มาลุยต่อกับการเชื่อมต่อโซล่าเซลล์ กับไฟฟ้าแรงสูงในโรงงาน 22 kV. ที่มีหม้อแปลงหลายลูก เราควรจะเชื่อมต่ออย่างไรดี?

จากข้อกำหนดของ กฟภ. และ กฟน. ปี 2559 (ในวงการโซล่าเค้าเรียกกันว่า Grid Code ปี59 ) ที่กำหนดว่าต้องติดตั้งรีเลย์ ป้องกันไฟย้อน ( Relay 32) ตัวอย่างของ กฟภ. ก็ตามรูปด้านล่างนี้ครับ กรณีที่โรงงานใช้ไฟเป็น แบบ 22 kV. 

( บางท่านอาจจะอุทาน บร๊ะ!!! เอารูปไรมาให้ดูว่ะเนี่ย มึนเลย ขนาดจบช่างไฟฟ้ามาก็ยังงงเลยครับ ตัวเลขไรเยอะแยะเลย )

มาเดี๊ยวจะเล่าให้ฟัง... 

เบื้องต้นเราต้องเข้าใจก่อนว่า รีเลยทำหน้าที่ตัด-ต่อวงจร โดยใช้แม่เหล็กไฟฟ้า และการที่จะให้มันทำงานก็ต้องจ่ายไฟให้มันตามที่กำหนด หรือมีอินพุท หรือเซ็นเซอร์คอยสั่งให้มันทำงาน

ตามไดอะแกรมด้านบน สัญญลักษณ์วงกลมแล้วมีตัวเลขข้างใน นั่นคือ สัญญลักษณ์ของรีเลย์ ประเภทต่างๆ ซึ่งมีหลักการทำงานที่แตกต่างกันไปตามตัวเลข เช่น

2  = รีเลย์เริ่มทำงานหน่วงเวลา (Time delay starting)
3  = รีเลย์ตรวจสอบ (Checking)
21= รีเลย์แบบระยะทาง (Distance relay
25 = การซิงโครไนซ์ (Synchronizing)
27 = รีเลย์แรงดันต่า (Under voltage relay)
30 = รีเลย์แจ้งเหตุ (Anunciator relay)
32 = รีเลย์กำลังแบบมีทิศทาง (Directional power relay)
37 = รีเลย์กระแสต่ำเกิน (Undercurrent relay)
50 =  รีเลย์กระแสเกินชนิดทำงานทันที (Instantaneous over current relay)
51 = รีเลย์กระแสสลับกระแสเกิน-เวลา (AC time over current relay)
59 = รีเลย์แรงดันเกิน ( Overvoltage relay)
67 = รีเลย์กระแสสลับกระแสเกินแบบมีทิศทาง (AC directional over current relay)
81 = รีเลย์ความถี่ (Frequency relay)

ฯลฯ

สำหรับเรื่องที่เป็นประเด็นพูดถึงของโซล่าเซลล์ ก็คือการไฟฟ้าฯกำหนดให้ต้องติด รีเลย์ 32 (Relay 32) หรือรีเลย์กำลังแบบมีทิศทาง หรือเราเรียกว่ารีเลย์ป้องกันไฟย้อน ซึ่งก็หมายความว่า เมื่อผลิตกระแสไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์ในโรงงานฯเราแล้ว หากมีกระแสไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์เหลือจากการใช้งานในโรงงาน ( ช่วงนั้นโรงงานฯเราอาจหยุดเดินเครื่องหรืออะไรก็แล้วแต่ )  ห้ามไหลย้อนกลับคืนไปยังระบบสายส่ง (Grid) ของการไฟฟ้าฯ อย่างเด็ดขาด

สำหรับ รีเลย์ 32 ป้องกันไฟย้อน ตัวที่จะเป็นเซ็นเซอร์ หรือตัวทริกให้ รีเลย์สั่งตัด ก็คือ CT ( Current Transformer : หม้อแปลงกระแส ) และ PT ( Potential Transformer : หม้อแปลงแรงดัน ) โดยเราก็นำ CT , PT ไปคล้องที่ด้านแรงต่ำ หรือด้านแรงสูง ตามที่เราออกแบบไว้ แล้วเชื่อมมายังรีเลย์ 32 หากมีค่าแรงดัน หรือกระแสตามที่กำหนด รีเลย์ก็จะสั่ง Main Breaker ของโซลล่าเซลล์ให้เปิดวงจร หรือก็คือปิดระบบโซล่าเซลล์นั่นเองครับ

ประเด็นทำไมต้องติดรีเลย์ 32 ป้องกันไฟย้อน?

