ระบบไฟฟ้าและปัญหา

                                     ระบบไฟฟ้าและปัญหา
การที่ผู้ใช้ไฟฟ้ามีอยู่หลายประเภทและอุปกรณ์ไฟฟ้าก็มีอยู่หลากหลาย การรบกวนทางไฟฟ้าจึงเกิดขึ้นได้ทั่วไป โดยอาจเกิดจากต้นทาง เช่น แหล่งกำเนิดไฟฟ้า หรือเกิดที่ปลายทางจากโหลด เนื่องจากโหลดบางชนิดจะรบกวนกันเอง ซึ่งการรบกวนนี้สามารถแพร่กระจายไปยังส่วนต่างๆของระบบไฟฟ้าได้ ดังนั้นสิ่งที่ต้องคำนึงถึงประการแรกคือ การจ่ายกระแสไฟฟ้า การจ่ายแรงดันไฟฟ้า และการจ่ายความถี่ไฟฟ้าไปยังผู้ใช้ไฟฟ้า จะต้องมีคุณภาพที่ดีมีความต่อเนื่องไม่ขาดตอน เพื่อให้ผู้ใช้ไฟฟ้าสามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ในที่นี้จะกล่าวถึงองค์ประกอบและสาเหตุต่างๆที่ทำให้ระบบไฟฟ้ามีคุณภาพด้อยลง เพื่อที่จะได้หาทางแก้ไขปรับปรุงต่อไป
1.ระบบจำหน่ายไฟฟ้าและความมั่นคงในระบบ  ระบบไฟฟ้าที่จ่ายให้กับผู้ใช้นั้นมาจากองค์กรที่ทำการผลิตและจ่ายพลังงานไฟฟ้า คือ การไฟฟ้าฝ่ายผลิต การไฟฟ้านครหลวง การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค และองค์กรที่เกี่ยวข้อง หน่วยงานดังกล่าวได้ได้ทำการผลิตพลังงานไฟฟ้า และติดตั้งระบบไฟฟ้าจ่ายไปยังจุดต่างๆจนกระทั่งถึงผู้ใช้นอกจากนั้นแล้วอาจมีผู้ใช้ไฟฟ้าบางรายได้ทำการได้ทำการผลิตไฟฟ้าขึ้นเพื่อทดแทนหรือสำรองไว้ใช้เอง
         การผลิตไฟฟ้าและการส่งจ่ายไฟฟ้าไปยังผู้ใช้ไฟฟ้า หรือการผลิตไฟฟ้าสำรองทดแทนของผู้ใช้ไฟฟ้าเองอาจมีองค์ประกอบที่ทำให้ระบบไฟฟ้าผิดปกติหรือเกิดขัดข้องขึ้นได้หลายสาเหตุ เช่นระยะทางส่งจ่ายไฟฟ้าที่ไกลเกินไป ฟ้าผ่า ผู้ใช้ไฟฟ้ามากเกินไป การใช้งานเกินกำลัง ต้นไม้ เครื่องมือเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการผิดปกติและรบกวนกัน เช่น เครื่องเชื่อม เครื่องกลึง เป็นต้น
        ระบบไฟฟ้าในสายส่งไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้า 22 กิโลโวลด์ หรือ 33 กิโลโวลด์ หรือแรงดันไฟฟ้าที่ค่าอื่นได้ถูกลดขนาดแรงดันไฟฟ้าลงเป็นไฟฟ้าแรงต่ำจ่ายให้กับผู้ใช้ไฟฟ้ารายย่อย นั่นคือ กรณีที่ผู้ใช้ไฟฟ้าต้องการระบบไฟฟ้าเป็น 3 เฟส จะแปลงให้มีพิกัดแรงดันไฟฟ้าเป็น 380 โวลด์ 3 เฟส ความถี่ไฟฟ้า 50 เฮิร์ท และกรณีที่ผู้ใช้ไฟฟ้าต้องการระบบไฟฟ้าเป็น 1 เฟส จะแปลงให้มีพิกัดแรงดันไฟฟ้าเป็น 220 โวลด์ 1 เฟส ความถี่ไฟฟ้า 50 เฮิร์ท ดังนั้นจะขอกล่าวการใช้ไฟฟ้าที่ระดับไฟฟ้าแรงดันต่ำขนาด 1 เฟสและ 3 เฟส
