การวิเคราะห์ระบบไฟฟ้ากำลังในงานวิศวกรรม

ปี 2552

บริษัท สำนักพิมพ์ท็อป จำกัด เป็นสำนักพิมพ์ที่จัดตั้งขึ้นมาเพื่อผลิตหนังสือวิชาการในสาขาวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ บริหารธุรกิจ บัญชีและการเงิน โดยมุ่งเน้นการนำตำราระดับโลกมาแปลและเรียบเรียงเป็นภาษาไทย เพื่อวางฐานรากหนังสือไทยให้ก้าวสู่ระดับสากล ซึ่งถือเป็นการพัฒนาและเปิดศักราชหนังสือวิชาการไทยให้มีโอกาสก้าวสู่สากลต่อไป

หนังสือ การวิเคราะห์ระบบไฟฟ้ากำลังในงานวิศวกรรม (Power System Analysis in Engineering) เล่มนี้ เป็นตำราเกี่ยวกับการวางพื้นฐานและสร้างความเข้าใจในการทำงานทางด้านระบบไฟฟ้ากำลัง จึงเหมาะสมในการใช้สำหรบการศึกษาและวิเคราะห์ระบบไฟฟ้ากำลังได้เป็นอย่างดี

จุดเด่นของหนังสือเล่มนี้

–   เขียนโดยผู้เขียนที่มีความรู้ มีประสบการณ์ในการปฏิบัติงานโดยตรงและการสอนวิชานี้มานาน

–   เน้นเนื้อหาครอบคลุมหลักสูตรวิศวกรรมศาสตรบัณฑิตโดยสภาวิศวกร ถือเป็นวิชาบังคับรายวิชาที่ต้องเรียนในระดับปริญญาตรี

–   ลำดับความสำคัญของเนื้อหาอย่างเป็นขั้นตอน พร้อมยกตัวอย่างประกอบเพื่อให้ทำความเข้าใจได้ง่าย

–   มีรูปประกอบพร้อมคำอธิบายและแบบฝึกหัดจำนวนมาก

–   เหมาะเป็นอย่างยิ่งสำหรับนิสิต นักศึกษา ในคณะวิศวกรรมศาสตร์ สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้าตลอดจนผู้ที่สนใจทั่วไป

โดยเนื้อหาในแต่ละบทพอสังเขปได้ดังนี้

บทที่ 1   การแสดงลักษณะรูปแบบของระบบไฟฟ้ากำลัง

แสดงลักษณะรูปแบบของระบบไฟฟ้ากำลัง การเลือกค่าเบสและการเปลี่ยนค่าเบสสำหรับปริมาณที่เป็นเปอร์ยูนิต การคำนวณหาอิมพีแดนซ์ในหน่วยเปอร์ยูนิต สำหรับหม้อแปลง 1 เฟส และ 3 เฟส พิจารณาแผนภาพเส้นเดียวของระบบไฟฟ้ากำลังในลักษณะอิมพีแดนซ์ไดอะแกรมและรีแอกแตนซ์ไดอะแกรม

บทที่ 2   เครื่องจักรกลไฟฟ้าซิงโครนัส

เป็นการกล่าวถึงเครื่องจักรกลไฟฟ้าซิงโครนัส ศึกษาถึงส่วนประกอบและวงจรสมมูลของเครื่องจักรกลซิงโครนัส ระบบเครื่องกระตุ้น-เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และเครื่องกังหัน อีกทั้งเรียนรู้เครื่องจักรกลซิงโครนัสแบบที่มีขั้วแม่เหล็กยื่นออกมา

บทที่ 3   การคำนวณวงจรโครงข่ายของแบบจำลองแอดมิตแตนซ์และอิมพีแดนซ์

การคำนวณวงจรโครงข่ายของรูปแบบบัสแอดมิตแตนซ์และบัสอิมพีแดนซ์การสร้างวงจรโครงข่ายด้วยกราฟ การแก้ปัญหาวงจรโครงข่ายด้วยวิธีการโหนด-แอดมิตแตนซ์ การขจัดโหนดโดยหลักการพีชคณิตเมทริกซ์ และการเปลี่ยนแปลงบัสอิมพีแดนซ์ Zbus ที่มีการเพิ่มบรานซ์

บทที่ 4   การศึกษาโหลดโฟลว์

เป็นการกล่าวถึงการศึกษาโหลดโฟลว์ ทิศทางการไหลของกำลังไฟฟ้า เรียนรู้ส่วนประกอบในการวิเคราะห์ระบบส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า การแก้ปัญหาโหลดโฟลว์ด้วยวิธีฟาสต์ดีคับเปิล ตลอดจนการแก้สมการไม่เป็นเชิงเส้นมี 3 วิธีคือ โดยวิธีการเก๊าส์ วิธีการเก๊าส์ไซเดิล และวิธีการนิวตัน-ราฟสัน เป็นต้น

