5 แนวทางในการมอนิเตอร์ หม้อแปลงไฟฟ้าด้วยดิจิทัล

หม้อแปลงไฟฟ้า นับเป็นหัวใจสำคัญของระบบจำหน่ายไฟฟ้าไม่ว่าจะเป็น โรงงานอุตสาหกรรม ศูนย์ข้อมูลหรือสถานที่ที่มีปริมาณการใช้ไฟฟ้าจำนวนมาก และบ่อยครั้งที่มักจะมองข้ามความสำคัญของเรื่องนี้ไป แต่หากเมื่อเกิดความเสียหายกับหม้อแปลงขึ้นมา ความเสียหายส่วนใหญ่อาจร้ายแรงอย่างคาดไม่ถึง

เช่น เหตุการณ์ขัดข้องของหม้อแปลงไฟฟ้าในกรุงปารีสเมื่อก่อนหน้านี้ ส่งผลให้บ้านเรือนกว่า 65,000 หลังคาเรือนไฟดับ หรือกรณีที่โรงงานผลิตน้ำประปาในเมืองฮูสตัน สหรัฐอเมริกา ต้องออกคำแนะนำให้ต้มน้ำก่อนดื่ม เนื่องจากหม้อแปลงไฟฟ้าสองตัวเกิดความเสียหาย ดังนั้นการป้องกันความเสียหายให้กับหม้อแปลงไฟฟ้าจึงเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง

เพื่อให้ธุรกิจ หรือระบบสาธารณูปโภคโภคดำเนินต่อไปได้อย่างราบรื่น ปลอดภัย พร้อมลดต้นทุนในการดำเนินงาน

เทคโนโลยียุคใหม่ช่วยให้งานตรวจสอบและวิเคราะห์การทำงาน หม้อแปลงไฟฟ้า มีประสิทธิภาพดียิ่งขึ้น

‘ผลการสำรวจที่ทำขึ้นโดย Midel จากกลุ่มของ ผู้ผลิตสินค้า ผู้ประกอบการ และบริษัททางด้านสาธารณูปโภค พบว่าเกือบทั้งหมดเคยพบปัญหาหม้อแปลงไฟฟ้าหยุดทำงานในช่วง 5 ปีที่ผ่านมา ครึ่งหนึ่งของผู้ที่พบปัญหาบอกว่าส่งผลกระทบรุนแรงหรือทำให้ธุรกิจถึงกับหยุดชะงัก และผู้ร่วมตอบคำถามส่วนใหญ่ยังมีความกังวลในเรื่องการเข้าบำรุงรักษา และระยะเวลาที่ระบบหยุดทำงาน รวมถึงสามารถในการควบคุมค่าใช้จ่าย’

การกำหนดช่วงเวลาบำรุงรักษาอุปกรณ์สำคัญประเภทนี้ทำได้ยาก เพราะเราขาดข้อมูลที่ชัดเจนเกี่ยวกับสถานะการทำงานจริง ผลลัพธ์คือ องค์กรมักเลือกทางปลอดภัย เช่น ลดปริมาณการใช้ไฟฟ้าหรือเปลี่ยนทดแทนก่อนกำหนด ซึ่งส่งผลกระทบต่อทั้งรายจ่ายในการดำเนินงาน (OpEx) และรายจ่ายด้านต้นทุน (CapEx) อย่างมาก

เมื่อก่อนองค์กรส่วนใหญ่มักจะมีผู้เชี่ยวชาญที่คลุกคลีกับการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า ทั้งยังสามารถจดจำได้ทั้งเหตุการณ์ต่างๆ ที่ผ่านมา เช่น เหตุการณ์โหลดเกิน ฟ้าผ่า เหตุการณ์ขัดข้อง รวมถึงประวัติการดูแลรักษาได้อย่างแม่นยำ เรียกว่ารู้จักหม้อแปลงไฟฟ้าทุกตัวที่มี รวมถึงผลการตรวจสอบน้ำมันที่อยู่ในตัวหม้อแปลงไฟฟ้า ทำให้ที่ผ่านมาการตัดสินใจใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับหม้อแปลงไฟฟ้าทั้งหมดขององค์กรที่มีอยู่ ผ่านการคาดการณ์ของบุคคลเหล่านี้รวมถึงการคาดการณ์และแนวโน้มการหมดอายุอีกด้วย

อย่างไรก็ตามในช่วงสิบปีที่ผ่านมา ผู้เชี่ยวชาญมากประสบการณ์หลายคนต่างเกษียณอายุ ทำให้เกิดช่องว่างความรู้ด้านการดูแลหม้อแปลงไฟฟ้า เพราะองค์ความรู้เก่าไม่ได้ถูกถ่ายทอดให้วิศวกรรุ่นใหม่เข้าถึงได้ง่าย สิ่งนี้สร้างปัญหาใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทีมขนาดเล็กที่ต้องรับผิดชอบอุปกรณ์หลากหลาย