         ผู้ใช้ไฟฟ้าที่มีอุปกรณ์ไฟฟ้าพิเศษเฉพาะ เช่นคอมพิวเตอร์อุปกรณ์ไฟฟ้าที่เกี่ยวกับการควบคุมเครื่องมือสื่อสารหรือเครื่องมือแพทย์นั้นส่วนใหญ่มีความต้องการที่จะใช้งานกับระบบไฟฟ้าที่มีความเที่ยงตรงของแรงดันไฟฟ้า ความเที่ยงตรงของกระแสไฟฟ้า และความเที่ยงตรงของความถี่ไฟฟ้าตามพิกัดที่กำหนดไว้นอกจากนั้นแล้วยังมีความต้องการที่จะรับกำลังไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องไม่ขาดตอนอีกด้วย แต่จากที่กล่าวข้างต้นแล้วว่ามีองค์ประกอบหลายอย่างที่ทำให้ระบบไฟฟ้าผิดปกติ ซึ่งจะส่งผลให้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ อุปกรณ์ควบคุม และอุปกรณ์ควบคุมเกิดการเสียหาย หรือข้อมูลเสียหายหรือเกิดข้อผิดพลาดตามมา
         สภาวะแวดล้อมทางไฟฟ้าที่มีผลต่ออุปกรณ์คอมพิวเตอร์ อุปกรณ์ควบคุมและอุปกรณ์สื่อสารจะประกอบด้วยองค์ประกอบหลายประการคือ  แหล่งกำเนิดไฟฟ้า ระบบสายดิน ระบบเชื่อมต่อไฟฟ้า การเหนี่ยวนำไฟฟ้าต่อระบบสื่อสารและระบบควบคุม ระบบปรับอากาศและระบบป้องกันเพลิง ซึ่งจะเห็นได้ว่าองค์ประกอบที่มากมายเหล่านี้ทำให้เกิดปัญหาในการใช้งานได้ง่าย นอกจากนั้นแล้วสภาวะแวดล้อมทางไฟฟ้าภายนอกห้องคอมพิวเตอร์ ห้องควบคุม และห้องสื่อสาร ก็เป็นสาเหตุให้เกิดปัญหาทางระบบไฟฟ้าได้เช่นกัน เช่น การจ่ายไฟฟ้าผ่านสายไฟที่ไม่มีคุณภาพ ผ่านท่อโลหะที่ไม่มีคุณภาพ หรือคลื่นรบกวนไฟฟ้าที่มาจากการเหนี่ยวนำ
           การที่ระบบไฟฟ้าที่นำมาใช้งานไม่มีการป้องกันที่สมบูรณ์ในช่วงของแหล่งกำเนิดไฟฟ้าจนถึงผู้ใช้ไฟฟ้านั้น ผลที่เห็นได้อย่างชัดเจนคือ การเกิดฟ้าผ่าที่ทำให้เกิดแรงดันสไปก์ขนาดใหญ่ขึ้นซึ่งจะไม่เป็นผลดีต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์อย่างแน่นอน ดังนั้นโดยทั่วไปแล้ว ผู้ผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้าจะออกแบบให้ใช้อุปกรณ์ที่กำจัดแรงดันไฟฟ้าผิดปกติดังกล่าวได้ในเวลาที่เหมาะสม ซึ่งทั้งผู้ผลิตและผู้ใช้ไฟฟ้าเอง จะต้องพิจราณาหรือตัดสินใจเกี่ยวกับอุปกรณ์และระดับการป้องกันด้วย
           การยินยอมให้แรงดันไฟฟ้าด้านเข้า มีการเปลี่ยนแปลงโดยแปรตามเวลาที่ยอมรับได้ ซึ่งจาก FIPS (Federal information processing standards )
          ผลที่เกิดจากการที่ระบบไฟฟ้าผิดปกติจะสรุปได้ดังนี้