เนื่องจากต้องเข้าใจการไฟฟ้าฯ ว่าต้องบริหารจัดการระบบโครงข่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่ หากไม่บังคับให้ติดรีเลย์ ป้องกันไฟย้อน แล้วในอนาคตเกิดมีชาวบ้านหรือโรงงานติดตั้งโซล่าเซลล์กันเยอะแยะ เต็มบ้านเต็มเมือง เมื่อจะทำการบำรุงรักษาระบบไฟฟ้า ก็จะมีปัญหาที่ตามมาอีกมากมาย อาทิเช่น

- อาจมีการไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์ ช็อตพนักงานการไฟฟ้าฯได้ครับ เพราะตัดไฟฟ้าของการไฟฟ้าแล้ว แต่ดั๊นมีไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์ของโรงงานใกล้เคียง ไหลย้อนมาช็อตพนักงานการไฟฟ้าฯ

- ปัญหาของสาย Feeder ขนาดไม่รองรับไฟฟ้าที่ใหลมาจากโซล่าเซลล์ เพราะการไฟฟ้าฯเค้าก็ออกแบบขนาดสายไฟ และขนาดระบบป้องกันฯ เฉพาะที่เป็นแหล่งจ่ายของเค้า แต่เกิดในอนาคตมีคนติดตั้งโซล่าเซลล์กันมากขึ้น แล้วการไฟฟ้าไม่ได้ออกแบบเผื่อมา ขนาดสายไฟฟ้าก็เล็กเกินไป ก็จะเป็นปัญหาในอนาคตได้

- การควบคุมหรือการบริหารจัดการไหลของกระแสไฟฟ้า ที่แบ่งเป็น วงจรย่อยๆ ทำได้ยาก

- การกำหนดโซนป้องกัน (Protection Zone) ทำได้ยาก

ฯลฯ...

ทีนี้ก็มาดูกรณี ที่โรงงานใช้ไฟฟ้า 22 kV. แล้วมีหม้อแปลงหลายๆลูก ในโรงงาน หากเราติดตั้งแผงโซล่าเซล์ ที่อาคารใด อาคารหนึ่ง แล้วเราควรจะออกแบบ การเชื่อมต่อ หรือขนานไฟ ท่าไหนดี และจะติด รีเลย์ 32 ป้องกันไฟย้อน อย่างไรดี ? ...ตามไปดู

สำหรับรูปด้านล่างนี้ แสดงถึงกรณีที่โรงงานใช้ไฟฟ้า 22 kV. แล้วมีหม้อแปลงหลายๆลูก ในโรงงาน แล้วเราติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ ที่อาคารหลัก อาคารเดียว และทำการขนานไฟเข้ากับ MDB แค่จุดเดียวเท่านั้น โดยเราอาจมีทางเลือก ในการเชื่อมต่อและติดตั้ง รีเลย์ 32 ป้องกันไฟย้อน ได้หลายวิธี แต่ขอยกตัวอย่าง ให้ดู 3 วิธี เพื่อจะได้มองภาพรวมออก และนำไปปรับใช้ให้เหมาะสมกับหน้างานจริงแต่ละแห่ง

***รูปแบบการเชื่อมต่อด้านล่างนี้ เป็นตัวอย่างเบื้องต้นเท่านั้น การเชื่อมต่อที่หน้างานจริงแต่ละแห่งอาจแตกต่างกัน แนะนำให้ Owner และ EPC เข้าหารือ หรือขอคำแนะนำจาก การไฟฟ้าฯ แต่ะเขต สำหรับเขียนแบบ Single Line Diagram ก่อน เพื่อความแน่นอน มิฉะนั้นอาจมีCost หรือต้นทุนเพิ่มขึ้น อันเนื่องจากติดตั้งหรือเชื่อมต่อฯ ไม่เป็นไปตาม Grid Code ปี 59 ***

1. ไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์เชื่อมแรงต่ำ เข้า MDB ของหม้อแปลงเดิม ก็ทำการติดตั้ง Relay 32 โดยคล้อง CT,PT ที่แรงต่ำของหม้อแปลงเดิมทุกตัว ป้องกันไฟย้อน หากไฟจากโซล่าเซลล์เหลือ ก็มาสั่งตัดที่ Main Breaker ของ Inverter เพื่อให้เป็นไปตาม Grid Code ปี 2559 ของ MEA และ PEA

2. ไฟฟ้าจากโซล่าเซลล์เชื่อมแรงต่ำ เข้า MDB ของหม้อแปลงเดิม แต่ทำการติดตั้ง Relay 32 โดยคล้อง CT,PT ที่แรงสูง ของ 22 kV. แค่จุดเดียวป้องกันไฟย้อน หากไฟจากโซล่าเซลล์เหลือ ก็มาสั่งตัดที่ Main Breaker ของ Inverter เพื่อให้เป็นไปตาม Grid Code ปี 2559 ของ MEA และ PEA

3. เนื่องจากสายสายเมนเดิมและMCB เดิมเล็กเกินไป รองรับไฟจากโซล่าเซลล์ไม่ได้ ก็ทำการติดตั้งหม้อแปลงใหม่ แต่ทำการติดตั้ง Relay 32 โดยคล้อง CT,PT ที่แรงสูง ของ 22 kV. แค่จุดเดียวป้องกันไฟย้อน หากไฟจากโซล่าเซลล์เหลือ ก็มาสั่งตัดที่ Main Breaker ของ Inverter เพื่อให้เป็นไปตาม Grid Code ปี 2559 ของ MEA และ PEA

***รูปแบบการเชื่อมต่อด้านบนนี้ เป็นตัวอย่างเบื้องต้นเท่านั้น การเชื่อมต่อที่หน้างานจริงแต่ละแห่งอาจแตกต่างกัน แนะนำให้ Owner และ EPC เข้าหารือ และขอคำแนะนำจาก การไฟฟ้าฯ แต่ะเขต ก่อนเพื่อความแน่นอน มิฉะนั้นอาจมีCost หรือต้นทุนเพิ่มขึ้น อันเนื่องจากติดตั้งหรือเชื่อมต่อไม่เป็นไปตาม Grid Code ปี 59***