การเปลี่ยนตู้ Ring Main Unit (RMU) เป็นระบบอัตโนมัติสำหรับการไฟฟ้านครหลวง/ภูมิภาค

1. RMU กับบทบาทใหม่ในโครงข่ายจำหน่ายอัจฉริยะ

Ring Main Unit (RMU) คือสวิตช์เกียร์แรงดันปานกลางแบบปิดผนึกที่ใช้กันแพร่หลายในระบบจำหน่ายแบบวงแหวน (Ring/Loop) ของการไฟฟ้าและโรงงานอุตสาหกรรม โดยทั่วไปประกอบด้วยชุดสวิตช์ตัดโหลด (Load Break Switch) สองชุดสำหรับสายวงแหวนเข้า-ออก และชุดป้องกันหม้อแปลง ซึ่งอาจเป็นฟิวส์ร่วมกับสวิตช์หรือเซอร์กิตเบรกเกอร์ ฉนวนภายในนิยมใช้ก๊าซ SF6 หรือเทคโนโลยีฉนวนแข็ง/อากาศในรุ่นใหม่ที่ลดผลกระทบสิ่งแวดล้อม จุดเด่นของโครงสร้างวงแหวนคือเมื่อสายป้อนช่วงใดเกิดฟอลต์ สามารถแยกช่วงที่เสียหายแล้วจ่ายไฟย้อนจากอีกด้านของวงแหวนได้ ทำให้ไฟดับจำกัดวงแคบ

ปัญหาคือ RMU แบบดั้งเดิมเป็นอุปกรณ์ Manual ล้วน เมื่อเกิดฟอลต์เจ้าหน้าที่ต้องขับรถไล่หาจุดเสียหายและสับสวิตช์ทีละตู้ ใช้เวลาหลักชั่วโมง การยกระดับ RMU เป็นระบบอัตโนมัติ (RMU Automation) ด้วยการติดตั้งชุดขับมอเตอร์ (Motorized Actuator), อุปกรณ์ชี้บ่งฟอลต์ (Fault Passage Indicator: FPI), Remote Terminal Unit (RTU) และระบบสื่อสาร ทำให้ศูนย์ควบคุมมองเห็นสถานะและสั่งการระยะไกลได้ทันที และเมื่อผนวกกับตรรกะอัตโนมัติจะสามารถแยกฟอลต์และจ่ายไฟคืนได้เองในระดับนาทีหรือวินาที ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อดัชนีความเชื่อถือได้ของระบบ เช่น SAIDI และ SAIFI

2. มาตรฐานอุปกรณ์และสถาปัตยกรรม FLISR

ตัวสวิตช์เกียร์ของ RMU ต้องเป็นไปตามอนุกรมมาตรฐาน IEC 62271 โดยเฉพาะ IEC 62271-200 สำหรับสวิตช์เกียร์แรงดันปานกลางแบบตู้โลหะ ซึ่งครอบคลุมข้อกำหนดการทนกระแสลัดวงจร ระดับการป้องกันบุคคลจากอาร์กภายใน (Internal Arc Classification: IAC) และ IEC 62271-103 สำหรับสวิตช์ตัดโหลด ส่วนอุปกรณ์ RTU และการสื่อสารกับศูนย์ควบคุมนิยมใช้โปรโตคอล IEC 60870-5-104 หรือ DNP3 ผ่านเครือข่ายเซลลูลาร์ ไฟเบอร์ออปติก หรือวิทยุ โดยต้องออกแบบระบบไฟเลี้ยงสำรองของชุดควบคุมด้วยแบตเตอรี่ให้ทำงานได้ต่อเนื่องแม้ไฟในพื้นที่ดับ เพราะเป็นช่วงเวลาที่ระบบอัตโนมัติต้องทำงานพอดี

สถาปัตยกรรมการทำงานอัตโนมัติที่เรียกรวมว่า FLISR (Fault Location, Isolation and Service Restoration) มีสามรูปแบบหลัก ได้แก่ แบบรวมศูนย์ (Centralized) ที่ตรรกะอยู่ที่ระบบ DMS/ADMS ของศูนย์ควบคุม เหมาะกับโครงข่ายขนาดใหญ่ที่ต้องการภาพรวม แบบกระจาย (Decentralized) ที่ RTU ในพื้นที่ตัดสินใจร่วมกันผ่านการสื่อสารระหว่างกัน ให้ความเร็วสูงกว่า และแบบ Local ที่แต่ละจุดทำงานตามตรรกะของตนเอง เช่น Sectionalizer นับจำนวนครั้งการ Reclose การเลือกใช้ขึ้นกับความพร้อมของระบบสื่อสาร งบประมาณ และปรัชญาการปฏิบัติการของแต่ละการไฟฟ้า

• IEC 62271-200: สวิตช์เกียร์ตู้โลหะและ Internal Arc Classification
• IEC 62271-103: สวิตช์ตัดโหลดแรงดันปานกลาง
• IEC 60870-5-104 / DNP3: โปรโตคอลสื่อสารกับศูนย์ควบคุม
• FLISR: Centralized, Decentralized และ Local Logic