  - ทำให้ต้องเริ่มต้นทำงานใหม่
  - ทำให้ระบบควบคุมทำงานผิดปกติ หรือข้อมูลผิดพลาด
  - ทำให้เครื่องป้องกันไฟฟ้าตัดระบบที่กำลังทำงานอยู่ออกไป
  - ทำให้เกิดความเสียหายขึ้นในเครื่องใช้ไฟฟ้า 
  - ทำให้เกิดภาวะการจ่ายไฟฟ้าขัดข้อง
ผู้ใช้ไฟฟ้าที่จะต้องพิจารณาสภาพไฟฟ้าเป็นกรณีพิเศษ ถูกพิจารณาแยกเป็นสี่กลุ่ม เพื่อให้ง่ายต่อการจัดระบบไฟฟ้า คือ
  - กลุ่มโรงพยาบาล
  - กลุ่มบริการสาธารณะ เช่น สถานีตำรวจ สถานีรถไฟ สนามบิน โรงแรม
  - กลุมบริการธุรกิจ เช่น ธนาคาร เงินทุน หลักทรัพย์ ขนส่ง สื่อสาร
  - กลุ่มโรงงาน
2.การผิดปกติในระบบไฟฟ้า พอจะสรุปถึงสาเหตุที่ทำให้เกิดได้ดังนี้
  - สไปก์ ( Spikes )
  - เสิร์จ ( Surge ) และดิปส์ ( Dips )
  - ฮาร์มอนิกส์ ( Harmonics )
สไปก์ ( Spikes )  ฟ้าผ่าอาจทำให้เกิดเป็นสัญญาณยอดแหลมที่สูงชันมาก คือ สไปก์ ขึ้นในระบบเครือข่ายไฟฟ้าสไปก์ที่เกิดขึ้นจะมีแรงดันไฟฟ้าสูงหลายร้อยโวลด์และบางครั้งอาจสูงถึง 2 กิโลโวลด์ โดยเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่สั้นมากๆเช่น 100 ไมโครวินาที (ms) หรือ 0.0001 วินาที และบางครั้งอาจเกิดการสั่นทางไฟฟ้า (Oscillate ) เป็นคลื่นความถี่ไฟฟ้าถึง 100 กิโลเฮิร์ท ซึ่งเรียกว่าเกิดภาวะ ทรานเซียนท์ (Transient )และสไปก์ดังกล่าวจะทำให้เกิดความเสียหายขึ้นในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หรือเกิดการชะงักในระบบจำหน่ายไฟฟ้าได้
     บางครั้งสไปก์ก็อาจเกิดจากการที่เดินผ่านพรมปูพื้น ซึ่งในขณะที่เดินจะเกิดการขัดสีกับพรมทำให้เกิดไฟฟ้าสถิตย์ขึ้น และไฟฟ้าสถิตย์นี้จะไหลเข้าโครงโลหะของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เรามักจะพบได้บ่อยๆคือประกายของประจุไฟฟ้าที่เราไปแตะเข้ากับโครงโลหะดังกล่าวนั่นเอง บางครั้งสไปก์อาจเกิดขึ้นจากอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เป็นไทริสเตอร์หรือ ไทรแอก ซึ่งจากการตรวจคลื่นรบกวนดังกล่าว จะพบว่าอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ (Semiconductor ปอาจทำให้เกิดสไปก์ได้ถึง 300 โวลด์ ในช่วงเวลาสั้นๆไม่เกิน 1 ไมโครวินาที หรือบางครั้งสไปก์ก็เกิดจากการเปลี่ยนแปลงความเร็วรอบของมอเตอร์ และในบางครั้งสไปก์ก็อาจเกิดจากหลอดไฟฟ้าบางชนิดได้เช่นกัน เช่น หลอดปรอทความดัยสูง ที่ชาวบ้านมักเรียกกันว่าหลอดแสงจันทร์ ดังนั้นจะเห็นได้ว่าสภาพแวดล้อมหลายๆอย่างในตัวเราก็สามารถที่จะก่อให้เกิดปัญหาต่อระบบไฟฟ้าและการใช้งานได้
