chapter 01new[1]

Power Plants and Substation2/2551

บทที่ ๑ พื้นฐานและหลักการ

พลังงานคืออะไร

“ความสามาถที่มีอยูในตัวของสิ่งที่อาจจะกอใหเกดิแรงและงาน

ได เปนการถายทอดหรือเปลีย่นแปลงสภาพของพลังงานนั้น”

บทที่ ๑ พื้นฐานและหลักการ

การทองเที่ยว

สาธารณสุข

การเกษตร

การสื่อสาร

อุตสาหกรรม

ประชาชน

พลังงานไฟฟา

หลักการเปลี่ยนแปลงพลังงาน

กฏเทอรโมไดนามิกขอที่ ๑ (The first law of

thermodynamics)

“พลังงานรูปหนึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงไปอีกรูปหนึ่งได”

หลักการเปลี่ยนแปลงพลังงาน (ตอ)

พลังงานเคมี พลังงานความรอน พลังงานกล พลังงานไฟฟา

๑. พลังงานเคมี (เกิดขึ้นจากการสันดาปของเชื้อเพลิงกับอากาศ)

๒. พลังงานนิวเคลียร

พลังงานนิวเคลียร พลังงานความรอน พลังงานกล พลังงานไฟฟา

Relationship between Energy, Population, and Wealth

Relationship between Energy, Population, and Wealth

Relationship between Energy, Population, and Wealth

Relationship between Energy, Population, and Wealth

Relationship between Energy, Population, and Wealth

ระบบกําลังไฟฟาในประเทศไทย

ไฟฟากระแสสลับ 50 Hz ในระบบ 1 เฟส แรงดัน 220 โวลต ซึ่งใชกันอยูในที่พักอาศัย และระบบ 3 เฟส แรงดัน 380 โวลต จะใชในภาคอุตสาหกรรม และขนาด 11, 22, 33, 69, 115, 230 และ 500 กิโลโวลต จะใชในระบบสงจายไฟฟา

สําหรับพลังงานไฟฟาที่จําหนาย จะมีหนวยเปน “กิโลวัตตชั่วโมง (kilowatt-hour)” หรือที่เรียกวา “หนวยไฟฟา (Unit)” โดย 1 unit จะมีคาเทากับ 1 kWh

ระบบกําลังไฟฟาในประเทศไทย

ระบบสงและจําหนายไฟฟา

หนวยงานที่รับผิดชอบ 3 หนวยงาน

1. การไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย (Electricity Generating Authority of Thailand) ขึ้นตรงตอ กระทรวงพลังงาน

2. การไฟฟานครหลวง (Metropolitan Electricity Authority) ขึ้นตรงตอ กระทรวงมหาดไทย พื้นที่ดูแล กรุงเทพฯ นนทบุรี และสมุทรปราการ

3. การไฟฟาสวนภูมิภาค (Provincial Electricity Authority) ขึ้นตรงตอ กระทรวงมหาดไทย พื้นที่ดูแล จังหวัดสวนภูมิภาค

ระบบสงจายกําลังไฟฟาในประเทศไทย

69 kV. 115 kV.

500 kV230 kV.

ระบบสงไฟฟา

ระบบสงไฟฟาของ กฟผ. เดือน สิงหาคม ๒๕๔๙

ความยาวสายสงไฟฟาสถานี

ไฟฟาแรงสูงพกิดัหมอแปลง

ไฟฟา

(วงจร - กโิลเมตร) (สถานี) (เอ็มวีเอ.)

