ATS Automatic transfer switch

ATS (Automatic Transfer Switch): หัวใจสำคัญของระบบไฟฟ้าสำรอง
ATS (Automatic Transfer Switch) หรือ สวิตช์โอนย้ายแหล่งจ่ายไฟอัตโนมัติ เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีความสำคัญอย่างยิ่งในระบบไฟฟ้าที่มีแหล่งจ่ายไฟสำรอง เช่น เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) หรือระบบโซลาร์เซลล์แบบ Hybrid/Off-Grid ทำหน้าที่เป็นผู้จัดการการจ่ายกระแสไฟฟ้าหลักจากแหล่งจ่ายปกติ ไปยังแหล่งจ่ายสำรองโดยอัตโนมัติเมื่อแหล่งจ่ายหลักขัดข้อง และสลับกลับคืนสู่แหล่งจ่ายหลักเมื่อแหล่งจ่ายหลักกลับมาทำงานปกติ

หน้าที่และวัตถุประสงค์หลักของ ATS
วัตถุประสงค์หลักของ ATS คือการสร้างความมั่นใจว่าอาคาร บ้าน หรือสถานประกอบการจะมีไฟฟ้าใช้อย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโหลดที่สำคัญ (Critical Loads) ที่ไม่สามารถหยุดทำงานได้ การทำงานของ ATS เป็นไปโดยอัตโนมัติ ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการดำเนินการด้วยตนเองและลดเวลาที่ไฟฟ้าจะดับ

ประเภทของ ATS
โดยทั่วไป ATS แบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลักๆ ได้แก่:

Open Transition ATS (Break-Before-Make):

หลักการทำงาน: เป็นประเภทที่พบบ่อยที่สุด เมื่อแหล่งจ่ายหลักล้มเหลว ATS จะ ตัดการเชื่อมต่อ จากแหล่งจ่ายหลักออกก่อน แล้วจึง เชื่อมต่อ ไปยังแหล่งจ่ายสำรองหลังจากนั้น จะมีช่วงเวลาสั้นๆ (มิลลิวินาทีถึงหลายวินาที) ที่ไม่มีการจ่ายกระแสไฟฟ้า (Momentary Power Interruption)

ข้อดี: โครงสร้างไม่ซับซ้อน ติดตั้งง่าย ราคาประหยัดกว่า

ข้อจำกัด: มีช่วงที่ไฟดับชั่วคราว ซึ่งอาจไม่เหมาะกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่อ่อนไหวมากๆ หรืออุปกรณ์ที่ต้องการการจ่ายไฟต่อเนื่อง 100%

Closed Transition ATS (Make-Before-Break):

หลักการทำงาน: เมื่อแหล่งจ่ายหลักล้มเหลว หรือต้องการสลับกลับไปยังแหล่งจ่ายหลัก ATS จะ เชื่อมต่อ กับแหล่งจ่ายสำรอง (หรือแหล่งจ่ายหลัก) ก่อนที่จะ ตัดการเชื่อมต่อ จากแหล่งเดิมออกไป นั่นหมายความว่ามีการขนานแหล่งจ่ายไฟทั้งสองในช่วงเวลาสั้นๆ (โดยมีเงื่อนไขด้านซิงโครไนซ์) เพื่อให้การโอนย้ายเป็นไปอย่างราบรื่น ไม่มีช่วงที่ไฟดับเลย

ข้อดี: ไม่มีช่วงที่ไฟดับ (Seamless Transfer) เหมาะสำหรับอุปกรณ์ที่อ่อนไหวสูง เช่น เซิร์ฟเวอร์ในศูนย์ข้อมูล, อุปกรณ์ทางการแพทย์, หรือระบบควบคุมในโรงงานอุตสาหกรรม

ข้อจำกัด: มีความซับซ้อนมากกว่า มีราคาแพงกว่า และต้องมีระบบซิงโครไนซ์ (Synchronization) เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าและความถี่ของแหล่งจ่ายทั้งสองตรงกันก่อนการเชื่อมต่อ

ส่วนประกอบหลักและการทำงาน
ATS โดยทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบสำคัญดังนี้:

คอนแทกเตอร์ (Contactors) หรือเบรกเกอร์ (Circuit Breakers): ทำหน้าที่เป็นสวิตช์หลักในการเชื่อมต่อหรือตัดการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟ

ชุดควบคุม (Controller/Logic Board): เป็นสมองของ ATS ทำหน้าที่ตรวจสอบสถานะแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายหลัก หากตรวจพบความผิดปกติ เช่น แรงดันตก ไฟดับ หรือเฟสขาด ชุดควบคุมจะส่งสัญญาณให้ ATS ทำการโอนย้าย

