องค์ประกอบ ระบบไฟฟ้าในโรงงาน มีอะไรบ้างที่ควรทราบ

ในส่วนของการผลิตและอุตสาหกรรม ระบบไฟฟ้าในโรงงาน คือ รากฐานสำคัญที่ทำให้สายพานการผลิต เครื่องจักร และระบบควบคุมต่าง ๆ สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องและปลอดภัย ซึ่งระบบไฟฟ้าเหล่านี้มีหลายประเภท ทั้งระบบแรงสูง แรงต่ำ ระบบควบคุมอัตโนมัติ และระบบสำรองไฟ

โดยการเข้าใจระบบไฟฟ้าแต่ละประเภทไม่เพียงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการออกแบบและบำรุงรักษาเท่านั้น แต่ยังช่วยลดความเสี่ยงจากไฟฟ้าขัดข้องหรืออุบัติเหตุได้อีกด้วย

บทความนี้จะพาคุณไปรู้จักกับ ระบบไฟฟ้าในโรงงาน โดยเฉพาะ 3 หมวดหลักที่ควรรู้ ได้แก่ ระบบแรงต่ำ (Low Voltage System), ระบบแรงสูง (High Voltage System) และระบบควบคุม (Control & Automation System) รวมถึงอุปกรณ์สำคัญอย่าง MCC, MDB, DB, และระบบสำรองไฟฟ้า

1. ระบบไฟฟ้าโรงงาน แรงต่ำ (Low Voltage System)

ระบบแรงต่ำ หมายถึง ระบบที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 1,000 โวลต์ ซึ่งเป็นแรงดันไฟที่ใช้ในเครื่องจักรทั่วไป พัดลม มอเตอร์ขนาดกลาง ปั๊มน้ำ และอุปกรณ์แสงสว่าง

อุปกรณ์หลักในระบบแรงต่ำ

1.1 MDB – Main Distribution Board

• คือแผงไฟฟ้าหลักที่รับพลังงานจากหม้อแปลงหรือตู้แรงสูง
• ทำหน้าที่กระจายไฟฟ้าไปยังตู้ย่อย (DB, MCC)
• มีอุปกรณ์ป้องกัน เช่น MCCB, Surge Protector, Meter, RCD
• มักติดตั้งในห้องไฟฟ้าหลักของโรงงาน

1.2 DB – Distribution Board

• ตู้ย่อยที่แยกจาก MDB สำหรับจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์หรือโซนต่าง ๆ
• มีเบรกเกอร์ย่อย (MCB) สำหรับแยกโหลด เช่น แสงสว่าง, ปลั๊ก, เครื่องปรับอากาศ
• นิยมติดตั้งตามแต่ละพื้นที่ในโรงงาน เช่น โซนสำนักงาน โซนผลิต

1.3 MCC – Motor Control Center

• ตู้ที่ออกแบบเฉพาะเพื่อควบคุม “มอเตอร์” และโหลดที่มีลักษณะเหนี่ยวนำ
• ภายในประกอบด้วย
  • Magnetic Starter
  • Overload Relay
  • Soft Starter หรือ VFD (Inverter)
  • Circuit Breaker
• สามารถควบคุมหลายมอเตอร์ในตู้เดียว แยกวงจรอิสระ
• ใช้กับมอเตอร์ปั๊มน้ำ, พัดลม, สายพานลำเลียง ฯลฯ
  

คุณสมบัติสำคัญของ ระบบไฟฟ้าโรงงานแรงต่ำ ที่ดี

• โหลดบาลานซ์ (Load Balance) – ไฟสามเฟสต้องมีโหลดใกล้เคียงกันเพื่อป้องกันแรงดันตก
• ระบบสายดินครบวงจร – เพื่อความปลอดภัยจากไฟรั่วหรือไฟดูด
• ใช้สายไฟตามมาตรฐาน IEC หรือ มอก. – เช่น THW, XLPE, NYY

2. ระบบไฟฟ้าโรงงาน แรงสูง (High Voltage System)

ระบบแรงสูงในโรงงาน ส่วนใหญ่ใช้แรงดันตั้งแต่ 12 kV ขึ้นไป (เช่น 22 kV หรือ 33 kV) เพื่อรับไฟจากการไฟฟ้าแล้วลดระดับแรงดันด้วยหม้อแปลง

องค์ประกอบหลักของระบบแรงสูง

2.1 หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer)

• แปลงไฟจาก 22 kV → 400 V หรือ 380 V
• ประเภทที่นิยมในโรงงาน
  • Dry Type – ปลอดภัย ไม่มีน้ำมัน
  • Oil Type – รับโหลดสูง ใช้งานกลางแจ้ง
• ต้องติดตั้งในพื้นที่ระบายอากาศดี พร้อมระบบป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร

2.2 Ring Main Unit (RMU)

• อุปกรณ์สวิตช์เกียร์แรงสูง ที่ใช้ควบคุมจ่ายไฟจากสายหลักการไฟฟ้า
• เพิ่มความเสถียรในการจ่ายไฟ – หากจุดหนึ่งมีปัญหา ก็สามารถสลับวงจรจ่ายจากอีกด้านได้

2.3 Protection Relay

• ระบบป้องกันการลัดวงจรของระบบแรงสูง
• ตรวจจับ Overcurrent, Earth Fault, Phase Loss
• ตัดวงจรอัตโนมัติเมื่อเกิดความผิดปกติ

3. ระบบควบคุมไฟฟ้าในโรงงาน (Control & Automation System)

