9789740335344

1. บทที่ 1
ความรูเบื้องตนเกี่ยวกับระบบไฟฟากําลัง
1.1 บทนํา
การพัฒนาทางดานเศรษฐกิจ สังคม และอุตสาหกรรมในปจจุบัน ไดสงผลกระทบโดยตรงตอ
ความตองการใชพลังงานโดยเฉพาะพลังงานไฟฟาของประเทศ โดยจะสังเกตไดวา ความตองการใช
ไฟฟาของประเทศมีแนวโนมเพิ่มสูงขึ้นทุกป ดังนั้น การศึกษาและทําความเขาใจเกี่ยวกับระบบผลิต
และการใชไฟฟา เชน เทคโนโลยีการแปลงพลังงาน การใชพลังงานอยางมีประสิทธิภาพ การอนุรักษ
พลังงาน หรือการนําพลังงานหมุนเวียนมาประยุกตใชใหเกิดประโยชน จึงมีความจําเปนและไดรับ
ความสนใจตลอดมา
พลังงานไฟฟา ถือเปนพลังงานรูปแบบหนึ่งที่ไดรับความนิยมและถูกนํามาใชใน
ภาคอุตสาหกรรมและครัวเรือนเปนพลังงานหลัก เนื่องจากพลังงานไฟฟาเปนพลังงานที่สามารถสง
ไปสูผูบริโภคไดไมยากและมีความยืดหยุนสูง การสงผานพลังงานไฟฟานี้จะตองอาศัยระบบไฟฟา
กําลังเปนหลัก โดยในการดําเนินการเกี่ยวกับระบบไฟฟากําลังนั้นจําเปนจะตองอาศัยการวางแผน
อยางรอบคอบทั้งในระยะสั้นและระยะยาวเพื่อใหการสงพลังงานไฟฟาเปนไปอยางมีประสิทธิภาพ
และมีความเชื่อถือได ดังนั้น การวิเคราะหระบบไฟฟากําลังเบื้องตนจึงถือเปนเรื่องที่ตองทําการศึกษา
เพื่อใหเขาใจถึงหลักการตาง ๆ ที่เกี่ยวของอยางถองแท
ทั้งนี้ ในบทนี้จะบรรยายถึงความรูเบื้องตนเกี่ยวกับระบบไฟฟากําลัง โดยเริ่มจากการศึกษา
แหลงพลังงานที่สามารถนํามาใชในการผลิตไฟฟา จากนั้นจะอธิบายถึงวิธีการผลิตพลังงานไฟฟา และ
โครงสรางระบบไฟฟากําลังซึ่งถือเปนสวนสําคัญสําหรับการสงกําลังไฟฟาไปสูผูใชไฟฟา โดยสวนของ
ผูใชไฟฟาหรือเรียกไดอีกอยางวา “โหลด” นี้ อธิบายอยูในหัวขอลักษณะโหลด และเมื่อเขาใจ
ภาพรวมของระบบไฟฟากําลังทั้งหมดแลว จะนําเสนอดัชนีชี้วัดสมรรถนะตาง ๆ ที่ใชในการวิเคราะห

2. 2 การวิเคราะหระบบไฟฟากําลัง 1
ระบบไฟฟากําลัง เพื่อใชวิเคราะหและประเมินประสิทธิภาพในแงตาง ๆ ของระบบไฟฟา ซึ่งถือเปน
ประเด็นสําคัญสําหรับการวางแผนระบบไฟฟากําลังตอไป
1.2 แหลงพลังงาน
แหลงพลังงานที่นิยมนํามาใชผลิตไฟฟา สามารถแบงออกเปน 2 ประเภทหลัก ดังนี้
1) พลังงานเชิงพาณิชย คือ พลังงานที่มาจากเชื้อเพลิงประเภทฟอสซิล (Fossil fuel) เชน
น้ํามัน ถานหิน หรือกาซธรรมชาติ ซึ่งอาจรวมถึงเชื้อเพลิงนิวเคลียร คือ ยูเรเนียม และ
ธอเรียมดวย
2) พลังงานหมุนเวียน คือ พลังงานที่สามารถเกิดขึ้นใหมไดอยูตลอดเวลา เชน พลังงาน
แสงอาทิตย ลม คลื่น พลังน้ํา และวัสดุเหลือใชทางการเกษตร
เชื้อเพลิงแตละประเภทจะมีพลังงานความรอนสะสมอยูในตัวเองและสามารถนําพลังงาน
ความรอนนั้นมาเปลี่ยนเปนพลังงานไฟฟาไดผานกระบวนการแปลงพลังงาน โดยทั่วไปปริมาณ
พลังงานความรอนสามารถวัดออกมาในรูปของหนวยมาตรฐานตาง ๆ เชน แคลอรี (Calorie), จูล
(Joule), กิโลวัตตชั่วโมง (kWh), บีทียู (British Thermal Unit: BTU) หรือ TOE (Ton of Oil
Equivalent) โดยปริมาณพลังงานตอหนวยที่สะสมในเชื้อเพลิงแตละประเภทสามารถแสดงไดดัง
ตารางที่ 1.1