เพื่อให้สามารถคาดการณ์และจัดการความล้มเหลวของหม้อแปลงไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทีมปฏิบัติการและบำรุงรักษาจำเป็นต้องมีข้อมูลเชิงลึกที่ดีขึ้นเกี่ยวกับสภาพของหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีความแม่นยำ

5 เหตุผลสำคัญในการนำระบบตรวจสอบและวิเคราะห์หม้อแปลงไฟฟ้าแบบต่อเนื่องมาใช้

ตั้งแต่อดีตจนถึงวันนี้ การบำรุงรักษาหม้อแปลงไฟฟ้ามักจะเป็นไปแบบคาดเดา อาศัยการตรวจสอบตามกำหนดเวลาซึ่งสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายและไม่ค่อยมีประสิทธิภาพ โซลูชันการบำรุงรักษาตามสภาพแบบใหม่ (Condition-based maintenance) 

อย่างเช่น EcoStruxure Transformer Expert จาก Schneider Electric ช่วยให้สามารถป้องกันปัญหาในเชิงรุก และช่วยให้ตัดสินใจเกี่ยวกับการบำรุงรักษาและเปลี่ยนแทนที่ได้อย่างแม่นยำ โดยอิงจากข้อมูลเชิงลึก ซึ่งระบบจะมีการมอนิเตอร์และให้การวิเคราะห์อย่างต่อเนื่อง ซึ่งนวัตกรรมใหม่นี้ช่วยลดเวลาการหยุดทำงานในภาพรวม ทั้งยังลดความเสี่ยงอีกด้วย

เหตุผลสำคัญที่ควรใช้แนวทางใหม่ในการบำรุงรักษาหม้อแปลงไฟฟ้า

พลังงานฟ้าที่มาจากหลายแหล่ง ปัจจุบันรูปแบบของพลังงานไฟฟ้ามีที่มาที่หลากหลายมากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นพลังงานแสงอาทิตย์ ลม การจัดเก็บพลังงาน สถานีชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า และแหล่งพลังงานอื่นๆ กำลังเข้ามามีบทบาท ส่งผลให้ลักษณะการทำงานของกริดแตกต่างกันออกไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการพีคของพลังงานลมและแสงอาทิตย์

ซึ่งสามารถสร้างการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันในโหลดของหม้อแปลง ปริมาณฮาร์มอนิกที่สูงขึ้น และการไหลแบบสองทิศทาง กระบวนทัศน์ใหม่นี้หมายความว่าไม่สามารถใช้ความรู้ในอดีตเพื่อคาดการณ์อนาคตได้ เนื่องจากเงื่อนไขใหม่เหล่านี้จะส่งผลกระทบต่ออายุของหม้อแปลงในรูปแบบที่แตกต่างกันออกไป

การบำรุงรักษาตามสภาพช่วยให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ในยุคที่ทีมงานมีขนาดเล็กลง อีกทั้งทรัพยากรกระจายตัวอยู่ตามที่ต่างๆ การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานถือเป็นหัวใจสำคัญ ดังนั้นระบบการบำรุงรักษาตามสภาพ (Condition-based maintenance) หรือ บำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ (Predictive maintenance) จะเข้ามาตอบโจทย์

ด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลอย่างต่อเนื่องและมีการแจ้งเตือนอัจฉริยะ ในการเผยสัญญาณความเสื่อมของอุปกรณ์ก่อนเกิดความล้มเหลว โดยจะช่วยจัดอันดับความเสี่ยงและจัดลำดับความสำคัญของการบำรุงรักษา การซ่อมแซม และการเปลี่ยนเพื่อลด CAPEX หรือ ค่าใช้จ่ายด้านการลงทุน และ OPEX หรือ ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน

ผลกระทบของการหยุดทำงานของระบบอาจใหญ่หลวง เมื่อเกิดปัญหาเข้าจริงๆ บางครั้งครอบคลุมระยะเวลาถึง 6 เดือนหรือ 12 เดือน กว่าจะหาอะไหล่หรืออุปกรณ์ตัวใหม่มาติดตั้งแทน ฉะนั้นความสามารถในการมองเห็นสุขภาพของตัวหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นเรื่องสำคัญ จะทำให้ผู้ดูแลรู้ได้ว่ามีความเสี่ยงในการหยุดทำงานเมื่อไร ทำให้ช่วยในการบริหารจัดการด้วยกระบวนการที่เหมาะสมตลอดระยะการใช้งาน หรือเตรียมพร้อมในการเปลี่ยนอุปกรณ์ตามเวลาอันสมควร

