แบบระบบไฟฟ้าที่ดีนั้นจะต้องได้ตามข้อกำหนดดังต่อไปนี้

1.ความปลอดภัย ( Safety )

ระบบไฟฟ้ากำลังที่ออกแบบต้องให้ความปลอดภัยอย่างสูงต่อผู้ปฏิบัติงาน ต่ออุปกรณ์ไฟฟ้า และต่อสถานที่ การที่ระบบใฟทำจะสามารถให้ความปลอดภัยอย่างสูงได้นั้น ผู้ออกแบบจะต้องปฏิบัติตามมาตรฐานต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง มาตรฐานที่ใช้กันมากคือ National Electrical Code ( NEC ) ของประเทศสหรัฐอเมริกา และต้องปฏิบัติตามมาตรฐานของประเทศ และข้อกำหนดของทางการไฟฟ้าท้องถิ่นด้วย ในด้านการออกแบบ การติดตั้งวัสดุ การเลือกอุปกรณ์ที่ใช้ และการจัดอุปกรณ์ป้องกัน วิศวกรไฟฟ้าผู้ออกแบบจะต้องเข้าใจในรายละเอียดของข้อกำหนดต่างๆ เป็นอย่างดี และรู้ถึง สถานประกอบการที่จะอกแบบ กระบวนการผลิต ขั้นตอนการปฏิบัติงาน เพื่อที่จะสามารถออกแบบระบบไฟฟ้าให้มี

ความปลอดภัยได้

2.ค่าลงทุนเริ่มแรกที่ต่ำที่สุด ( Minimum Initial Investment )

งบประมาณของเจ้าของโครงการจะเป็นตัวกำหนดที่สำคัญของโครงการว่าผู้ออกแบบควรจะเลือกระบบใดอย่างไรก็ดีจะต้องคำนึงถึงความปลอดภัยเป็นสำคัญ การที่จะสามารถลดค่าการลงทุนเริ่มแรกได้นั้นจะต้องพิจารณาถึงอุปกรณ์ไฟฟ้า การติดตั้ง พื้นที่ว่างที่ต้องใช้ ค่าเริ่มต้นของการใช้จ่ายต่างๆ และอื่นๆ

3.ระบบไฟฟ้าต้องสามารถจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง ( Maximum Service Continuity )

ระดับของความต้องการไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องและความเชื่อถือได้ ( Reliability ) ของระบบนั้นขึ้นอยู่กับชนิด ของโหลด สถานประกอบการ และกระบวนการผลิต เช่น สำนักงานขนาดเล็กอาจจะยอมให้ไฟฟ้าดับได้หลายชั่วโมง ส่วนสำนักงานขนาดใหญ่หรือโรงงานขนาดใหญ่อาจจะยอมให้ไฟดับได้ในช่วงระยะเวลาสั้นๆ เท่านั้น แต่โรงพยาบาลมีโหลดสำคัญอยู่มากยอมให้ไฟฟ้าดับได้เพียงแค่ไม่เกิน 10 วินาที สำหรับโหลดคอมพิวเตอร์นั้นไม่ยอมให้ไฟฟ้าขาดหายไปเลยเป็นต้น

เราสามารถทำให้มีการจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องได้ดีขึ้นและมีความเชื่อถือได้สูงขึ้นโดย

-จัดให้มีแหล่งจ่ายไฟฟ้ากำลังจากหลายแหล่ง

-จัดให้มีเส้นทางการต่อไปยังโหลดไฟฟ้าได้หลายเส้นทางมากขึ้น

-จัดหาแหล่งที่มีแหล่งกำเนิดไฟฟ้าของตนเอง เช่น มีชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง, แบตเตอรี่สำหรับจ่ายระบบไฟฟ้า, ระบบ UPS

-เลือกอุปกรณ์ไฟฟ้าและตัวนำไฟฟ้าที่มีคุณภาพสูง

-เลือกใช้วิธีการติดตั้งที่ดีที่สุด เช่น สายไฟควรอยู่ในท่อสาย ( Raceway )

3.ระบบไฟฟ้าจะต้องมีความคล่องตัวสูงและสามารถขยายโหลดได้

(Maximum Flexibility and Expandability )

เนื่องจากสถานประกอบการส่วนมากจะมีการเปลี่ยนแปลงการใช้โหลดไฟฟ้าไปเรื่อยๆ ระบบการจ่ายไฟฟ้า