3. บทที่ 1 ความรูเบื้องตนเกี่ยวกับระบบไฟฟากําลัง 3
ตารางที่ 1.1 คาความรอนจําเพาะของเชื้อเพลิงชนิดตาง ๆ
ชนิด หนวย MJ/หนวย kCal/หนวย Btu/หนวย
พลังงานเชิงพาณิชย
1. น้ํามันดิบ
2. กาซธรรมชาติ
2.1 ชื้น
2.2 แหง
3. ผลิตภัณฑปโตรเลียม
3.1 กาซ LPG
3.2 น้ํามันเบนซิน
3.3 น้ํามันกาด
3.4 น้ํามันดีเซล
3.5 น้ํามันเตา
4. ไฟฟา
5. ถานหินนําเขา
6. ลิกไนต
6.1 กระบี่
6.2 แมเมาะ
พลังงานหมุนเวียน
7. ฟน
8. ถานไม
9. แกลบ
10. กากออย
11. ขยะ
12. ขี้เลื่อย
13. กาซชีวภาพ
Litre
scf.
scf.
Litre
Litre
Litre
Litre
Litre
kWh
kg.
kg.
kg.
kg.
kg.
kg.
kg.
kg.
kg.
m3
36.33
1.04
1.02
26.62
31.48
34.53
36.42
39.77
3.60
26.37
10.88
10.47
15.99
28.88
14.40
7.53
4.86
10.88
20.93
8,680
248
244
6,360
7,520
8,250
8,700
9,500
860
6,300
2,600
2,500
3,820
6,900
3,440
1,800
1,160
2,600
5,000
34,440
980
970
25,240
29,840
32,740
34,520
37,700
3,410
25,000
10,320
9,920
15,160
27,380
13,650
7,140
4,600
10,320
19,840

4. 4 การวิเคราะหระบบไฟฟากําลัง 1
1.3 การผลิตพลังงานไฟฟา
เทคโนโลยีการผลิตพลังงานไฟฟาสามารถแบงออกเปน 2 ประเภท โดยพิจารณาจากวิธีการ
แปลงพลังงานที่สะสมอยูในเชื้อเพลิงปฐมภูมิไปเปนพลังงานไฟฟาไดดังนี้
1) เทคโนโลยีการผลิตไฟฟาจากเชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil Energy) เทคโนโลยีการ
ผลิตไฟฟาประเภทนี้จะแปลงพลังงานที่สะสมอยูในเชื้อเพลิงฟอสซิลใหกลายเปน
พลังงานความรอน จากนั้นจึงเปลี่ยนพลังงานความรอนเปนพลังงานกล โดย
พลังงานกลที่ไดจะนําไปใชในการผลิตไฟฟาตอไป ขั้นตอนดังกลาวสามารถสรุปได
ดังแผนภาพตอไปนี้
เชื้อเพลิงปฐมภูมิ
พลังงานความรอน
พลังงานกล
พลังงานไฟฟา
(AC Generator)
รูปที่ 1.1 เทคโนโลยีการผลิตไฟฟาจากเชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil Energy)
2) เทคโนโลยีการผลิตไฟฟาจากพลังงานทดแทน (Alternative Energy)
เทคโนโลยีการผลิตไฟฟาประเภทนี้จะแปลงพลังงานทดแทนที่อยูในรูปแบบตาง ๆ
เชน พลังงานแสงอาทิตย พลังงานลม พลังงานชีวภาพ ใหกลายเปนพลังงานไฟฟา