การยืดอายุการใช้งานของหม้อแปลงไฟฟ้าช่วยลดค่าใช้จ่ายในระยะยาวได้มาก ซึ่งหม้อแปลงไฟฟ้าที่เก่าสุดไม่ได้แปลว่าเสี่ยงที่สุด! ตัวอย่างเช่น หม้อแปลงไฟฟ้าที่อายุการใช้งานถึงอายุ 60 ปี แต่เมื่อตรวจสอบสภาพการทำงานยังดีอยู่ ไม่มีปัญหา ส่วนบางตัวแม้เพิ่งอายุการใช้งานเพียง 25 ปี แต่เสี่ยงทำงานผิดพลาดหรือหยุดการทำงานอาจโดยจากสาเหตุในการรับปริมาณการใช้ไฟฟ้าที่สูงกว่า หรือต้องเผเชิญกับความเสียหายจากไฟกระชาก

สำหรับการบริหารจัดการเรื่องของความเสี่ยงอย่างเหมาะสม สิ่งที่ต้องการคือความสามารถในการวิเคราะห์ถึงสมดุลของสภาพอุปกรณ์โดยรวม กับการใช้งานที่เป็นการเร่งไปสู่การเสื่อมสภาพการทำงาน การมีข้อมูลเหล่านี้จะช่วยให้สามารถวางแผนการบำรุงรักษาได้อย่างเหมาะสม หรือกำหนดขั้นตอนการดูแลที่ดียิ่งขึ้น เพื่อทำให้อุปกรณ์มีอายุการใช้งานที่ยาวนาน ซึ่งจะช่วยลดค่าใช้จ่ายจากการซื้อตัวใหม่มาทดแทน ช่วยให้โยกย้ายงบประมาณที่มีอยู่ไปยังโครงการอื่นที่สำคัญยิ่งขึ้นได้ แถมด้วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ด้วยอีกทาง

การตรวจสอบสภาพการทำงานหม้อแปลงไฟฟ้า เป็นการช่วยจัดการระบบไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลองนึกภาพสถานีไฟฟ้าที่มีหม้อแปลงสามตัว และจำเป็นต้องเพิ่มโหลดให้กับหม้อแปลงตัวใดตัวหนึ่ง 20% เราจะเลือกตัวไหนได้บ้าง ดังนั้นการวิเคราะห์สภาพการทำงานหม้อแปลงจะช่วยให้คาดการณ์ผลกระทบต่ออายุการใช้งานภายใต้เงื่อนไขการโหลดที่แตกต่างกัน นอกเหนือจากการตัดสินใจเรื่องการบำรุงรักษา ยังสามารถตัดสินใจได้ดีขึ้นในการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของหม้อแปลงแต่ละตัว เมื่อเรารู้ปัญหาว่าเสี่ยงที่จะใช้หม้อแปลงเกินกำลัง หรือควรลดโหลดเพื่อยืดอายุการใช้งาน การวิเคราะห์หม้อแปลงแบบเรียลไทม์จะช่วยให้สามารถตัดสินใจและลงมือทำได้อย่างมั่นใจ

ระบบ EcoStruxure Transformer Expert (ETE) ใหม่ของชไนเดอร์ อิเล็คทริค เป็นโซลูชันติดตั้งง่าย ที่ช่วยตอบสนองความต้องการเฉพาะด้านการบำรุงรักษาและตรวจสอบหม้อแปลง ไม่ว่าจะเป็นยี่ห้อใดก็ตาม

นอกจากนี้ EcoStruxure Transformer Expert ช่วยให้สามารถรับรู้สถานะสุขภาพของหม้อแปลงแบบต่อเนื่องและไร้ขีดจำกัด ให้กับเจ้าหน้าที่ปฏิบัติการและบำรุงรักษา ด้วยระบบเซ็นเซอร์รูปแบบ IoT ที่ติดตั้งภายใน และระบบวิเคราะห์ข้อมูลบนคลาวด์ กระทั่งการวิเคราะห์เชิงคาดการณ์ ยังช่วยให้ทราบแนวโน้มของสุขภาพและอายุการใช้งานของหม้อแปลงทั้งกลุ่มได้อย่างแม่นยำ พร้อมทั้งแนะนำแนวทางเชิงรุก ช่วยให้ผู้ดูแลตัดสินใจเรื่องการบำรุงรักษาและการเปลี่ยนทดแทน ด้วยข้อมูลเชิงลึกที่ได้รับอีกด้วย