ระบบตรวจจับแรงดันไฟฟ้า (Voltage Sensing): ตรวจสอบแรงดันและความถี่ของแหล่งจ่ายหลักและแหล่งจ่ายสำรอง

ระบบหน่วงเวลา (Time Delay Settings): ช่วยในการหน่วงเวลาเพื่อป้องกันการสลับไปมาอย่างรวดเร็ว (Hunting) ในกรณีที่ไฟกระพริบ หรือให้เวลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอุ่นเครื่องก่อนจ่ายโหลด

ลำดับการทำงานโดยทั่วไป:

ปกติ: ไฟฟ้าหลัก (การไฟฟ้า) จ่ายไฟให้กับโหลดผ่าน ATS

ไฟดับ/ผิดปกติ: ATS ตรวจพบความผิดปกติของแหล่งจ่ายหลัก (เช่น ไฟดับ, แรงดันตก, เฟสขาด)

หน่วงเวลา: ATS หน่วงเวลาสั้นๆ เพื่อให้แน่ใจว่าความผิดปกติไม่ได้เกิดจากไฟกระพริบชั่วคราว

ส่งสัญญาณสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ถ้ามี): ATS ส่งสัญญาณไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้สตาร์ทและอุ่นเครื่อง (Ready to take load)

โอนย้าย: เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพร้อม (หรือระบบโซลาร์เซลล์พร้อมจ่าย) ATS จะสลับการจ่ายไฟจากแหล่งจ่ายหลักไปสู่แหล่งจ่ายสำรอง

จ่ายไฟสำรอง: เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (หรือแบตเตอรี่ในระบบ Hybrid) จ่ายไฟให้กับโหลด

ไฟหลักกลับมาปกติ: ATS ตรวจพบว่าแหล่งจ่ายหลักกลับมาทำงานปกติและเสถียรแล้ว

หน่วงเวลา: ATS หน่วงเวลาอีกครั้ง เพื่อให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายหลักมีความเสถียร

โอนย้ายกลับ: ATS สลับการจ่ายไฟกลับจากแหล่งจ่ายสำรองไปยังแหล่งจ่ายหลัก

หยุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (ถ้ามี): ATS ส่งสัญญาณให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหยุดทำงานและเข้าสู่โหมด Standby

การประยุกต์ใช้งานของ ATS
ATS เป็นอุปกรณ์จำเป็นในหลายภาคส่วน:

ที่อยู่อาศัย: บ้านพักอาศัยที่มีระบบโซลาร์เซลล์แบบ Hybrid (มีแบตเตอรี่) หรือมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง

เชิงพาณิชย์: ร้านค้า, ออฟฟิศ, โรงแรม, ซูเปอร์มาร์เก็ต เพื่อให้ธุรกิจดำเนินไปได้อย่างต่อเนื่อง

อุตสาหกรรม: โรงงานผลิตที่ต้องการการจ่ายไฟที่เสถียร เพื่อป้องกันความเสียหายของเครื่องจักรหรือการหยุดชะงักของสายการผลิต

สถานพยาบาล: โรงพยาบาล, คลินิก ที่ต้องมีไฟฟ้าสำรองตลอดเวลาสำหรับอุปกรณ์ช่วยชีวิตและห้องผ่าตัด

ศูนย์ข้อมูล (Data Centers): ต้องการการจ่ายไฟที่ต่อเนื่อง 100% เพื่อป้องกันข้อมูลเสียหายและระบบล่ม

โครงสร้างพื้นฐาน: ระบบควบคุมการจราจร, สถานีสื่อสาร, ระบบปั๊มน้ำ

ประโยชน์ของการใช้ ATS
ความต่อเนื่องทางธุรกิจ/การดำเนินชีวิต: ลดความเสียหายและผลกระทบจากการไฟดับ

ความปลอดภัย: ลดความเสี่ยงในการจัดการระบบไฟฟ้าด้วยตนเอง

ประสิทธิภาพ: การโอนย้ายแหล่งจ่ายไฟที่รวดเร็วและอัตโนมัติ

การปกป้องอุปกรณ์: ช่วยป้องกันความเสียหายต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้นจากการหยุดชะงักของกระแสไฟอย่างกะทันหัน

ATS จึงเป็นส่วนประกอบที่สำคัญในการออกแบบระบบไฟฟ้าที่มีความน่าเชื่อถือสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่ไฟฟ้าดับบ่อย หรือสำหรับโหลดที่มีความสำคัญต่อการดำเนินงาน