500 เควี 3,432.900 9 12,449.98

300 เควี 22.988 0 348.18

230 เควี 12,275.463 61 37,760.04

132 เควี 8.705 0 133.40

115 เควี 13,875.530 132 14,676.24

69 เควี 52.069 2 108.00

22 เควี - - 0

รวมทัง้ระบบ 29,667.655 204 65,475.84

ระดับแรงดันไฟฟา

ณ วันที ่30 กนัยายน พ.ศ. 2549

แผนผังระบบไฟฟาของประเทศไทยเขตนครหลวง

แผนผังระบบไฟฟาของประเทศไทย

ภาคกลางตอนบน

แผนผังระบบไฟฟาของประเทศไทย

ภาคตะวันออก

แผนผังระบบไฟฟาของประเทศไทย

ภาคตะวันตก

แผนผังระบบไฟฟาของประเทศไทย

ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ

แผนผังระบบไฟฟาของประเทศไทย

ภาคใต

แผนผังระบบไฟฟาของประเทศไทย

ภาคเหนือ

กําลังผลิตติดตั้ง

ณ วันที่ ๓๑ สิงหาคม ๒๕๔๙ มีกําลังผลิตติดตั้งรวมทั้งสิ้น ๒๖,๓๙๓.๗๕ เมกะวัตต

ภาคตะวันออก

เฉียงเหนือ

พลงัน้ํา 3,424.18 12.97 1,078.11 744.21 313.29 1,288.57

พลงัความรอน 6,370.00 24.13 3,630.00 - 340.00 2,400.00

พลงัความรอนรวม 5,146.95 19.50 4,409.79 737.16 - -

กังหันแกส 847.00 3.0 366.00 - 244.00 237.00

ดเีซล 4.40 0.02 - - - 5.40

พลงังานทดแทน 1.03 0.01 0.02 - 0.19 0.82

รวมกําลงัผลติติดตั้งที่ กฟผ. ดูแล 15,793.56 55.94 9,483.92 1,481.37 897.48 3,931.79

ประเภทโรงไฟฟา

รวมทั้งระบบ แยกตามภาค

เมกะวัตต รอยละ ภาคกลาง ภาคใต ภาคเหนือ

กําลังผลิตติดตั้ง (2)

ตางประเทศ

ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ

- เทนิ-หินบุน (ลาว) 214.00 0.81 - 214.00 - -

- หวยเฮาะ (ลาว) 126.00 0.48 - 126.00 - -

- สายสงเชือมโยงไทย-มาเลเซีย(ระยะที2่) 300.00 1.14 - - 300.00 -

ประเภทโรงไฟฟา

รวมทัง้ระบบ แยกตามภาค

เมกะวัตต รอยละ ภาคกลาง ภาคใต ภาคเหนือ

กําลังผลิตติดตั้ง (3)

ในประเทศ

ภาคตะวันออก

เฉียงเหนือ

- บริษัท ผลิตไฟฟา จํากัด 1,993.09 7.55 1,174.99 - 818.10 -

- บริษัท ผลิตไฟฟาราชบุรี โฮลดิ้ง จํากัด

(มหาชน) 3,481.00 13.19 3,481.00 - - -

- บริษัท ผลิตไฟฟาอิสระ (ประเทศไทย ) จํากัด 700.00 2.65 700.00 - - -

- บริษัท ไตรเอนเนอจี จํากัด 700.00 2.65 700.00 - - -

- บริษัท บอวิน เพาเวอร จํากัด 713.00 2.70 713.00 - - -

- บริษัท บีแอลซีพี เพาเวอร จํากัด 1,346.50 4.77 1,346.50

- บริษัท อีสเทิรน เพาเวอร จํากัด 350.00 1.33 350.00 - - -

- บริษัท กัลฟเพาเวอรเจนเนอเรชั่น จํากัด 734 2.60 734

- ผูผลิตรายเล็ก 2070.3 7.36 1,933.80 82.3 20.2 34.00

รวมกําลังผลิตที่รับซื้อ 12,436.69 44.06 11,133.29 422.3 838.3 34.00

ประเภทโรงไฟฟ า

รวมทั้งระบบ แยกตามภาค

เมกะวัตต ร อยละ ภาคกลาง ภาคใต ภาคเหนือ

ความตองการไฟฟาสุงสุดของระบบ

ความตองการไฟฟาสุงสุดของระบบ

ความตองการไฟฟาสุงสุดของระบบ

ความตองการไฟฟาสุงสุดของระบบ

ความตองการไฟฟาสุงสุดของระบบ

ความตองการไฟฟาสุงสุดของระบบ

ความตองการไฟฟาสุงสุดของระบบ

Installed Generating Capacity as of August 2007

EGAT 15,794 MW (56%)