บทที่ 5   การวิเคราะห์ฟอลต์แบบสมมาตร

เป็นการกล่าวถึงการลวิเคราะห์ฟอลต์แบบสมมาตร ชนิดของฟลอต์ในระบบไฟฟ้ากำลัง สภาวะทรานเชี้ยนต์ในวงจรที่มี RL อนุกรมกัน ภายใต้เงื่อนไขของการลัดวงจรแบบสมมาตร 3 เฟส เรียนรู้ถึงแรงดันภายในของเครื่องจักรกลไฟฟ้าที่มีโหลดภายใต้สภาวะทรานเชี้ยนต์ และการเลือกขนาดพิกัดของเซอร์กิตเบรกเกอร์

บทที่ 6   องค์ประกอบสมมาตร

องค์ประกอบสมมาตร จะต้องเข้าใจเฟสเซอร์ขององค์ประกอบสมมาตรก่อน ถึงจะหาองค์ประกอบสมมาตรสำหรับหม้อแปลง 3 เฟสที่ต่อวงจรแบบวาย Y และเดลต้า หากำลังไฟฟ้าจากองค์ประกอบสมมาตร ศึกษาเรื่องวงจรโครงข่ายลำดับของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ไม่มีโหลด และวงจรลำดับของหม้อแปลงต่อแบบวาย Y เดลต้า

บทที่ 7   การวิเคราะห์ฟอลต์ที่ไม่สามาตร

เป็นการกล่าวถึงการวิเคราะห์ฟลอต์ที่ไม่สมมาตร เริ่มต้นจากการเรียนรู้องค์ประกอบสมมาตรของการวิเคราะห์ฟลอต์ที่ไม่สมมาตร หาค่ากระแสและแรงดัน เมื่อเกิดฟอลต์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขณะไม่มีโหลดได้ 3 กรณี คือ ในระหว่างสายไลน์เส้นเดียวลงดิน ระหว่างสายไลน์ และระหว่าง 2 เส้นลงดินตลอดจนการพิจารณาการเกิดฟอลต์ในวงจรเปิด (open circuit faults)

บทที่ 8   เสถียรภาพของระบบไฟฟ้ากำลัง

เป็นการกล่าวถึงเสถียรภาพของระบบไฟฟ้ากำลัง ผลจากการที่ไม่สามารถขยายระบบผลิตพลังงานให้เพียงพอกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นเป็นปัญหาหนึ่งเรื่องเสถียรภาพระบบนั้นควรจะสามารถกลับทำงานได้ตามปกติอย่างสมดุลเมื่อเกิดความผิดพลาดหรือเกิดการรบกวนต่อพฤติกรรมทางพลวัตเครื่องจักรกล ดังนั้นจะต้องศึกษาสมการสวิง สมการพลวัตของเครื่องจักรกลซิงโครนัส และเสถียรภาพของระบบไฟฟ้ากำลัง โดยใช้หลักเกณฑ์พื้นที่เท่ากัน ตลอดจนหาผลกระทบของมุมเคลียร์ริงวิกฤตในภาวะเสถียรภาพของระบบ

บทที่ 9   การป้องกันระบบไฟฟ้ากำลัง

การป้องกันระบบไฟฟ้ากำลัง ศึกษาสาเหตุของการเกิดฟอลต์รุนแรงและมีกระแสไหลสูงในระบบ ถ้าระบบป้องกันไฟฟ้าของโรงงานอุตสาหกรรมทำงานไม่สัมพันธ์กันดีพอ จะทำให้เกิดการตัดวงจร (trip) โดยไม่จำเป็นและไม่สามารถควบคุมความเสียหายให้อยู่ในขอบเขตจำกัด ดังนั้นจึงใช้รีเลย์ป้องกันเพื่อตรวจสอบ ลดความสูญเสียของอุปกรณ์ที่เกิดผิดปกติ และควบคุมระบบป้องกันโดยส่งสัญญาณให้เซอร์กิตเบรกเกอร์ตัดวงจรส่วนที่จะเกิดอันตรายออกจากระบบทันทีได้อย่างมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้และศึกษาการจัดแบ่งโซนของการป้องกันระบบส่วนต่าง ๆ เมื่อเกิดฟอลต์ขึ้น

บทที่ 10 การจ่ายกำลังไฟฟ้าให้แก่โฟลดอย่างประหยัดตามหลักเศรษฐศาสตร์

ศึกษาและทำความเข้าใจเรื่องการจ่ายกำลังไฟฟ้าให้แก่โฟลดอย่างประหยัดที่สุดตามหลักเศรษฐศาสตร์ระหว่างโรงจักรไฟฟ้าที่อยู่ห่างไกล และระหว่างโรงจักรไฟฟ้าโดยคิดการสูญเสียในสายส่ง เป็นการคำนวณหาดัชนีตัวแปรที่เกี่ยวข้องทางด้านเศรษฐศาสตร์เช่น อัตราค่าใช้จ่ายเชื้อเพลิง อัตราการใช้สิ้นเปลืองเชื้อเพลิง และต้นทุนส่วนเพิ่มเชื้อเพลิง เป็นต้น