บทท 2

โครงสรางระบบก าลงไฟฟา

2.1 การสงก าลงไฟฟาโดยใชสายสง

• การสงก าลงไฟฟาทผลตไดนน จะตองประกอบดวยระบบไฟฟา 2 ชนด

ท างานรวมกนซงกนคอ

– ระบบสายสง (Transmission System)

– ระบบจ าหนายก าลงไฟฟา (Distribution System)

ซงไมมการแบงระบบอยางแนนอนและชดเจน

ระบบสายสง (Transmission system)

• สายสงไฟฟาทมความสามารถในการสงก าลงไฟฟาไดเปนจ านวนมาก

โดยทสายสงไฟฟาทมความยาวคอนขางมากน ทปลายสายขางหนงจะ

ถกตอเขากนกบGenerator โดยผานตวกลางคอ หมอแปลงแรงดนสง

และปลายสายอกดานหนงของสายสง จะถกตอเขากนกบศนยกลางของ

โหลดหรอLoad Center

ระบบจ าหนายไฟฟา (Distribution system)

• คอ ระบบไฟฟาทแยกตวหรอแยกสาขาออกไปจากตวระบบสายสงและ

โดยปกตทวไปแลวนน ระบบจ าหนายไฟฟาจะมระดบของก าลงไฟฟาท

ต ากวา และมระยะความยาวของสาย สนกวาสายสงแรงดนสงมาก

ตารางท 2.1 แสดงระดบขนาดของแรงดนทถกน ามาใชในระบบสายสงตามชวงป

ตางๆในประเทศสหรฐอเมรกา

ป (ค.ศ.) ระดบของแรงดน (kV)

189019001910192019301940195019601970

3.340

120150244287287345765

ตารางท 2.2 มาตรฐานระดบแรงดนทใชในประเทศอเมรกา

ระดบ ขนาดแรงดนสาย-สาย

Low (LV)(Low Voltage)

Medium (MV)(Medium Voltage)

120 / 240 V (Single Phase)280 V240 V480 V600 V

2.40 kV4.16 kV4.80 kV6.90 kV12.47 kV13.20 kV23.00 kV12.47 kV13.20 kV

ระดบ ขนาดแรงดนสาย-สาย

Medium (MV)(Medium Voltage)

High (HV)(High Voltage)

Extra high (EHV)(Extra High Voltage)

Ultra high (UHV)(Ultra High Voltage)

23 kV24.94 kV34.5 kV46 kV69 kV115 kV138 kV161 kV230 kV345 kV500 kV765 kV

1,000 kV1,500 kV

ขอด ของการสงพลงงานไฟฟาโดยการใชแรงดนสงน คอ สามารถสง

ก าลงไฟฟาไปไดเปนจ านวนมากจากจดๆหนงไปยงอกจดหนงได

ความสามารถของสายสงทจะสงก าลงไฟฟาขนอยกบ

- คาขนาดของแรงดนทใชอยในสายสงยกก าลงสอง

- คาจ ากดทางอณหภมของสายสง (Thermal limits of conductor)

- คาแรงดนทตกอยในสายสงทยนยอมใหสงผานได

- คาความเชอถอไดของระบบไฟฟา (Reliability)

- ความมเสถยรภาพของเครองจกรตางๆ Stability

2.2 สาเหตทตองสงพลงงานไฟฟาดวยระบบแรงดนสง

การสงพลงงานจากแหลงผลตพลงงานไฟฟาตามเขอนตางๆ ไปยงผใช

ไฟฟาในเมอง นยมสงดวยสายไฟฟาแรงดนสงๆ เชน 69 kV, 230

kV, 500 kV ฯลฯ สามารถอธบายไดดงน

สมมตวา ก าลงไฟฟาทสงผานสายสง = P วตต

แรงดนในสายสง = V โวลต

Power Factor =

และใหสายสงเปนชนด 3 เฟส

cos

3 cos

PI

V

ให = ความยาวสายสง เปน นว= Current density เปน A/sq.in= Specific resistance ของตวน า= พนทหนาตดของตวน า

จะได

Resistance per conductor 1 phase :

Total line loss = =

= (2.1)

l

J

a

3 cos

I Pa

J VJ

3 cos

l VJlR

a P

23I R

2

3 cos3

3 cos

P VJ l

PV

3

cos

P l

V

Line intake = P + line loss=

Efficiency of Transmission line ( ) :

=

=

= (2.2)

31

cos

J lP

V

Poutput

Pinput

3[1 ]

cos

P

J lP

V

31

cos

J l

V

Resistance drop per line = IR = = (2.3)

ปรมาตรของตวน าสายสง =

== (2.4)