จะต้องสามารถรองรับการเปลี่ยนแปลงนี้ได้

นอกจากนี้ผู้ออกแบบระบบไฟฟ้าจะต้องเผื่อระบบการจ่ายกำลังไฟฟ้าสำหรับรองรับการขยายโหลดใน

อนาคต โดยอาจจะเพิ่มขนาดของหม้อแปลงและสายป้อนต่างๆ รวมทั้งเพิ่มอุปกรณ์ป้องกันด้วย

5.ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าสูงสุด (ค่าปฏิบัติการทางไฟฟ้าต่ำสุด)

Maximum Electrical Efficiency ( Minimum Operating Costs )

ระบบไฟฟ้าที่จะทำงานอย่างมีประสิทธิภาพนั้นอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ในระบบจะต้องมีกำลังสูญเสียน้อย ดังนั้น วิศวกรผู้ออกแบบจะต้องพิจารณาเลือกใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ดี เช่น หม้อแปลงกำลังสูญเสียต่ำ บัลลัสต์กำลังสูญเสียต่ำ เป็นต้น แม้ว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะมีค่าเริ่มต้นสูง แต่ค่าปฏิบัติการจะต่ำซึ่งจะคุ้มทุนเมื่อเวลาผ่านไปช่วงหนึ่ง นอกจากนี้ระบบไฟฟ้าจะต้องสามารถปฏิบัติงานอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น มีตัวประกอบกำลังสูงเป็นต้น

6.ค่าบำรุงรักษาที่ต่ำสุด ( Minimum Maintenance Cost)

ในระบบไฟฟ้านั้นยิ่งระบบมีการจ่ายไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง และสามารถปรับสภาพต่างๆ ได้มากเท่าไร ราคาใน

การบำรุงรักษาก็จะยิ่งมากตามไปด้วย ดังนั้นในระบบไฟฟ้าจึงควรออกแบบให้มีวงจรไฟฟ้าหมุนเวียนกันที่จะจ่ายกำลัง

ให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ เพื่อที่จะสามารถทำการบำรุงรักษาเครื่องหนึ่งในขณะที่ใช้งานอีกเครื่องหนึ่งได้ ทั้งนี้ควรเลือก

ระบบที่ต้องใช้ค่าการบำรุงรักษาน้อย แต่ถ้าระบบชับซ้อนขึ้นก็อาจจะมีค่าการบำรุงรักษามากขึ้นตามไปด้วย

7.คุณภาพกำลังไฟฟ้าสูงสุด (Maximum PowerQuality)

ในอดีตการมีไฟฟ้าใช้อย่างต่อเนื่องเป็นเรื่องที่สำคัญที่สุด ปัจจุบันการมีไฟฟ้าใช้อย่างต่อเนื่องก็ยังสำคัญอยู่

แต่ไฟฟ้าที่มีใช้นั้นจะต้องมีคุณภาพที่ดี เช่น แรงดันไฟฟ้าต้องมีค่าสม่ำเสมอ กระแสและแรงดันไฟฟ้ามีฮาร์โมนิกน้อย

เป็นต้น วิศวกรไฟฟ้าจะต้องคำนึงถึงข้อนี้อยู่เสมอในระหว่างการออกแบบระบบไฟฟ้า

วัตถุประสงค์ต่างๆ เหล่านี้อาจจะมีความสัมพันธ์กันหรืออาจจะมีความขัดแย้งกันในบางหัวข้อ ยิ่งเราออกแบบ

ให้มีอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีคุณภาพ การจ่ายโหลดอย่างต่อเนื่องสามารถปรับสภาพต่างๆ หรือการเผื่อการขยายได้มากเท่าไร

ค่าการลงทุนเริ่มแรกหรือค่าการบำรุงรักษาก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย

ดังนั้นผู้ออกแบบจึงควรพิจารณาถึงปัจจัยพื้นฐาน

ชนิดของอุปกรณ์ที่ใช้และโหลดต่างๆ ว่าควรจะใช้ขนาดเท่าไร ชนิดใดจึงจะเหมาะสม

การออกแบบระบบไฟฟ้าของโรงงานอุตสาหกรรม

บทนี้จะแสดงการออกแบบระบบไฟฟ้าของโรงงานแห่งหนึ่ง โดยกระบวนการออกแบบระบบไฟฟ้าจะพัฒนาตามความต้องการของขบวนการผลิต , ทางด้านสถาปัตยกรรม , ทางด้านเครื่องกล จากข้อมูลต่างๆ ที่ได้เหล่านี้เราสามารถหาตำแหน่งของ Paneboard และบริภัณฑ์ระบบจ่ายไฟ( Distribution System ) และบริภัณฑ์ไฟฟ้าต่างๆ และสามารถนำข้อมูลที่ได้ไปทำ Single Line Diagram และ Riser Diagram ของระบบการจ่ายไฟฟ้าได้ และทำการประมาณโหลด เช่น โหลดของเต้ารับและโหลดของระบบแสงสว่าง รวมถึงระบบไฟฟ้าอื่นอีกด้วย

ข้อกำหนดในการออกแบบระบบไฟฟ้า

บทนี้เกี่ยวกับการออกแบบ โรงงานของบริษัท Siam Plastic Company ( S.P.C. ) บริษัท S.P.C. นี้ได้จ้างบริษัท S.A. มาเพื่อออกแบบ โดยสถาปนิกของบริษัท S.A. ได้ปรึกษากับเจ้าหน้าที่บริษัทว่าต้องใช้พื้นที่ประมาณ 3,000 m2 บริษัท S.A. ได้ติดต่อให้บริษัท PPT มาออกแบบระบบเ, และระบบไฟฟ้า ซึ่งทางบริษัท S.P.C. ได้จัดเตรียมแบบที่แสดงถึงขนาดและตำแหน่งของอุปกรณ์ ทั้งพื้นที่ใช้สอยต่างๆ เช่น พื้นที่สำนักงาน, พื้นที่การผลิต, พื้นที่ขนส่ง เป็นต้น เพื่อจะได้นำมาเป็นช็อมูลเบื้องต้นใน

การออกแบบได้

แบบทางสถาปัตยกรรม

การออกแบบเบื้องต้นของสถาปนิก ได้แสดงในแบบ A-1 , A-2 และ A-3

แบบ A-1 แสดงพื้นที่สำนักงานและพื้นที่การผลิต ซึ่งใช้พื้นที่ทั้งหมดประมาณ 3,000 m2 และยังมีพื้นที่ทางด้าน สำหรับการนำวัตถุดิบ, การขนส่งผลิตภัณฑ์และที่จอดรถบรรทุกด้วย ส่วนพื้นที่จอดรถของพนักงานจะอยู่ใกลักับโรงงาน เนื่องด้วยบริษัท S.P.C. มีระบบการทำงานเป็น 2 ผลัด ดังนั้นพื้นที่ภายนอกจึงต้องการแสงสว่างที่เพียงพอในเวลากลางคืน

แบบ A-2 แสดงพื้นที่สำนักงานซึ่งมีพื้นที่ประมาณ 400 m2 โดยแบ่งเป็น 2 ส่วน ส่วนแรกเป็นการแบ่งเป็นห้องต่างๆ ส่วนที่สองแสดงถึงฝ้าเพดานขนาด 600 mm x 600 mm ซึ่งจะใช้ในการติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆ เช่น ดวงโคม และ หัวจ่ายแอร์ โดยจัดวางตามฝ้าเพดานอย่างเหมาะสม

แบบ A-3 แสดงพื้นที่การผลิตซึ่งประกอบด้วย พื้นที่เก็บวัตถุดิบ, การผลิต, การเก็บอะไหล่, การประกอบชิ้นส่วน

ต่างๆ โกดังและพื้นที่การขนส่ง ความสูงของพื้นที่การผลิตประมาณ 6 เมตร พื้นที่ทั้งหมดของการผลิตประมาณ 2500 m2

อุปกรณ์ใช้ไฟฟ้าที่กำหนดโดยเจ้าของ

ในระหว่างการออกแบบเบื้องต้นเจ้าหน้าที่ของบริษัท SPC ให้ข้อมูลการใช้ไฟฟ้าของอุปกรณ์ต่างๆ แก่วิศวกรนำไปใช้เพื่อออกแบบระบบไฟฟ้า อุปกรณ์ดังกล่าวได้ให้ขนาดและตำแหน่งดังแสดงในแบบงาน T-1 และ