5. บทที่ 1 ความรูเบื้องตนเกี่ยวกับระบบไฟฟากําลัง 5
โดยตรง โดยอาศัยเทคโนโลยีที่เหมาะสมกับพลังงานทางเลือกแตละชนิด ขั้นตอน
ดังกลาวสามารถสรุปไดดังแผนภาพตอไปนี้
เชื้อเพลิงปฐมภูมิ
พลังงานไฟฟา
(AC Generator หรือ DC + AC Inverter )
รูปที่ 1.2 เทคโนโลยีการผลิตไฟฟาจากพลังงานทดแทน (Alternative Energy)
สถานภาพการผลิตพลังงานไฟฟาใน พ.ศ. 2559 ของประเทศไทย สามารถแสดงไดดังรูปที่
1.3 ซึ่งจากรูปที่ 1.3 (ก) จะเห็นวา การไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย หรือ กฟผ. (Electricity
Generating Authority of Thailand: EGAT) เปนผูผลิตไฟฟาหลักของประเทศไทย โดยผลิตไฟฟา
ถึง 41% ของกําลังผลิตทั้งหมด รองลงมาคือ ผูผลิตไฟฟารายใหญ (Independent Power
Producer: IPP) ผูผลิตไฟฟารายเล็กและเล็กมาก (Small Power Producer: SPP และ Very
Small Power Producer: VSPP) และรับซื้อจากตางประเทศ ตามลําดับ โดยภายใตโครงสราง
กิจการไฟฟาของประเทศไทย การรับซื้อไฟฟาจาก IPP, SPP และจากตางประเทศจะอยูภายใตการ
ทําสัญญากับ กฟผ. สวนการรับซื้อไฟฟาจาก VSPP จะอยูภายใตการทําสัญญากับการไฟฟาฝาย
จําหนายคือ การไฟฟานครหลวง หรือ กฟน. และการไฟฟาสวนภูมิภาค หรือ กฟภ.
สวนรูปที่ 1.3 (ข) แสดงใหเห็นถึงสัดสวนการใชเชื้อเพลิงของประเทศไทย ซึ่งจะเห็นวามีการ
พึ่งพิงกาซธรรมชาติเปนพลังงานหลักถึง 69% รองลงมาคือ ถานหิน พลังน้ําจากเขื่อนตาง ๆ พลังงาน
หมุนเวียน รับซื้อจากตางประเทศ น้ํามันเตา และน้ํามันดีเซล ตามลําดับ การพึ่งพาเชื้อเพลิงดวย
สัดสวนนี้สงผลใหความมั่นคงทางพลังงานของประเทศไทยไมสูงนัก เนื่องจากตองมีการพึ่งพา
เชื้อเพลิงกาซธรรมชาติสูงกวาเชื้อเพลิงอื่นมาก หากกาซธรรมชาติขาดตลาดหรือมีราคาสูงขึ้นจะ
สงผลตอศักยภาพในการผลิตไฟฟาหรือราคาคาไฟฟาทันที ดังนั้น เพื่อใหเกิดความมั่นคงทางพลังงาน
ที่สูงขึ้น จึงควรสงเสริมใหมีการพึ่งพาเชื้อเพลิงที่หลากหลายหรือมีสัดสวนที่สมดุลมากกวานี้

6. 6 การวิเคราะหระบบไฟฟากําลัง 1
(ก) แบงตามผูผลิต
(ขอมูลกําลังผลิตในระบบไฟฟา ณ เดือนมกราคม 2559 [2])
(ข) แบงตามประเภทเชื้อเพลิง
รูปที่ 1.3 สถานภาพการผลิตพลังงานไฟฟาของประเทศไทย
(ขอมูลสัดสวนการใชเชื้อเพลิงผลิตพลังงานไฟฟาในระบบของ กฟผ. ป 2558 [2])

7. บทที่ 1 ความรูเบื้องตนเกี่ยวกับระบบไฟฟากําลัง 7
1.4 โครงสรางระบบไฟฟากําลัง
ระบบไฟฟากําลังสามารถแบงออกเปน 4 สวนหลัก คือ ระบบผลิตไฟฟา ระบบสงจาย
ระบบจําหนาย และสวนของผูใชไฟ (โหลด) ซึ่งสวนประกอบตาง ๆ ของระบบไฟฟากําลังสามารถ
แสดงไดดังรูปตอไปนี้
รูปที่ 1.4 สวนประกอบตาง ๆ ของระบบไฟฟากําลัง
(วาดขึ้นใหมจากตนฉบับ Introduction to the electricity grid, Thai Maxwell Electric Company Limited [1])

