44
สถานีไฟฟ้าย่อยประเภท Gas Insulated Substation (GIS) ถือเป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในการจัดเก็บและกระจายพลังงานไฟฟ้า โดยที่ GIS ใช้สภาพแวดล้อมรอบขอบกล่องโลหะเพื่อป้องกันความสัมผัสระหว่างตัวนำไฟฟ้าและสิ่งแวดล้อมที่เป็นคลื่นความถี่สูง
เทคโนโลยี GIS ถือเป็นเลือกที่มีประสิทธิภาพและสมรรถนะที่ดีกว่าการใช้งานสถานีไฟฟ้าย่อยที่ใช้ฉนวนอากาศ (Air Insulated Substations – AIS) ในหลายๆ ด้าน
ส่วนประกอบหลักของ GIS ประกอบด้วย
- กล่องหุ้ม (Enclosure) กล่องโลหะนี้เต็มไปด้วยก๊าซ SF6 ที่มีบทบาทในการปกป้องตัวนำไฟฟ้าและอุปกรณ์ภายในจากรอบแวดล้อม
- บัสบาร์ (Busbars) บัสบาร์ คือ วัสดุนำไฟฟ้าภายใน GIS ซึ่งใช้ในการกระจายกระแสไฟฟ้าระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ
- เซอร์กิตเบรกเกอร์ (Circuit Breaker) เป็นอุปกรณ์ที่มีบทบาทในการขัดขวางกระแสไฟฟ้าในสภาวะที่ผิดปกติ เป็นส่วนสำคัญในการปกป้องระบบ
- ตัวตัดการเชื่อมต่อ (Disconnect Switch) เป็นสวิตช์ที่ใช้ในการแยกส่วนประกอบของวงจรเพื่อความปลอดภัยและการบำรุงรักษา
- สวิตช์สายดิน (Grounding Switch) ใช้เพื่อปล่อยพลังงานที่เก็บไว้ลงสู่พื้นดินอย่างปลอดภัย
- หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าและหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า (Transformers) หม้อแปลงเหล่านี้ใช้สำหรับการวัดและการป้องกันโดยการลดแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าแรงสูงให้อยู่ในระดับที่จัดการได้
ข้อดีของ GIS มีดังนี้
- การออกแบบที่กะทัดรัด GIS เหมาะสำหรับพื้นที่เมืองที่มีพื้นที่จำกัด สามารถตั้งอยู่ในอาคารและใต้ดินเพื่อปรับใช้ในพื้นที่จำกัดได้
- ความน่าเชื่อถือ การปิดรอบขอบของ GIS ช่วยให้มีความคงทนต่อสภาพแวดล้อมและสภาพอากาศ ทำให้มีประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือมากกว่า
- การบำรุงรักษา การปิดรอบขอบของ GIS และการใช้ก๊าซ SF6 ช่วยลดความต้องการในการบำรุงรักษาเมื่อเทียบกับ AIS
- ความปลอดภัย การออกแบบที่ปิดรอบขอบช่วยเพิ่มความปลอดภัยโดยป้องกันการสัมผัสกับชิ้นส่วนที่มีไฟฟ้า และลดความเสี่ยงของการเกิดประกายไฟ
ข้อเสียของ GIS
- ต้นทุนสูง ต้นทุนเริ่มต้นในการสร้าง GIS อาจสูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ AIS เนื่องจากเทคโนโลยีที่ซับซ้อนและอุปกรณ์พิเศษที่ใช้
- การปล่อยก๊าซ SF6 เป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีผลกระทบต่อภาวะโลกร้อนมากกว่า CO2 และการรั่วของ SF6 สู่ชั้นบรรยากาศเป็นปัจจัยที่เสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อม
- ความสามารถในการเข้าถึง การออกแบบ GIS ที่ปิดรอบขอบและแบบกะทัดรัดทำให้การตรวจสอบและการบำรุงรักษาภายในมีความท้าทายมากขึ้นเมื่อเทียบกับ AIS
การใช้งาน GIS มีที่มีความหลากหลาย และเหมาะสำหรับสถานที่และความต้องการต่างๆ เช่น
- ใช้ในพื้นที่เขตเมืองที่มีพื้นที่จำกัด เพื่อลดการใช้พื้นที่และเพิ่มประสิทธิภาพในการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้า
- ใช้ในอุตสาหกรรมที่มีความต้องการพลังงานสูง เพื่อให้มั่นใจในการจ่ายไฟฟ้าที่เสถียรและเชื่อถือได้
- ใช้ในพื้นที่ที่มีเงื่อนไขแวดล้อมที่รุนแรง เช่น โรงงานเคมี
- ใช้ในพื้นที่ที่มีภูเขาและขรุขระ ที่การใช้ AIS อาจไม่เป็นไปได้
- ใช้ในพื้นที่ทะเลทรายเพื่อป้องกันสิ่งของที่ไม่ควรสัมผัสระบบไฟฟ้า
- ใช้ในการบูรณาการพลังงานทดแทน เช่น การเชื่อมต่อกับฟาร์มกังหันลมและพลังงานแสงอาทิตย์
- ใช้ในระบบรถไฟและรถไฟใต้ดินเพื่อจ่ายพลังงานไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ
- ใช้ในพื้นที่ระดับความสูงที่สถานีไฟฟ้าย่อยที่ใช้ AIS ไม่สามารถใช้งานได้
GIS ถือเป็นเทคโนโลยีที่สำคัญในการปรับปรุงระบบพลังงานไฟฟ้า เนื่องจากมีประสิทธิภาพและความคงทนต่อสภาพแวดล้อม แต่ต้องพิจารณาความต้องการและเงื่อนไขของสถานที่ในการเลือกใช้ GIS อย่างรอบคอบในแต่ละกรณี