พจารณาให , , และ มคาคงท จากสมการท (2.1) ถง (2.4) เราสามารถจะสรปไดดงน1. การสญเสยในสายสง (Line loss) เปนสดสวนกลบ กนกบ แรงดนและยงเปนสดสวนกลบกน

Power factor ดวย2. ประสทธภาพในการสงพลงงานจะเพมขน หากเพมคาแรงดน หรอเพมคา Power factor3. ท Current density คาหนง และแรงดนทตกเนองจากคา ต.ต.ท. ของสายสงจะคงท ซงคาแรงดนตก

นน จะยงมคานอยลงเมอแรงดนในระบบเพมขน4. ปรมาตรของทองแดงทท าสายสงจะเปนสดสวนกลบกบแรงดนและยงเปนสดสวนกลบกน Power

factor ดวย

3 cos*

3 cos

VJ l P

P V

J l

3al

3

3 cos

Pl

JV

3

cos

Pl

JV

P l

2.3 การเปรยบเทยบราคาของสายสงแบบเดนในอากาศ

(Overhead System)

2.3.1 ระบบกระแสตรง เราใชระบบกระแสตรงชนด 3 สายโดยสายกลางตอลงดน แรงดนระหวาง

สายบนและสายลางวดเทยบกบดนจะเปน V ดงนนแรงดนระหวางสายนอกทงสองจงเปน 2V

1Current I 2

P

V

Line loss2

2 11 1 2

= 2 2

P RI R

V

เมอ R1 = ความตานทานในสายเสนหนง

2.3.2 ระบบกระแสสลบ 1 เฟส 2 สาย ระบบนมสายเสนหนงตอลงดน RMSV

2

V

2

2Current

cos cosRMS

P PI

V V

Line loss 2

2 2= 2I R2

2

2 2

4

cos

P R

V

(2.5)

(2.6)

ในเปรยบเทยบกนใหได เราตองปรบใหมคา losses ในสายสงเทากนทง 2 กรณ ซงการทม losses เทากนนกหมายถงวาประสทธภาพในการสงพลงงานของทง 2 กรณมคาเทากน

2 2

2 1

2 2 2

4

cos 2

P R P R

V V

1

2

R

R

2cos

8

(2.7)

(2.8)

เนองจากวา คาความตานทานเปนสดสวนกลบกบพนทหนาตดของสายสงเมอความยาวของสายคงทและวสดทใชท าสายเปนชนดเดยวกนดงนนเราจงไดวา

2

2

1

8

cos

a

a

2.3.3 ระบบกระแสลบชนด 3 เฟส ระบบนมจดนวตรอนตอลงดน

R.M.S phasevoltage 2

V

3

2

V (2.9)

Line voltage 3*phase voltage3

2

V (2.10)

3current I = 3

3 cos2

P

V

2

3 cos

P

V (2.11)

lineloss 2

3 3= 3I R2

3

2

2 3

9 cos

P R

V

2

3

2 2

2 3 cos

P R

V (2.12)

For equal line losses :2 2

3 1

2 2 2

2

2 cos 2

P R P R

V V

2

3

1

3cos

4

R

R

3

1

a

a2

4 3cos

จะไดวาในระบบ 1 และ 2 นน มสายสง 2 เสน แตระบบ 3 ตองใชสายถง 3 เสน ดงนนถาเราใหปรมาตรของทองแดงทมาใชท าสายสงไฟฟามคาเปน V เราจะได

1 2 3 2 2

16 12: : 2 : :

cos 3cosV V V

2 2

8 2 1: :

cos cos

ซงจะเหนไดวา ระบบ 1 เฟสนเปลยนปรมาตรทองแดงมาก เมอเปรยบเทยบกบระบบอนๆ และระบบกระแสตรงจะประหยดทสด แตทกวนนเราใชระบบกระแสสลบ 3 เฟส ในการสงพลงงานทงนกเพราะเครองก าเนดไฟฟากระแสตรงมขอเสย และระบบ 3 เฟส กไมไดดอยกวาระบบกระแสตรงนก อกประการหนงกคอกระแสสลบสามารถเปลยนแรงดนไดงายโดยใชหมอแปลง เมอคดขอดขอนเปรยบเทยบกบขอเสยแลว จงนยมใชระบบ 3 เฟสในการสงพลงงานโดยทวไป

2.4 การเปรยบเทยบราคาของสายสงแบบเคเบลใตดน (Underground Cable)