8. 8 การวิเคราะหระบบไฟฟากําลัง 1
1.4.1 ระบบผลิตไฟฟาของประเทศไทย
ระบบไฟฟากําลังของประเทศไทยเปนระบบไฟฟากระแสสลับแบบ 3 เฟส ที่ผลิตไฟฟาดวย
ความถี่ 50 Hz โดยจะผลิตพลังงานไฟฟาที่ระดับแรงดัน (Voltage) ประมาณ 10-20 kV กอน แลว
สงผานหมอแปลงไฟฟากําลัง (Power Transformer) เพื่อปรับระดับแรงดันใหสูงขึ้นเปน 230 kV
หรือ 500 kV
สําหรับประเทศไทย หนวยงานที่รับผิดชอบการผลิตและจัดหาพลังงานไฟฟาแตเพียงผูเดียว
(Single Buyer) คือ การไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทย หรือ กฟผ. (Electric Generating
Authority of Thailand: EGAT) โดยจากขอมูลอางอิงที่ พ.ศ. 2559 [2] นั้น กําลังการผลิตติดตั้ง
รวมของประเทศไทยอยูที่ประมาณ 39,756 MW แบงเปนโรงไฟฟาของ กฟผ. เอง 41% โรงไฟฟา
เอกชนรายใหญ (Independent Power Producer: IPP) 37% โรงไฟฟาเอกชนรายเล็ก (Small
Power Producer: SPP) และโรงไฟฟาเอกชนรายเล็กมาก (Very Small Power Producer: VSPP)
รวมกัน 13% และนําเขาจากประเทศเพื่อนบาน 9%
1.4.2 ระบบสงไฟฟา
ระบบสงไฟฟาเปนสวนที่รับพลังงานไฟฟาจากระบบผลิตซึ่งโดยทั่วไปตั้งอยูหางไกลจาก
แหลงชุมชนเพื่อสงตอไปยังผูใชไฟฟา โดยระดับแรงดันไฟฟาในสวนนี้จะมีคาสูงเพื่อทําใหพลังงาน
ไฟฟาสูญเสียในสายสง (Transmission Loss) มีคาต่ําและยังชวยเพิ่มเสถียรภาพ (Stability) ของ
ระบบไฟฟากําลังดวย สําหรับในประเทศไทย ระบบสงจะอยูภายใตการดูแลของการไฟฟาฝายผลิต
แหงประเทศไทยเชนเดียวกับระบบผลิต
โดยทั่วไประบบสงของประเทศไทยจะสงพลังงานไฟฟากระแสสลับที่ระดับแรงดัน 500 kV
และ 230 kV อยางไรก็ดี การไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทยไดทําสัญญาซื้อไฟฟาจากประเทศ
มาเลเซียดวยระบบไฟฟากระแสตรงแรงดันสูง (High Voltage Direct Current: HVDC) ที่ระดับ
แรงดัน 300 kV-DC ระหวางสถานีไฟฟาแรงสูงคลองแงะ ตําบลปริก อําเภอสะเดา จังหวัดสงขลา
และประเทศมาเลเซียดวย