IPP 10,017 MW (35%)

SPP 2,070 MW (7%)

Import&Exchange 640 MW(2%)

Total 28,521 MW

ความตองการไฟฟาสุงสุดของระบบInstalled Generating Capacity

as of August 2008

SPP 2,079 MW (7%)

IPP 12,151 MW (40%)

Total 30,202 MW

EGAT 15,331 MW (51%)

Import&Exchange 640 MW (2%)

Share of Power Generation by Fuel Type January-August 2007

5%6%

21%

66%

2%Lignite/Coal

Hydro Import & Others

Oil

Natural Gas

9% 2% 6% 3%

12%

66%

2%

Fuel Oil

Natural Gas

Hydro

Lignite

Import

Share of Power Generation by Fuel Type January-August 2007

Coal

Others

ความตองการไฟฟาสุงสุดของระบบ

70%

3%5%21%

1%Hydro

Lignite/Coal Import & Others

Share of Power Generation by Fuel Type January - August 2008

Natural Gas

Oil

ความตองการไฟฟาสุงสุดของระบบ

5% 2%2%

70%

12%

9% 1%

Natural Gas

Hydro

Lignite

Import

Share of Power Generation by Fuel Type January - August 2008

CoalOthers

Fuel oil

การคาดการณ “ดงไฟฟา”ในพื้นที่ตางๆ ของประเทศ

ตามแผนพดีีพี 2007

การทํานายการใชพลังงานไฟฟา (Prediction of Load)

ผลรวมของกําลังไฟฟาที่ติดตั้ง• การประมาณคาของความตองการใช

ไฟฟาสูงสุด

• การคาดการณลวงหนาของการขยายความตองการใชไฟฟา

• อัตราพลังงานสํารอง

ขนาดของหนวยการผลิต• การผันผวนของโหลดในชวงเวลา 24

ชั่วโมง

• ผลรวมของ Capacity ที่ตอเขากับระบบไฟฟา (Electric Grid)

• ระยะเวลาการเริ่มเดินและหยุดที่สั้นที่สุดของหนวย

• แผนการซอมบํารุง

• ประสิทธิภาพของโรงงานตอขนาดของหนวย

• ราคาและพื้นที่ความตองการตอ kW กับขนาดของหนวย

คําจํากัดความเฉพาะ (Definition of Term)

ตัวประกอบความตองการกําลังไฟฟา (Demand Factor)

“อัตราสวนระหวางความตองการไฟฟาสูงสุดที่ผูบริโภคใชในเวลาใดเวลาหนึ่งจริงตอโหลดไฟฟาทั้งหมดที่ตออยูระบบ”

คา Demand Factor จะบอกใหทราบวา โหลดที่ติดตั้งไวในโรงงาน บานพักอาศัย ศูนยการคาธุรกิจ เมื่อใชจริงจะมีคาเปลี่ยนแปลงไดงาย ประโยชนก็เพื่อสามารถนําไปออกแบบขนาดของอุปกรณปองกันไดอยางถูกตอง

คําจํากัดความเฉพาะ (Definition of Term)

Demand Factor (DF) =

Maximum Demand : คาโหลดสูงสุดที่ผูบริโภคใชในเวลาใดเวลาหนึ่ง

Connected Load : อุปกรณไฟฟาหรือโหลดไฟฟารวมที่ตอเขาระบบ

ไฟฟา หรือเรียกอีกอยางหนึ่งวา “โหลดรวมพิกัด”

LoadConnectedmandMaximum De

ตัวอยางที่ ๑

บานหลังหนึ่งมีหลอดไฟขนาด 40 วัตต จํานวน 5 ดวง และ 60 วัตต

จํานวน 5 ดวง จงคํานวณหาคา Connected Load , คา Maximum Load

เมื่อมีการเปดใชหลอดไฟขนาด 40 วัตต 3 ดวง และ 60 วัตต 3 ดวง และ

คา Demand Factor

คําจํากัดความเฉพาะ (Definition of Term)