ในการเปรยบเทยบราคาเคเบลใตดนน เราใชแรงดนสงสดระหวางสายตอสายเปนหลกใน

การพจารณา สมมตใหแรงดนเปน 2.4.1 ระบบกระแสตรง ชนด 3 สาย

System Voltage = V

Total line loss 2

1 1 2I R2

1

2

2P R

V=

2.4.2 ระบบกระแสสลบ ชนด 1 เฟส 2 สาย เนองจากวาเงอนไขของระบบนเหมอนของสายสงแบบเดนในอากาศ เราจงน าผลลพธมาใชเลยดงน

Total line loss

For equal losses :

2

2

2

4

cos

P R

V

2 2

1 1

2 2 2

4 2

cos

P R P R

V V

2

1

R

R

2cos

2

2

1

a

a 2

2 cos

2.4.3 ระบบกระแสสลบ 3 เฟส ระบบนมจดนวตรอน ตอลงดนในระบบนคา V กคอแรงดนสงสดระหวางหนงเฟสกบอกเฟสหนง ดงนนคา RMS ของแรงดนจากเฟสหนงไปอกเฟสหนงคอ

2

V

3I

3 cos2

P

V

2

3 cos

P

V

Line loss2

3 3 3I R

2

3

2 2

2 3

3 cos

P R

V

2

3

2 2

2

cos

P R

V

For equal loss : 2

3

2 2

2

cos

P R

V

2

1

2

2

P R

V

3

1

R

R

2cos

1

3

1

a

a 2

1 cos

จะได

1 2 3: : a a a2 2

2 1 1: :

cos cos

1 2 3: : V V V2 2

4 3 2 : :

cos cos

2 2

2 1.51: :

cos cos

ในกรณของเคเบลหมฉนวนน ระบบกระแสตรงมสจะไดเปรยบในดานประหยดมากกวาระบบอนๆ นก ไมเหมอนในกรณของสายในสายสงแบบอากาศซงใชสายเปลอย ทปรากฏผลวา ระบบกระแสตรงดกวาระบบอนอยางมาก ดงนน ในการจายพลงงานโดยใชเคเบลใตดนน จงใชกระแสสลบไดโดยไมเสยเปรยบนก และ เหตผลอกประการหนงกคอ กระแสสลบ สามารถแบงแรงดนไดงายนนเอง

จากสมการทไดจะเหนไดวาในกรณกระแสสลบนน ปรมาตรของทองแดงทใชจากเทอม หารอยดวย ซงหมายความวาการประหยดนจะมผล กตอเมอเราปรบ Power factor ใหมคาใกลเทากบ 1.0 มากทสดไดเทาไหรยงด เชน ถา Power factor ใหมคาเทากบ 0.8 แลวในกรณทคดวามการสญเสยในสายสง เทากบปรมาตรทองแดงจะเปน = 1.6 เทา เมอ Power factor เปน 1.0

2.5 ลกษณะของโหลดไฟฟา

ค าจ ากดความ คอ “Electrical Load defines the rate at which the supply system is

required to do work and are generally measured in A, Kw or KVA.”

วศวกรไฟฟาจะใช Load Curve เปนแนวทางในการทบอกใหรวาในนาทขาง หนานจะตองท าอะไรบาง เพอทจะผลตและสงก าลงไฟฟาไปยงผใชไฟตามทตองการ

รปท 2.1 กราฟโหลดในอดมคต รปท 2.2 กราฟโหลดในความเปนจรง

สาเหตทกราฟโหลด (Load Curve) เปลยนแปลงขนๆ ลง เชนน ซงกพอสรปไดวา เนองจาก

ผใชไฟฟามนสยแตกตางกน ยกตวอยางเชนกราฟรปท 2.3

รปท 2.3 กราฟโหลดของบานสองหลง

กราฟรปท 2.3 ซงแสดง Load Curve ของบานนาย ก. และบานนาย ข. ตามรปจะเหนวาลกษณะการใชไฟฟาของทงสองบานน แตกตางกน ทงน กเนองเพราะนสยของคนทงสองน ไม