9. บทที่ 1 ความรูเบื้องตนเกี่ยวกับระบบไฟฟากําลัง 9
กลาวโดยสรุป หนาที่หลักของการไฟฟาฝายผลิตแหงประเทศไทยมีดังนี้
x ดูแลรับผิดชอบ ระบบผลิตและระบบสง ของประเทศ
x ซื้อขายไฟฟากับประเทศเพื่อนบาน
x รับซื้อไฟฟาจากผูผลิตไฟฟาเอกชนรายใหญ (IPP) เชน EGCO, GLOW ฯลฯ
x รับซื้อไฟฟาจากผูผลิตไฟฟาเอกชนรายเล็ก (SPP) เชน โรงงานในระบบผลิต
พลังงานรวม (Combined Heat and Power: CHP) ฯลฯ
x รับซื้อไฟฟาจากผูผลิตไฟฟาเอกชนรายเล็กมาก (VSPP) เชน ฟารมเลี้ยงสัตว
โครงการผลิตไฟฟาจากพลังงานหมุนเวียน (Renewable Energy)
x สั่งเดินเครื่องโรงไฟฟาทั้งหมดของประเทศ
x บริการจัดการการใชงานระบบสง และวางแผนงานขยายระบบสง
1.4.3 ระบบจําหนายไฟฟา
ระบบจําหนายไฟฟาเปนสวนที่รับพลังงานไฟฟาจากระบบสงซึ่งมีระดับแรงดันสูงมาสงให
ผูใชไฟฟาในบริเวณชุมชน โดยจะตองมีการปรับลดระดับแรงดันจากระดับแรงดันสูง 500 kV หรือ
230 kV มายังระดับแรงดันที่ต่ํากวาซึ่งจะอยูที่ 115 kV ที่จุดรับไฟจาก กฟผ. จากนั้นจึงสงไฟฟาไปยัง
สวนตาง ๆ ในระบบของการไฟฟาฝายจําหนาย โดยระบบในสวนนี้จะเรียกวา ระบบสงยอย (Sub-
Transmission System) เมื่อเขาสูเขตเมืองจะทําการปรับลดแรงดันลงอีกครั้งที่สถานีไฟฟายอย
(Substation) ซึ่งระดับแรงดันนี้จะอยูในชวง 12 kV-33 kV โดยระบบในสวนนี้จะเรียกวาเปนระบบ
จําหนายแรงสูง (High-Voltage Distribution System) จากนั้นเมื่อเขาสูบริเวณชุมชนก็จะมีการ
ปรับลดระดับแรงดันอีกครั้งหนึ่งผานทางหมอแปลงจําหนายเหลือประมาณ 220 V สําหรับระบบ
ไฟฟาเฟสเดียวและแรงดันระหวางสายประมาณ 380 V สําหรับระบบไฟฟา 3 เฟส โดยในสวนนี้จะ
เรียกวาเปนระบบจําหนายแรงต่ํา (Low-Voltage Distribution System) สําหรับประเทศไทยระบบ
จําหนายจะอยูภายใตการดูแลของการไฟฟานครหลวงและการไฟฟาสวนภูมิภาค
การไฟฟานครหลวง (กฟน.) (Metropolitan Electric Authority: MEA) มีหนาที่ดูแล
รับผิดชอบระบบจําหนายในเขตกรุงเทพฯ นนทบุรี และสมุทรปราการ โดยระบบสงยอยจะมีระดับ

10. 10 การวิเคราะหระบบไฟฟากําลัง 1
แรงดัน 115 kV หรือ 69 kV (กําลังจะเลิกใชงาน) ระบบจําหนายแรงสูงจะมีระดับแรงดัน 24 kV
หรือ 12 kV และระบบจําหนายแรงต่ําจะมีระดับแรงดัน 400/230 V
การไฟฟาสวนภูมิภาค (กฟภ.) (Provincial Electric Authority: PEA) มีหนาที่ดูแล
รับผิดชอบระบบจําหนายในบริเวณนอกเหนือจากความรับผิดชอบของ กฟน. โดยระบบสงยอยจะมี
ระดับแรงดัน 115 kV ระบบจําหนายแรงสูงจะมีระดับแรงดัน 33 kV (บริเวณภาคใต) หรือ 22 kV
และระบบจําหนายแรงต่ําจะมีระดับแรงดัน 416/240 V
1.4.4 ผูใชไฟฟา (โหลด)
ผูใชไฟฟาหรือโหลด สามารถแบงออกเปน 3 ประเภทหลัก ตามระดับแรงดันที่ผูใชไฟฟารับ
ไฟฟาจากการไฟฟาฝายจําหนายดังนี้
1) โหลดขนาดใหญ : อุตสาหกรรม การคาพาณิชย
x ซื้อไฟฟาที่ระดับแรงดัน 115 kV
x มีสถานีไฟฟายอยของตัวเอง และใชไฟฟาในอัตราคาไฟต่ําสุด
2) โหลดขนาดกลาง : อุตสาหกรรม การคาพาณิชย
x ซื้อไฟฟาที่ระดับแรงดัน 12-24 kV (MEA) หรือ 22-33 kV (PEA)
x มีหมอแปลงจําหนายของตัวเอง และใชไฟฟาในอัตราคาไฟปานกลาง
3) โหลดขนาดเล็ก : อุตสาหกรรม การคาพาณิชย และแหลงที่อยูอาศัย
x ซื้อไฟฟาในระบบ 3 เฟส หรือ 1 เฟส ที่ระดับแรงดัน 400/230 V (กฟน.) หรือ
416/240 V (กฟภ.)
x ใชไฟฟาในอัตราคาไฟสูงสุด
อยางไรก็ดี ผูใชไฟฟาสามารถแบงประเภทโดยใชเกณฑอื่นไดอีก เชน แบงตามโครงสราง
อัตราคาไฟฟา (Electricity Tariff) หรือแบงตามประเภทของอุตสาหกรรม (Thailand Standard
Industrial Classification)