ตัวประกอบโหลด ( Load Factor : LF )

คือ อัตราสวนของพลังงานที่ถูกใชใน 24 ชั่วโมงตอคา

ความตองการใชไฟฟาสูงสุด X 24 ชั่วโมง หรือ

อัตราสวนของคาเฉลี่ยของโหลดตอคาความตองการใช

ไฟฟาสูงสุด

คําจํากัดความเฉพาะ (Definition of Term)

Load Factor =

=

hourDemandMaximumhourduringusedEnergy 24 24

×

DemandMaximumLoadAverage

ตัวอยางที่ ๒บานขนาดกลาง มีหลอดไฟ ขนาด 60 วัตต จํานวน 10 ดวง ตออยู และมีการใชงานดังตอไปนี้

• ชวงเวลา 00.00 น. ถึง 05.00 น. เปด 2 ดวง

• ชวงเวลา 05.00 น. ถึง 07.00 น. เปด 4 ดวง

• ชวงเวลา 07.00 น. ถึง 18.00 น. ไมมีการใชงาน

• ชวงเวลา 18.00 น. ถึง 21.00 น. เปด 8 ดวง

• ชวงเวลา 21.00 น. ถึง 24.00 น. เปด 5 ดวง

จงวาด Load Curve ของการใชไฟฟาของบานหลังนี้ พรอมคํานวณหาคา Demand Factor และ Load Factor

ตัวอยางที่ ๓สถานีจายไฟแหงหนึ่งจายไฟใหแกโหลดดังนี้

ก. จงวาด Load Curve พรอมคํานวณหาคา Load Factor ของโรงไฟฟานี้

ข. ในกรณีที่โหลด มีคาเกิน 70 MW ใหคํานวณหาคา Load Factor ของโรงไฟฟาที่มีกําลังผลิต 30 MW

Time in hours 0-6 6-10 10-12 12-16 16-20 20-22 22-24

Load in MW 30 70 90 60 100 80 60

คําจํากัดความเฉพาะ (Definition of Term)

ตัวประกอบไดเวอรซิตี้ (Diversity factor : D)

คือ “อัตราสวนระหวางผลรวมความตองไฟฟาสูงสุดในแตละสวนของระบบที่

แบงยอยออกไป กับความตองการไฟฟาสูงสุดของระบบรวม”

เนื่องจากผูใชไฟฟามีหลายกลุม และแตละกลุมใชกําลังไฟฟาไมพรอมกัน

คาโหลดสูงสุดของแตละกลุมจึงเกิดขึ้นไมพรอมกัน ดังนั้นหากรูวาโหลดกลุมใด

สูงในชวงเวลาใด โรงไฟฟาจะสามารถกําหนดเวลาจายโหลดไดอยางเหมาะสม

ในชวงเวลานั้น ไมมีความจําเปนที่จะตองตัดจายโหลดสูงสุดทุกๆ ชวงเวลา จึงทํา

ใหสามารถประหยัดคาใชจาย เชน การลดลงของขนาดหมอแปลงและสายสง

คําจํากัดความเฉพาะ (Definition of Term)

Diversity factor

= ผลรวมของความตองการไฟฟาสูงสุดของผูใชไฟฟาแตละกลุม

ความตองการไฟฟาสูงสุดของกลุม

ตัวอยางที่ ๔

ตัวอยางที่ ๔ (ตอ)

จากกราฟ แสดงความตองการใชไฟฟาของแตละครัวเรือน ซึ่งแตละครัวเรือนมีความตองการใชไฟฟาสูงสุดอยูที่ 2000 วัตต โดยที่ครอบครัวดําใชไฟฟาสูงสุดที่เวลา 19.00-21.00 น. ครอบครัวแดงในชวงเวลา 09.00-11.00 น. ครอบครัวน้ําเงินชวงเวลา 17.00-18.00 น. และครอบครัวเขียวชวงเวลา 12.00-14.00 น. จากกราฟใหหาคา Diversity Factor และคาความตองการไฟฟาสูงสุดรวมของทั้ง 4 ครัวเรือน ในชวงเวลา 19.00-21.00 น.