เหมอนกนนนเอง Load Curve ของบานนาย ค. กบบานนาย ง. ตอๆไปอก กยงแตกตางกน

มากขน

เมอบานหลายหลงมารวมกนเปนหมบาน ขอแตกตางของการใชไฟฟาของแตละบานกจะถก

กลนรวมไปในหมบานนนๆ แลวผลรวมของลกษณะการใชไฟฟาของหมบานนจะไปใกลเคยง

หรอเหมอนกบของอกหมบานหนง ดงแสดงในรปท 2.4 แตมขอแมวาหมบานทงหมดน ตองม

อปนสยคลายคลงกนจงท าใหลกษณะการใชไฟฟาจงจะเหมอนกนได

รปท 2.4 กราฟโหลดของหมบานสองแหง

ดงนน เราจงสามารถ คาดคะเนลวงหนาไดจาก Load Curve วาเครองก าเนดไฟฟาจะตอง

จายก าลงเทาใด ทเวลาเทาไร

2.6 ค าศพทตางๆ ทใชในการศกษาลกษณะของโหลดไฟฟา

การทโหลดเปลยนไปมาน จงไดมการบญญตศพทขนมาใชอธบายความหมายและเหตการณท

โหลดเปลยน ค าทเปนพนฐานกคอ

• Daily Load Curve

• Maximum Demand

• Load Duration curve

• Load Factor

Daily Load Curve

หมายถงกราฟทเขยนขนทกวน โดยใชคาระหวางเวลาเรมตงแต 0.00 น. ถง 24.00 น.

กบ MW Output นอกจากนกม Monthly Load Curve และ Annual Load Curve

จาก Load Curve เราสามารถหาขอมลตอไปนได

ก าลงไฟฟาสงสดของโรงไฟฟาหรอของระบบไฟฟาก าลงขนาดของเครองก าเนดไฟฟาทจะตองตดตงหมายก าหนดการเดนเครองของโรงไฟฟาพนทใตกราฟกคอพลงงานไฟฟาทผลตขนมา

Maximum Demand

คอ คาก าลงไฟฟาสงสดของระบบการวดความตองการก าลงสงสดนใชวดเปนคาเฉลยภายใน

15 นาทหรอ 30 นาทไมใชคา Instantaneous

ซงสามารถใช Maximum Demand Meter วดได คาความตองการก าลงสงสดของแตละป

จะเปนคาทน าไปใชในการวางแผนขยายการผลต ใชประมาณขนาดและราคาของโรงจกรไฟฟาท

จะสรางเพมเตมในภายหนา

Load Duration curve

ท าขนจาก Daily Load Curve ในชวงเวลา 1 ป (คอ 8760 ชวโมง)

กราฟนแกนนอน เปนเวลาตงแต 0 ชวโมง ถง 8760 ชวโมง

แกนตง เปนเมกกะวตต เรมจาก 0 เมกกะวตตไปจนถงคาเมกกะวตตสงสด

จ านวนชวโมงท 5,10,15 เมกกะวตต ถกจายออกไปกรวบรวมมาจาก Daily Load Curve

เมอรวมตลอดทงปไดเทาไรใหน ามาเขยนเปน Load Duration Curve โดยเรยงล าดบจาก

โหลดคาสงสดลงมาจนถงคาโหลดต าสด พนทใตกราฟนกคอพลงงานไฟฟาทผลตขนมาภายใน

หนงปนนเองซงมคาเทากบพนทใตกราฟของ Annual Load Curve

การอานคาจากกราฟไดผลดงน ความ

ตองการก าลงสงสดคอ 30 เมกกะวตต จด

ก. ในกราฟหมายความวาเครองก าเนด

ไฟฟาจายก าลงไฟฟา 12 เมกกะวตตเปน

เวลา 5256 ชวโมง (ใน 1 ป) หรออาจ

กลาวไดวาโรงไฟฟาจาย 40% ของก าลง

ไฟฟาสงสดเปนเวลา 0.6 ของป

Load duration Curve นใชคดรายจายประจ าปของระบบผลตพลงงานไฟฟาได

Load Factor

• มค าจ ากดความวา “เปนอตราสวนของโหลดเฉลยตอโหลดสงสด ในชวงเวลาทก าหนดคาตว

ประกอบน จะคดตอวน , ตอเดอน , หรอตอปกได แลวแตวาการหาคาเฉลยของโหลดนน

กระท าภายในเวลาชวงใด”

• Load Factor เปนตวประกอบส าคญ ในการหาตนทนการผลตพลงงานไฟฟา ถาคาตว

ประกอบน มคายงมาก ตนทนการผลตพลงงานกยงถกลง (เมอความตองการก าลงสงสดมคา

เทาๆกน)

