอดภัยและความสะดวกในการซ่อมบำรุง

5.1 การเดินสายแรงต่ำ

• ใช้รางเดินสาย (Cable Tray), ท่อ EMT/RSC, ราง Wireway
• ควรแบ่งโซนชัดเจน เช่น โซนแสงสว่าง, โซนเครื่องจักร
• วางแผนจุดเชื่อมต่อสายไฟให้เข้าถึงง่าย
• ห้ามเดินสายไฟรวมกับสายสื่อสาร

5.2 การเดินสายแรงสูง

• เดินสายจากหม้อแปลงไปยัง MDB ด้วยสาย NYY หรือ XLPE
• ควรเดินในท่อเหล็กหรือฝังดิน พร้อมมีระบบเตือนภัย
• ติดตั้งอยู่ในห้องควบคุมที่มีฉนวนกันไฟ และระบบระบายอากาศ

6. การติดตั้งหม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer)

โรงงานขนาดกลาง–ใหญ่จำเป็นต้องมีหม้อแปลงของตัวเอง

ปัจจัยในการเลือกหม้อแปลง

• ขนาดโหลดรวม (kVA)
• ขนาดหม้อแปลงที่เหมาะสม (ควรเผื่อ 20–30%)
• ความสามารถในการรองรับความร้อน
• มีระบบระบายความร้อน (Oil-cooled / Dry type)
• ติดตั้งในพื้นที่ปลอดภัย ห่างจากสารไวไฟ

7. ระบบไฟฟ้าสำรองและความต่อเนื่องของการผลิต

โรงงานที่ต้องการทำงานต่อเนื่องห้ามหยุด เช่น อาหาร, การแพทย์, อิเล็กทรอนิกส์ ต้องมีระบบไฟฟ้าสำรองที่พร้อมใช้งานทันที

ตัวเลือกระบบสำรอง

• UPS (Uninterruptible Power Supply): สำรองเฉพาะอุปกรณ์สำคัญ
• Generator: สำรองไฟให้ทั้งโรงงาน
• ATS (Automatic Transfer Switch): สลับระบบไฟอัตโนมัติ

โรงงานควรวางแผน Load Prioritization – ว่าจุดไหนสำคัญ ต้องใช้ UPS, จุดไหนใช้ Generator ได้

8. มาตรฐานความปลอดภัยและข้อกำหนดที่ควรรู้

การติดตั้งระบบไฟฟ้าในโรงงาน ต้องอิงตามกฎหมายและมาตรฐานวิชาชีพ

มาตรฐานสำคัญ

• มอก. (มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม)
• IEC (International Electrotechnical Commission)
• IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
• NEC (National Electrical Code – USA)
• ข้อกำหนดการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค/นครหลวง

เอกสารประกอบระบบไฟฟ้า

• แบบแปลนระบบไฟฟ้า (Single Line Diagram)
• รายการคำนวณโหลด
• รายการอุปกรณ์และจุดติดตั้ง
• คู่มือระบบและคู่มือซ่อมบำรุง

สรุป ระบบไฟฟ้าที่ดี คือระบบที่ “เสถียร ปลอดภัย และขยายได้”

การออกแบบระบบไฟฟ้า ในโรงงานไม่ใช่แค่เรื่องของการจ่ายกระแสไฟให้เพียงพอ แต่ต้องคำนึงถึงความปลอดภัย ประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน และการรองรับการเติบโตของธุรกิจในอนาคต

เคล็ดลับการวางระบบไฟฟ้าโรงงานให้มีประสิทธิภาพ

• วางแผนโหลดให้เหมาะสมและเผื่อการขยาย
• ใช้วัสดุสายไฟและอุปกรณ์ตามมาตรฐาน
• ตรวจสอบระบบสายดินและ Breaker ให้ปลอดภัย
• แยกโหลดสำคัญออกจากโหลดทั่วไป
• วางแผนสำรองไฟเพื่อไม่ให้สายการผลิตหยุด

ติดต่อโทร : 088-6544163