3. ขั้นตอนการปรับปรุง RMU เดิมให้เป็นระบบอัตโนมัติ

การปรับปรุง RMU ที่ใช้งานอยู่ (Retrofit) เริ่มจากการสำรวจความพร้อมของตู้เดิม ได้แก่ รุ่นและสภาพของกลไกสวิตช์ ความเข้ากันได้ของชุดขับมอเตอร์กับกลไกเดิม พื้นที่ติดตั้งตู้ควบคุม RTU สภาพแบตเตอรี่และแหล่งจ่าย LVAC รวมถึงคุณภาพสัญญาณสื่อสารในพื้นที่จริง ตู้บางรุ่นที่เก่ามากหรือไม่มีชุดขับที่ผู้ผลิตรองรับ อาจคุ้มค่ากว่าที่จะเปลี่ยนเป็น RMU รุ่นใหม่ที่เตรียมพร้อมระบบอัตโนมัติจากโรงงาน (Automation-Ready) การวางแผนต้องจัดลำดับจุดติดตั้งตามผลตอบแทนด้านความเชื่อถือได้ โดยทั่วไปเริ่มจากจุดแบ่งกึ่งกลางวงแหวน (Mid-Point) และจุดเชื่อมโยงระหว่างสายป้อน (Tie Point) ก่อน

การทดสอบก่อนใช้งานประกอบด้วยการทดสอบชุดขับมอเตอร์สับ-ปลดครบทุกตำแหน่ง การทดสอบ FPI ด้วยการฉีดกระแสจำลองฟอลต์ผ่าน CT การทดสอบการรับส่งข้อมูลกับศูนย์ควบคุมแบบ Point-to-Point ครบทุกสัญญาณตาม Signal List และการทดสอบ End-to-End ของตรรกะ FLISR ด้วยสถานการณ์จำลองฟอลต์ในแต่ละช่วงสาย เพื่อยืนยันลำดับการทำงาน การ Interlock และเวลารวมของการจ่ายไฟคืน สุดท้ายควรทดลองใช้งานแบบ Monitoring Mode ที่ระบบแนะนำการสับสวิตช์แต่ยังให้มนุษย์ยืนยัน ก่อนเปิดโหมดอัตโนมัติเต็มรูปแบบเมื่อมั่นใจในความถูกต้องของตรรกะแล้ว

• สำรวจความเข้ากันได้ของกลไกเดิมกับชุดขับมอเตอร์ก่อนเสมอ
• เริ่มติดตั้งที่จุด Mid-Point และ Tie Point ของวงแหวน
• ทดสอบ FPI ด้วยการฉีดกระแสจำลองฟอลต์
• ทดสอบ End-to-End ของตรรกะ FLISR ทุกสถานการณ์
• ใช้งาน Monitoring Mode ก่อนเปิดอัตโนมัติเต็มรูปแบบ

4. ปัญหาภาคสนามที่พบบ่อยและแนวทางแก้ไข

ปัญหาที่พบบ่อยหลังใช้งานระบบ RMU อัตโนมัติ ได้แก่ FPI แจ้งเตือนผิดพลาดจากการตั้งค่ากระแส Pickup ไม่เหมาะสมกับโหลดจริงหรือจากกระแส Inrush ขณะจ่ายไฟคืน ทำให้ระบบ FLISR วิเคราะห์ตำแหน่งฟอลต์ผิด แบตเตอรี่ของตู้ควบคุมเสื่อมโดยไม่มีการแจ้งเตือนทำให้ RTU ดับพร้อมไฟในพื้นที่พอดี และปัญหาการสื่อสารหลุดเป็นช่วง ๆ ในพื้นที่ที่สัญญาณเซลลูลาร์อ่อน ซึ่งบั่นทอนความเชื่อมั่นของศูนย์ควบคุมต่อระบบโดยรวม นอกจากนี้ความชื้นและอุณหภูมิสูงในตู้ควบคุมกลางแจ้งเป็นสาเหตุการเสื่อมของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่พบบ่อยในภูมิอากาศร้อนชื้น

แนวทางป้องกันคือปรับตั้งค่า FPI จากข้อมูลโหลดจริงของแต่ละสายป้อนและเปิดใช้คุณสมบัติหน่วงเวลาหรือการตรวจจับ Inrush ที่อุปกรณ์รองรับ กำหนดวาระทดสอบแบตเตอรี่และการสับสวิตช์ระยะไกลเป็นประจำเพื่อยืนยันความพร้อมของทุกจุด ติดตั้งการเฝ้าระวังคุณภาพการสื่อสาร (Communication Health Monitoring) พร้อมสัญญาณเตือนเมื่อจุดใดหลุดการเชื่อมต่อนานเกินกำหนด และออกแบบตู้ควบคุมให้มีการระบายความร้อนและป้องกันความชื้นเหมาะสมกับสภาพหน้างาน ที่สำคัญคือต้องทบทวนตรรกะ FLISR ทุกครั้งที่มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างวงแหวน เช่น เพิ่มจุดเชื่อมโยงใหม่หรือเชื่อมต่อแหล่งผลิตไฟฟ้าแบบกระจาย