• ถาตวประกอบน มคาเปน 1.0 แสดงวาโหลดเฉลยมคาเทากบโหลดสงสดซงกหมายความวา

โรงไฟฟาเดนเครองเตมททจดทมประสทธภาพสงสดตลอดเวลา ถาตวประกอบนลดเหลอ 0.5

แสดงวาคาโหลดเฉลยต ากวาโหลดสงสดครงหนง นนคอโหลดเปลยนแปลงมาก ถาลดเหลอ

0.3 กแสดงวาเปลยนแปลงยงข นไปอก ดงนนเครองจงตองเรงๆ ผอนๆ อยตลอดเวลา คา

ไฟฟาจงตองยงแพงขน

2.7 คณลกษณะของโหลดไฟฟา

ไฟฟากระแสสลบทใชไดจากการเปลยนพลงงานกลเปนไฟฟาซงพลงงานชนดนเมอผลต

ไดแลวตองจายออกทนท ไมสามารถเกบสะสมไวใชได ดงนนเครองก าเนดไฟฟาจงตองผลต

พลงงานไวรอ พรอมทจะจายไดทนทเมอมความตองการ หรออาจกลาวไดวาพลงงานทผลตขน

นนถกก าหนดดวยความตองการของลกคา ดงนนการผลตพลงงานไฟฟาใหเพยงพอและ

เหมาะสมจงจ าเปนตองศกษาจากคณลกษณะการใชโหลด หรอทเรยกวาโหลดกราฟประกอบ

จะชวยใหการผลต การสง และการจายพลงงานไฟฟาเปนไปอยางมประสทธภาพและประหยด

การศกษาโหลดเชงสถตยงสามารถพยากรณลวงหนาไดวาโหลดจะมการขยายตวปละก

เปอรเซนต ท าใหมการเตรยมการจดหาแหลงจายพลงงานส ารองในอนาคตอกดวย

2.7.1 โหลดกราฟ หมายถงอปกรณทตองการก าลงไฟฟาอาจบอกหนวยเปน kW หรอ kVA กได

โหลดตดตง(connected load ) หมายถง โหลดทงหมดทแสดงในผนงไฟฟา

โหลดจรง (actual load) หมายถง โหลดทก าลงใชงาน จะมคาสงสดเทากบโหลด

ตดตง แตปกตจะมคานอยกวาเสมอ

ในการตอโหลดเพอใชงานนนผใชไฟจะตอโหลดเมอมความจ าเปนและจะปลดโหลดออกเมอ

เลกใชงาน ท าใหโหลดจรงเปลยนแปลงมรปรางเปนคลนสงๆ ต าๆ คาชวขณะของโหลดจรงน

เมอน าเขยนเปนกราฟเรยกวา โหลดกราฟ(load curve) ดงแสดงในรป 2.6

รปท 2.6

โหลดกราฟดงกลาวน ถาใชแสดงผลของโหลดเรยกวา

• โหลดกราฟประจ าวน(dairy load curve) ใชแสดงผลของโหลดใน 1 วน

• โหลดกราฟประจ าเดอน(montly load curve) ใชแสดงผลของโหลดใน 1 เดอน

• โหลดกราฟประจ าป(year load curve หรอ annual load curve) ใชแสดงผลของโหลด

ใน 1 ป

จากรปของโหลดกราฟประจ าวนรปท 2.6 แสดงไว มคาทควรสนใจดงน

PMAX = โหลดสงสด หรอก าลงสงสดในชวงเวลาทคด PMEAN = โหลดเฉลย หรอก าลงเฉลยในชวงเวลาทคด PMIN = โหลดต าสด หรอก าลงต าสดในชวงเวลาทคด

PBASE = โหลดชวงฐาน หรอก าลงชวงฐานPPEAK = โหลดชวงยอด หรอก าลงชวงยอด

2.7.2 กราฟของโหลดดวเรชน

คอ การน าเอาโหลดกราฟมาเขยนใหมโดยเรยงล าดบชวงเวลาของการใชโหลดสงสดไปจนถง

ชวงเวลาใชโหลดต าสด ซงจะชวยใหการพจารณางายขนมาก กราฟชนดน เรยกวากราฟของ

โหลดดวเรชน (Load duration curve) ดงแสดงในรปท 2.7

รปท 2.7 กราฟของโหลดดวเรชน

ตวอยางท 2.1 บานหลงหนงมความตองการพลงงานไฟฟาตลอดทงวนดงรปท 2.8 (ก) จงเขยนกราฟของโหลดดวเรชน และ หาคาก าลงเฉลยตลอดวน

รปท 2.8 (ก) โหลดกราฟ

รปท 2.8 (ข) กราฟของโหลดดวเรชน

(6 4) + (5 4) +(4 4) + (3 4) + (2 2) + (1 6)

24

kW

วธค านวณ

ก าลงเฉลย( PMAX)

= 3.41

PMAX =

2.8 คาดชนทเกยวของกบการจายโหลด

- โหลดแฟกเตอร (Load Factor)

- ดมานด (Demand)

- ดมานดแฟกเตอร (Demand Factor)

- ไดเวอรซตแฟกเตอร (Diversity Factor)

- โคอนซเดนซแฟกเตอร (Coincidence Factor)

2.8.1 โหลดแฟกเตอร (Load Factor)