ระบบนี้ไม่ได้ใช้พลังงานสูงเหมือนระบบแรงต่ำ/แรงสูง แต่มีความสำคัญมากในการควบคุมกระบวนการผลิต และเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานอัตโนมัติ

องค์ประกอบของระบบควบคุม

3.1 PLC – Programmable Logic Controller

• สมองกลควบคุมเครื่องจักรตามคำสั่งโปรแกรม
• ใช้ควบคุมสายพาน, แขนกล, เซ็นเซอร์, ระบบลำเลียง ฯลฯ
• รองรับการสื่อสารกับ SCADA หรือระบบ HMI

3.2 HMI – Human Machine Interface

• หน้าจอที่แสดงสถานะการทำงานของเครื่องจักร
• ใช้ควบคุม หรือปรับค่าการทำงานได้อย่างง่าย

3.3 SCADA – Supervisory Control and Data Acquisition

• ระบบควบคุมแบบรวมศูนย์ สำหรับโรงงานขนาดใหญ่
• ตรวจสอบสถานะไฟฟ้า โหลด และสัญญาณผิดปกติจากระบบต่าง ๆ ได้เรียลไทม์

4. ระบบสำรองไฟ (Backup Power System)

ในโรงงานอุตสาหกรรม ไฟดับ เท่ากับหยุดผลิตและขาดทุน ดังนั้นการมีระบบไฟฟ้าสำรองจึงเป็นเรื่องจำเป็น

ระบบสำรองไฟที่นิยมใช้ในโรงงาน

4.1 UPS – Uninterruptible Power Supply

• สำรองไฟฟ้าได้ทันทีเมื่อไฟดับ (ไม่กระตุก)
• ใช้กับอุปกรณ์สำคัญ เช่น คอมพิวเตอร์, ควบคุม PLC, กล้อง CCTV
• สำรองไฟได้ตั้งแต่ 15 นาที ถึง 2 ชั่วโมง

4.2 Generator – เครื่องกำเนิดไฟฟ้า

• ใช้สำรองไฟทั้งโรงงานหรือโซนสำคัญ
• เริ่มทำงานโดยอัตโนมัติภายในไม่กี่วินาทีหลังไฟดับ
• ใช้น้ำมันดีเซล หรือก๊าซ NG เป็นเชื้อเพลิง
• ควรมี ATS (Automatic Transfer Switch) ควบคุมการสลับโหลด

4.3 Solar + ESS (Energy Storage System)

• ระบบสำรองพลังงานรูปแบบใหม่ ใช้แผงโซลาร์ร่วมกับแบตเตอรี่ลิเธียม
• ลดค่าไฟฟ้าช่วงพีค และจ่ายไฟสำรองได้เมื่อจำเป็น
• ใช้ร่วมกับระบบ SCADA หรือ EMS ได้

5. ข้อควรคำนึงในการออกแบบ ระบบไฟฟ้าในโรงงาน

5.1 ออกแบบแยกโหลดตามประเภท

• โหลดทั่วไป เช่น แสงสว่าง, ปลั๊ก
• โหลดอุตสาหกรรม เช่น มอเตอร์, ปั๊ม
• โหลดควบคุม เช่น PLC, SCADA

5.2 คำนวณโหลดไฟฟ้าให้แม่นยำ

• ใช้ Software คำนวณ Demand Load, Diversity Factor
• เผื่อโหลดสำรองประมาณ 10–30% สำหรับอนาคต
  

5.3 วางระบบ Grounding ครบทุกจุด

• ทั้งที่ MDB, MCC, โครงมอเตอร์, ตู้ Control
• วัดค่าความต้านทานดินให้น้อยกว่า 5 โอห์ม

5.4 เดินสายไฟแยกแรงดัน

• สายควบคุม ต้องแยกจากสาย Power เพื่อป้องกันสัญญาณรบกวน
• ใช้ราง Cable Tray, Ladder, Duct อย่างเป็นระเบียบ

5.5 รองรับการตรวจสอบ และซ่อมบำรุง

• ติดตั้ง Test Terminal, Breaker Isolation
• มี Single Line Diagram ติดไว้ในตู้ทุกจุด
• ติดตั้งอุปกรณ์ Smart Monitoring เพื่อตรวจสอบโหลด

สรุป องค์ประกอบ ระบบไฟฟ้าในโรงงาน คือ

ระบบไฟฟ้าในโรงงานอุตสาหกรรม ไม่ได้มีแค่การจ่ายไฟให้เครื่องจักรเท่านั้น แต่เป็นระบบที่ครอบคลุมทั้งการจ่ายพลังงาน (แรงต่ำ–แรงสูง) การควบคุมการผลิต และการสำรองกรณีไฟขัดข้อง โดยอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น MDB, MCC, DB, PLC หรือระบบสำรองไฟ ล้วนมีบทบาทเฉพาะที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวม

การออกแบบระบบไฟฟ้าโรงงานที่ดี ต้องคำนึงถึง

• ความเหมาะสมกับโหลดการใช้งาน
• ความปลอดภัยสูงสุดต่อชีวิตและทรัพย์สิน
• ความยืดหยุ่น รองรับการขยายในอนาคต
• ความสามารถในการควบคุมอัตโนมัติ และตรวจสอบข้อมูล

หากโรงงานของคุณกำลังเริ่มต้นวางแผน หรือรีโนเวท ระบบไฟฟ้า การเลือกทีมออกแบบและติดตั้งที่มีความเชี่ยวชาญเฉพาะด้านจะช่วยให้ระบบไฟของคุณทั้งปลอดภัย ประหยัดพลังงาน และรองรับเทคโนโลยี