      นอกจากนั้นแล้วสไปก์อาจเกิดขึ้นจากการเปิดปิดสวิตช์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำ ( Induction motor ) ซึ่งมอเตอร์ชนิดนี้นำมาใช้กันมากร่วมกับปั๊มและพัดลมและจากการตรวจวัดพบว่าคลื่นสไปกืที่เกิดขึ้นจะมีขนาดสูงกว่า 800 โวลด์ในช่วงเวลา 2 ถึง 3 ไมโครวินาที การเกิดสไปก์ในกรณีนี้เกิดขึ้นได้จากการสั่นของหน้าสัมผัสคอนแทกเตอรืของชุดสตาร์ทนั่นเองซึ่งในบางครั้งอาจส่งผลให้เกิดสไปก์เป็นหลายๆชุดต่อเนื่องกันนานถึง 100 ไมโครวินาทีได้
เสิร์จและดิปส์  เสิร์จ ( Surge ) และดิปส์ (Dips ) ในระบบจำหน่ายไฟฟ้าก็เป็นคลื่นรบกวนที่ค่อนข้างรุนแรงเช่นกันเสิร์จเกิดขึ้นได้จากการเปิดวงจร (Switch on )ของระบบไฟฟ้าออกไปส่วนการปิดวงจร (Switch off) ของระบบไฟฟ้าจะทำให้เกิดดิปส์ขึ้น โดยเฉพาะเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีขนาดใหญ่ เช่น ลิฟท์ เครื่องปรับอากาศ ปั๊ม หรือพัดลม ก็จะยิ่งส่งผลให้ปัญหาในการเกิดเสิร์จและดิปส์ดังกล่าวรุนแรงมากโดยทั่วไปแล้วเราจะสังเกตุการเกิดเสิร์จและดิปส์ได้ง่ายๆจากการสังเกตุแสงหลอดไฟฟ้าชนิดกลมมีไส้(Luminance incandescent) ซึ่งจะมีแสงวูบวาบบางช่วงที่เกิดเสิร์จและดิปส์ดังกล่าว ระยะเวลาที่เกิดเสิร์จและดิปส์ จะมีช่วงเวลาที่เกิดนานกว่าสไปก์ คือนานประมาณ 10 มิลลิวินาทีซึ่งการที่เกิดเสิร์จและดิปส์ที่เป็นเวลานานโดยแม้ว่าขนาดแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไปจากปกติไม่มากนักก้เพียงพอที่จะก่อให้เกิดปัญหาต่อการใช้งานของระบบไฟฟ้ารวมถึงการสูญเสียต่อระบบเครือข่ายไฟฟ้าได้
ฮาร์มอนิก ( Harmonic ) เป็นสัญญาณรบกวนระบบไฟฟ้า โดยมีความถี่เป็นจำนวนเท่าของความถี่ไฟฟ้าตามปกติซึ่งเมื่อมีฮาร์มอนิกผสมเข้าในความถี่ไฟฟ้าปกติแล้วจะก่อให้เกิดการผิดเพี้ยนของรูปคลื่นทำให้เกิดปัญหาต่อการใช้งาน อุปกรณ์ที่ทำให้เกิดฮาร์มอนิกนี้ ส่วนใหญ่มาจากอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีชิ้นส่วนเป็นอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ไทริสเตอร์ เรคติไฟเออร์ หลอดไฟฟ้าชนิดความดันสูง ไดโอด หรือมอเตอร์ชนิดเหนี่ยวนำ เป็นต้น
WWW.PCNFORKLIFT.COM