คอ อตราสวนระหวางโหลดเฉลยในชวงเวลาทพจารณาตอโหลดสงสด

โหลดแฟกเตอร (L.F.) = โหลดเฉลย ( Pmean)

โหลดสงสด ( Pmax)

โหลดแฟกเตอร อาจหาจากคาของโหลดเฉลยในชวงเวลา 1วน 1เดอน หรอ 1ป กได โดย

โหลดแฟกเตอรจะมคามากทสดเทากบ1 แตโดยทวไปมคานอยกวา1มาก

โหลดแฟกเตอรประจ าวน = พลงงานไฟฟา(kW-hr)ใชใน1วน/24

ความตองการก าลงสงสดใน1วน

โหลดแฟกเตอรประจ าเดอน = พลงงานไฟฟา(kW-hr)ใชใน1เดอน/720

ความตองการก าลงสงสดใน1เดอน

โหลดแฟกเตอรประจ าป = พลงงานไฟฟา(kW-hr)ใชใน1ป/8760

ความตองการก าลงสงสดใน1ป

ตวอยางท 2.2 จากตวอยางท 2.1 จงหาคาของโหลดแฟกเตอรประจ าวน

วธค านวณ โหลดแฟกเตอร = โหลดเฉลย x 100

โหลดสงสด= 3.41 x 100

6.00

= 56 %

2.8.2 ดมานด (Demand)

คอ คาความตองการก าลงไฟฟาเฉลยชวงเวลาหนงทพจารณา มหนวยเปน kW เมอกลาวถง

ดมานดจะหมายถง คาเฉลยของโหลดในชวงเวลาหนง ซงจะตางจากความหมายโหลด

ดมานด = พลงงาน(kW-hr) ทตองการในหนงคาบ

เวลา(hr)ในหนงคาบ

จากรป พบวาคาสงสดของดมานด มหลายคา

ขนกบวาจะพจารณาในชวงเวลาใด

รปท 2.8 แสดงวธหาดมานดในชวงตางๆ

จากตวอยางทกลาวมาน จะเหนวา ถากลาวถงคาสงสดของดมานดเฉยๆ จะไมให

ความหมายทดพอ จงตองระบลงไปใหชดเจนคอ

1. บอกระยะเวลาทพจารณาเพอใหร วาเปนความตองการก าลงไฟฟาเฉลยในชวงระยะ

เวลานาน 1วน 1เดอน หรอ 1ป

2. ก าหนดชวงเวลาของคาสงสดของดมานดวาเปนชนด 15นาท 30นาท หรอ 1ชวโมง

3. บอกวธทใชหาคาเฉลยของดมานด วาหามาจากวธเขยนภาพ(graphic) หรอ

ใชเครองมอวดดมานด(demand meter)

คาสงสดของดมานดทหาไดจะเปนตวก าหนดขนาดของอปกรณไฟฟาทใช เชน

สายไฟฟา เครองก าเนดไฟฟา หมอแปลง หรอเบรกเกอร เปนตน

2.8.3 ดมานดแฟกเตอร (Demand Factor)

คอ อตราสวนระหวางดมานดสงสด(max.demand) ทเกดขนในชวงเวลาทพจารณาตอ

โหลดตดตง(connected load)

ดมานดแฟกเตอร(D.F.) = ดมานดสงสด(max.demand)

โหลดตดตง(connected load)

คาของดมานดแฟกเตอรมความส าคญตอการคาดคะเนขนาดของอปกรณไฟฟาตางๆมาก ถาคาดคะเนไดถกตอง นนหมายความวาการเลอกขนาดของอปกรณจะไมใหญเกนความจ าเปน ซงจะท าใหลดคาใชจายในการลงทนไดมาก ดมานดแฟกเตอรมคานอยกวาหรอเทากบ1เสมอ

ตวอยางท 2.3 ทพกอาศยแหงหนงมเครองใชไฟฟาดงตอไปนคอ หลอดไฟ 100W 5หลอด, 60W 6หลอด, 40W 12หลอด และ 10W 3หลอด ถาสมมตวาดมานดแฟกเตอรอานคาโหลดสงสดได 750 ในชวงเวลา 15 นาท จงหาคาดมานดแฟกเตอร

วธค านวณ โหลดตดตง = (100x5) + (60x6) + (40x2) + (10x3)

= 1,370 w

ดมานดแฟกเตอร(D.F.) = 750

1,370

= 0.54 หรอ 54%

ตวอยางท 2.4 สถานไฟฟายอยแหงหนงมโหลดตดตง 45MW แตจายโหลดสงสด 25MW ถาในเวลา 1เดอน สถานแหงนจายพลงงาน 6,480,000kW-hr จงหาคา ก.ดมานดแฟกเตอร ข.โหลดแฟกเตอร

