สถานีไฟฟ้าย่อย (Electrical Substation)

ความสำคัญของสถานีไฟฟ้าย่อยในระบบไฟฟ้ากำลัง (Importance of  Substation)

1. สถานีไฟฟ้า
            สถานีไฟฟ้า (Substation) คือสถานที่ที่ติดตั้งอุปกรณ์ที่ใช้ควบคุมการไหลของพลังงานไฟฟ้าในระบบและอุปกรณ์ปรับเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าให้สูงขึ้นหรือต่ำลง มีสายส่งหรือโรงไฟฟ้าต่อเชื่อมเข้าและมีอุปกรณ์ระบบควบคุมและป้องกันติดตั้งเพื่อตัดอุปกรณ์หลักออกขณะเกิดการลัดวงจรในสายส่ง หรือในระบบจำหน่าย หรืออุปกรณ์ภายในสถานีเกิดความเสียหาย เป็นต้น

2. หน้าที่และวัตถุประสงค์ของสถานีไฟฟ้า

1. เป็นจุดเปลี่ยนระดับแรงดันไฟฟ้า
2. เป็นจุดปรับระดับแรงดันในระบบให้คงที่ก่อนส่งไปยังระบบอื่น
3. เป็นจุดเชื่อมระหว่างระบบสายส่ง กับ ระบบจำหน่ายไฟฟ้าเข้าด้วยกัน และ นำพลังงานเข้าหรือ ออกจากระบบ เช่นระบบสายส่ง (ระบบ 115 เควี.) กับระบบจำหน่ายแรงสูง (ระบบ 22 , 33 kV ) เป็นต้น
4. เป็นจุดติดตั้งเครื่องมือวัด เพื่อวัดปริมาณทางไฟฟ้า
5. เป็นจุดติดตั้งอุปกรณ์ตัดตอน, อุปกรณ์ควบคุมและอุปกรณ์ป้องกัน
6. เป็นจุดเชื่อมโยงระบบสื่อสาร

3. การแบ่งประเภทของ สถานีไฟฟ้าย่อย

           3.1 Outdoor Substation

            Outdoor Substation จะประกอบด้วยอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงที่ติดตั้งอยู่ภายนอกอาคา เช่น หม้อแปลงไฟฟ้า  , เบรกเกอร์ , สวิทช์ใบมีด  เป็นต้น โดยจะต่อวงจรการควบคุมอุปกรณ์จากภายนอกเข้ามาภายในอาคาร เพื่อใช้ควบคุมภายในอาคาร แต่ในกรณีที่การควบคุมภายในห้องมีปัญหา เราก็สามารถควบคุมการปลด/สับอุปกรณ์ได้โดยตรงที่ตัวอุปกรณ์ สถานีไฟฟ้าย่อยแบบนี้ จะใช้พื้นที่ในการติดตั้งมาก แต่ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างมีราคาถูก สามารถจัดวางอุปกรณ์ได้สะดวก และระบายความร้อนได้ดี

รูปที่ 1 สถานีไฟฟ้าแบบ Outdoor

          3.2 Indoor Substation

                  Indoor Substation  เป็นการติดตั้งอุกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงภายอยู่ในอาคาร ปัจจุบันที่ใช้อยู่คือ GIS (Gas-Insulated Substation ) ซึ่งลักษณะเด่นของมัน คือ ใช้ Gas SF₆ เป็นฉนวน  อุปกรณ์ต่างๆจะอยู่ภายใน Enclosure  สถานีไฟฟ้าแบบนี้ ส่วนใหญ่จะใช้ในที่ๆเจริญ เช่น ย่านตัวเมือง หรือบริเวณชาย ทะเล ซึ่งมีไอน้ำเค็มเกิดเป็นคราบเกลือ ซึ่งจะทำให้เกิดการ เบรกดาวน์กับอุปกรณ์ได้ง่าย

รูปที่ 2 สถานีไฟฟ้าแบบ GIS แบบภายในอาคาร

รูปที่ 3 เปรียบเทียบระหว่างสถานีไฟฟ้าแบบ AIS และ GIS

          3.3 Hybrid Substaion

Hybrid Substaion  สถานีไฟฟ้าแบบนี้ จะเป็นการร่วมการติดตั้งอุปกรณ์ฉนวน SF₆ และ อุปกรณ์ฉนวนอากาศในสถานีเดียวกัน โดยการออกแบบจะดูที่ความเหมาะสม โดยจะพิจารณาข้อแตกต่างทางด้านคุณสมบัติของฉนวนในตำแหน่งที่ติดตั้ง โดยสามารถจำกัดข้อแตกต่างทางด้านคุณสมบัติของฉนวนในการติดตั้งแบบ Hybrid โดย

1. ติดตั้ง Busbar และ Disconnector โดยใช้ GIS และอุปกรณ์อื่นที่ใช้วัสดุฉนวนอากาศ

2. ติดตั้ง Busbar และ Disconnector โดยใช้ ฉนวนอากาศ ส่วนอุปกรณ์อื่นๆที่ใช้GIS เป็นวัสดุใน

การติดตั้งใช้งาน จะพิจารณาตามความเหมาะสมของแต่ละสถานี

รูปที่ 4 สถานีไฟฟ้าแบบ GIS แบบภายนอกอาคารและภายในอาคาร

          3.4 Mobile Substations

Mobile Substations  สถานีไฟฟ้าแบบนี้จะมีอุปกรณ์แปลงไฟฟ้าติดตั้งบนรถราก หรือรถตู้บรรทุก ซึ่งเหมาะสำหรับใช้ในกรณีที่ต้องใช้แทนสถานีไฟฟ้าที่เกิดความผิดปกติ และ ใช้ช่วยรับภาระที่เกินเกณฑ์ปกติตามฤดูกาลต่างๆ และใช้สำหรับงานก่อสร้างที่มีลักษณะชั่วคราว เพราะสามารถเคลื่อนย้ายได้ง่าย

รูปที่ 5 สถานีไฟฟ้าแบบ Mobile Substation