แบบฝกหัดทายบท

1. โรงไฟฟามีคา Peak Load 60 MW โหลดแตละตัวมีคาความตองการโหลด

สูงสุด 30 MW, 20 MW, 10 MW และ 14 MW ตออยูกับโรงไฟฟา โรงไฟฟามี

กําลังผลิตอยูที่ 80 MW และคา Load Factor 0.5 จงคํานวณหา

ก. คาเฉลี่ยโหลด Average Load ของโรงไฟฟา

ข. พลังงานไฟฟาที่ตองจายใน 1 ป

ค. Demand Factor

ง. Diversity Factor

แบบฝกหัดทายบท

2. ผูบริโภคหรายหนึ่งมีโหลดรวมพิกัดดังตอไปนี้ หลอดไฟขนาด 60 วัตต 10 ดวง

เครื่องปรับอากาศขนาด 1000 วัตต 2 เครื่อง และความตองการใชไฟฟาสูงสุดอยูที่

1500 วัตต โดยปกติใน 1 วัน เขาจะเปดหลอดไฟ 8 ดวง กินเวลา 5 ชั่วโมง และ

เครื่องปรับอากาศ 2 เครื่อง กินเวลา 3 ชั่วโมง จงคํานวณหา

ก. คาเฉลี่ยโหลด Average Load

ข. การใชพลังงานไฟฟาใน 1 เดือน

ค. Load Factor

แบบฝกหัดทายบท

3. ผูบริโภครายที่ ๑

Average Load 1 kW

Max. Damand 5 kW at 20.00 น.

ผูบริโภครายที่ ๒

Max. Damand 2 kW at 21.00 น.

Demand 1.6 kW at 20.00 น.

Daily Load Factor 15%

แบบฝกหัดทายบท

ผูบริโภครายที่ ๓

Max. Damand 2 kW at 12.00 น.

Load 1 kW at 20.00 น.

Average Load 500 W

ผูบริโภครายที่ ๔

Max. Damand 10 kW at 17.00 น.

Load 5 kW at 20.00 น.

Daily Load Factor 25%

แบบฝกหัดทายบท

The Maximum Demand on the System เกิดขึ้นที่เวลา 20.00 น. ใหคํานวณหา

ก. Diversity Factor

ข. Average Load และ Load Factor ของแตละผูบริโภค

ค. Average Load และ Load Factor ของแตละผูบริโภครวมกัน

แบบฝกหัดทายบท

4. อําเภอแหงหนึ่งในจังหวัดทางภาคเหนือ มีการใชพลังงานไฟฟาดังตอไปนี้

1. การใชไฟฟาในสวนของครัวเรือน

Maximum Demand 1000 kW

Load Factor 20 %

Diversity Factor ระหวางครัวเรือน 1.3

2. การใชไฟฟาในยานธุรกิจ

Maximum Demand 2000 kW

Load Factor 30 %

Diversity Factor ระหวางรานคา 1.1

แบบฝกหัดทายบท

3. การใชไฟฟาในยานอุตสาหกรรม

Maximum Demand 5000 kW

Load Factor 80 %

Diversity Factor ระหวางโรงงาน 1.2

กําหนดให Overall Diversity Factor มีคาเทากับ 1.4 จงหา

ก. Maximum Demand on the System

ข. การใชพลังงานของแตละเขต และการใชพลังงานรวมทั้งหมดของอําเภอ ใน 1 วัน

ค. Load Factor ของอําเภอ

ง. โหลดรวมพิกัดของแตละเขต โดยกําหนดใหคา Demand Factor เทากับ 100 %

Change!We Can Do

It !!!Barack Obama