วธค านวณ (ก) ดมานดแฟกเตอร = 25 = 0.55 หรอ 55%

45

โหลดเฉลย = 6,480,000 = 9,000 kW 30x24

(ข) โหลดแฟกเตอร = 9 = 0.36 หรอ 36%

25

2.8.4 ไดเวอรซตแฟกเตอร (Diversity Factor)

หมายถง กลมของโหลดทแตกตางกน อาจจ าแนกออกเปนประเภทใหญๆ หรอกลมเลกๆกได เชน แยกเปนกลมทพกอาศย กลมโรงงานอตสาหกรรม กลมรานคาหรอหางสรรพสนคา กลมโรงมโหรสพ เปนตน แตละกลมจะมความตองการก าลงไฟฟาแตกตางกน ดงนนโหลดสงสดทเกดขนในแตละกลมจะตางเวลากน ไดเวอรซตแฟกเตอร( diversity factor) คออตราสวนระหวางผลรวมของโหลดสงสดทไดจากแตละกลมตอโหลดรวมสงสดของระบบถาใหโหลดสงสดของกลม (i) = Pmax(i)

ไดเวอรซตแฟกเตอร(D.F) = ผลรวมของโหลดสงสดทไดจากแตละกลมโหลดรวมสงสดของระบบ

max (i)i

max

P

P

การทโหลดสงสดแตละกลมเกดขนไมพรอมกน กลบมผลดตอสวนรวมในระบบ กลาวคอ สามารถลดขนาดของเครองก าเนดไฟฟา หมอแปลง เบรกเกอร และสายเมนใหเลกลงได ทงนเปนเพราะวาก าลงไฟฟาทกลมหนงยงไมตองการกลบมประโยชนส าหรบอกกลมหนง ท าใหโหลดกราฟรวมในระบบคอนขางสม าเสมอ หรออาจกลาวไดวาโหลดสงสดทไดจากแตละกลมรวมกนมคามากกวาโหลดรวมสงสดของระบบ

คาของไดเวอรซตแฟกเตอรจะมคามากกวาหรอเทากบ 1 เสมอ คานเปนดชนบอกใหทราบวา การจดกลมโหลดมประสทธภาพมากนอยเพยงใด ถามคาสงแสดงวาการจดกลมโหลดมประสทธภาพมาก เพราะสามารถจดใหคาสงสดของโหลดเกดในเวลาตางกนได

ตวอยางท 2.5 สถานจายไฟฟายอยแหงหนง จายไฟใหกบโหลด 5 กลม แตละกลมตองการโหลดสงสดในเวลาตางๆกน ซงวดจากดมานดมเตอรไดดงน Pmax(1) = 76.5kW Pmax(2) = 88.4kW

Pmax(3) = 112.5kW Pmax(4) = 115kW และ Pmax(5) = 110kW ตามล าดบ ถาดมานดมเตอรทวดไดจากโหลดทงกลม Pmax = 335kW จงหาคาของไดเวอรซตแฟกเตอร

วธค านวณ คาของไดเวอรซตแฟกเตอร

ไดเวอรซตแฟกเตอร

5

max(i)

i = 1

P 76.5 88.4 112.5 115 110

502.4 kW

502.4

335

1.49

ตวอยางท 2.6 สถานไฟฟาแหงหนงจายไฟใหกบโหลด 5 แหง แตละแหงมโหลดตดตงและ

ดมานดแฟกเตอรดงน โหลด โหลดตดตง

(kW)

ดมานดแฟกเตอร

ก 650 0.5

ข 500 0.4

ค 700 0.6

ง 950 0.7

จ 800 0.5

ถาโหลดรวมสงสดของระบบ = 1,000 kW

ก.โหลดสงสดของแตละแหง

ข.ไดเวอรซตแฟกเตอร

วธค านวณ (ก) โหลดสงสดของแตละแหง มคาดงนคอคาสงสดของโหลด ก = 605x0.5 = 325kW

คาสงสดของโหลด ข = 500x0.4 = 200kW

คาสงสดของโหลด ค = 700x0.6 = 420kW

คาสงสดของโหลด ง = 950x0.5 = 665kW

คาสงสดของโหลด จ = 800x0.5 = 3400W

ผลรวมของโหลดสงสด = 325+200+420+665+400= 2,010kW

(ข) ไดเวอรซตแฟกเตอร 2,0102.01

1,000

2.8.5 โคอนซเดนซแฟกเตอร(Coincidence Factor)

เปนสวนกลบของไดเวอรซตแฟกเตอร

โคอนซเดนซแฟกเตอร = 1 ไดเวอรซตแฟกเตอร

max

max(i)i

P

P

ตวอยางท 2.7 สมมตวาจายไฟใหกบโหลด 4 แหง แตละแหงมคาโหลดสงสด 100, 150, 250 และ 400kVA ตามล าดบ ถาโหลดแตละแหงจายจากหมอแปลงแตละตวและคาไดเวอรซตแฟกเตอรของโหลดทงกลมเปน 1.5 จงหาคาก.โหลดสงสดเมอรวมจายโหลดจากหมอแปลงตวเดยวข.ขนาดของหมอแปลงจะลดลงจากเดมกเปอรเซนต

วธค านวณ ขณะแยกจายโหลดจะตองใชขนาดหมอแปลงดงน

ผลรวมของขนาดหมอแปลงแตละตว = 100+150+250+400 = 900kVA

ก. โหลดสงสดเมอรวมจายโหลดจากหมอแปลงตวเดยว = 900/1.5 = 600kVA

ข. ขนาดของหมอแปลงจะลดลงจากเดมกเปอรเซนต = 900-600 = 300 kVA

= 300 x 100 = 33.33%900

หรอ ขนาดของหมอแปลงทลดลงจากเดม = (1-โคอนซเดนซแฟกเตอร) x 1001

(1 ) 1001.5

33.33%

ตารางท 2.3 ดมานดแฟกเตอร (Demand Factor ทไดจากการส ารวจ )

ระบบแสงสวางในทพกอาศย

1 / 4 kW

1 / 2 kW

> 1 kW

คาดชน

1.0

0.6

0.5

ระบบแสงสวางเชงพาณชย

รานอาหาร รานคาและส านกงาน โรงภาพยนตร โรงงานอตสาหกรรมขนาดเลก โรงเรยน และ วดหรอโบสถ โรงแรม

0.7

0.7

0.6

0.6

0.55

0.50

ระบบก าลงทวๆไป

0 – 10 HP

10 – 20 HP

20 – 100 HP

> 100 HP

0.75

0.65

0.55

0.50

ตารางท 2.4 ไดเวอรซตแฟกเตอร(DIVERSITY FACTORS)

พจารณาระหวาง

ระบบแสงสวางในทพกอาศย

ระบบแสงสวางเชงพาณชย

ระบบแสงสวางทวๆไป

ผใชไฟฟา

หมอแปลงไฟฟา

สายปอน

สถานไฟฟา

3-2

1.3

1.2

1.1

1.5

1.3

1.2

1.1

1.5

1.3

1.2

1.1

ตวอยางท 2.8 จากตารางท 2.5 เปนโหลดทตอใชภายในบานพกหนงหลง ของบานจดสรรแหงหนง (1

เฟส 220 V) จงค านวณหาคาดมานดสงสด

โหลด รายละเอยด จ านวน

หลอดฟลออเรสเซนตหลอดอนแคนเดสเซนตปลกไฟฟา

เตาอบไมโครเวฟพดลมเครองปรบอากาศตเยนหมอหงขาวไฟฟาเครองลางจานเตารดไฟฟา

40 W60 W10 A 800 W150 W1,000 W250 W350 W350 W 1,250 W

12861221111

วธค านวณ โหลด Demand Factor

ระบบแสงสวาง = (12x40)+(60x80) = 960W 0.6ปลกไฟฟา = 10x220x6 = 13,200W 0.65อนๆ = 800+(150x2)+(1,000x2)+250+350+350+1,250 0.75

= 5,300W

ดมานดสงสด = (960x0.6)+(13,200x0.65)+(5,300x0.75)

= 13,131W ~ 60A

ตวอยางท 2.9 ก าหนดใหระบบไฟฟาก าลงในรปท 2.10 และตารางท 2.6 จงค านวณหาคาดมานดสงสดทจดตางๆ ในระบบ

หมายเลขจ าหนาย

แรงดนทจายโหลด (kVA)

ดมานดแฟกเตอร

ดมานดสงสด

1234

125125500600

0.80.80.60.84

100100300500

ตารางท 2.6 ลกษณะการเชอมโหลดไปยงผใชไฟฟา

วธค านวณ จากรปท 10 และตารางท 2.5 สามารถน ามาหาคาไดดงน

ดมานดสงสด ส าหรบ TA = = 667 kVA

ดมานดสงสดส าหรบ สายปอนท 1

ดมานดสงสดส าหรบ สายปอนท 2

ดมานดสงสดส าหรบสถานไฟฟายอย

100 + 100 + 300 + 500

1.5

700 + 667=

1.3= 1,051 kVA

600 + 720=

1.3 = 1,015 kVA

= 1,051 + 1,015 = 1,722 kVA