เซอร์กิตเบรกเกอร์ รุ่น SACE Tmax XT: เบรกเกอร์ดิจิทัลสำหรับยุคดิจิทัล

เซอร์กิตเบรกเกอร์ในยุคแรกๆ ประกอบด้วย Thermal-magnetic Trip Unit ที่ตรวจจับขนาดของกระแสไฟฟ้า และจะปลดวงจรเมื่อเกิดความร้อนสูง หรือกระแสไฟฟ้าลัดวงจร โดยต่อมาเมื่อถึงปลายทศวรรษ 1980 จึงเริ่มมีการคิดค้น Electronic Trip Unit ที่ใช้หม้อแปลงกระแส (Current Transformer) ที่ทำหน้าที่ มากกว่าการวัดค่าของกระแสไฟฟ้า โดยทำให้สามารถเพิ่มฟังก์ชั่นในส่วนการควบคุมได้ เช่น การปลดวงจรแบบหน่วงเวลา (Delayed Tripping)

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา การวิวัฒนาการของระบบตรวจจับทางไฟฟ้าได้มีความซับซ้อนในการควบคุมระบบมากยิ่งขึ้น ส่งผลให้มีความจำเป็นที่จะต้องพัฒนาเซอร์กิตเบรกเกอร์ให้รองรับการทำงานเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น การใช้เซนเซอร์วัดกระแสแบบแกนอากาศ (Air-Core Current Sensors) ได้เข้ามาแทนหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าแกนเหล็กแบบเดิม ซึ่งจะได้ประโยชน์คือเพิ่มความแม่นยำให้การทำงาน และเพิ่มขอบเขตการทำงานของ Trip Unit ซึ่งอาจสูงถึง 12 เท่าของค่ากระแสสูงสุดในการใช้งาน (Rated Current) โดยอิเล็กทรอนิกส์รุ่นใหม่ๆ สามารถที่จะผนวกการวัดค่าแรงดันไฟฟ้าเข้าไปในเซอร์กิตเบรกเกอร์ โดยไม่จำเป็นต้องมีหม้อแปลงแรงดัน (Voltage Transformer) ซึ่งช่วยประหยัดทั้งพื้นที่ และเวลาในการติดตั้ง.

การผนวกความสามารถต่างๆ เข้าไปในเซอร์กิตเบรกเกอร์จะลดความซับซ้อน และลดการใช้งานที่ไม่จำเป็นของหม้อแปลง มิเตอร์ สายเคเบิล เทอร์มินอลบล็อก และรางได้จำนวนมาก ทำให้สามารถเพิ่มพื้นที่ใช้งานของตู้สวิตช์บอร์ดได้ดีขึ้น

จากอุปกรณ์ป้องกันสู่การเป็นแหล่งข้อมูล

การผนวกความสามารถในการวัดค่าที่มีใน Trip Unit รุ่นล่าสุด จะสามารถเพิ่มระบบวัดค่าต่างๆ ในระบบไฟฟ้า โดยไม่ต้องเพิ่มพื้นที่และความยุ่งยากของระบบการจำหน่ายไฟฟ้า (Distribution System) ซึ่งจะทำให้สามารถอ่านค่าต่างๆ ได้มากขึ้น และอ่านค่าได้ครอบคลุมส่วนต่างๆ ในระบบจำหน่ายไฟฟ้า ด้วยการเก็บตัวอย่างระดับกิโลเฮิร์ตซ์ (kHz Sampling Rates) ซึ่งข้อมูลที่ได้จะถูกแปลงเป็นข้อมูลดิจิตัลและประมวลผลใช้งานได้ทันที

center

และถ้า Trip Unit มี Data Logger จะทำให้ข้อมูลค่ากระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า และอื่นๆ ที่วัดได้ทั้งหมด จะถูกจัดเก็บ วิเคราะห์ สร้างแผนภูมิ หรือดาวน์โหลดลงอุปกรณ์อื่นๆ ซึ่งมี Format ต่างกันได้ และถึงแม้ว่าอุปกรณ์เหล่านี้จะมีความซับซ้อนสูง แต่ยังคงประสิทธิภาพในการทำงาน และการใช้งานที่ง่าย จึงทำให้เซอร์กิตเบรกเกอร์ MCCB รุ่น SACE Tmax XT ของ ABB เปลี่ยนโฉมหน้าของเซอร์กิตเบรกเกอร์รุ่นก่อนๆ ได้อย่างชัดเจน

เซอร์กิตเบรกเกอร์ MCCB รุ่น SACE Tmax XT ของ ABB

เซอร์กิตเบรกเกอร์ Tmax XT ของเอบีบีมีประสิทธิภาพสูงในการทำงาน การป้องกันระบบ และการวัดค่าที่แม่นยำกว่าผลิตภัณฑ์ของบริษัทอื่นในระดับเดียวกัน และยังครอบคลุมกระแสไฟฟ้าตั้งแต่ 160 ถึง 1600 แอมแปร์  โดย Tmax XT ยังติดตั้ง Protection Trip Units รุ่น Ekip Touch ของเอบีบี ซึ่งสามารถใช้งานได้ทันที (Preconfigured) หรือจะปรับแต่งค่าต่างๆ (Customizable) ได้ทั้งในส่วนของสัญญาณดิจิตอลและอนาลอก

โดยการผสมผสานระหว่าง Tmax XT กับ Ekip Touch จะช่วยเพิ่มความสามารถในการทำงานซึ่งปกติจะต้องอาศัย Multimeter หรือ Network Analyzer เพื่อวัดค่าต่างๆ เช่น การวัดแรงดันไฟฟ้า พลังงาน กำลังไฟฟ้า และฮาร์มอนิกส์ ซึ่งจะมีความคลาดเคลื่อนน้อยกว่า 1% และสามารถคำนวณฮาร์มอนิกส์ได้ถึงลำดับที่ 50 รวมถึงค่ากระแสไฟฟ้าที่เริ่มตรวจจับได้จะต่ำกว่า 0.4% ของค่าระบุขนาดกระแสที่ใช้งาน (Nominal Current)

Tmax XT ยังมี Plug-in Module ที่ช่วยในการตรวจจับอุณหภูมิ (ด้วยเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิแบบ thermocouple), ตรวจจับแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายอื่น, แรงสั่นสะเทือน (Vibration) และความดัน (Pressure) ซึ่งที่จริงแล้วเซนเซอร์ขนาด 4-20 mA ทั้งหมด สามารถเชื่อมต่อกับ Tmax XT ได้ โดยข้อมูลที่ได้จากเซนเซอร์เหล่านี้จะถูกประมวลผลโดย trip unit ทันที เพื่อจะได้ส่งสัญญาณเตือน แสดงคำสั่ง หรือปลดวงจรเซอร์กิตเบรกเกอร์ได้โดยไม่ต้องส่งเข้าไปในระบบบัสเพื่อควบคุมจากระยะไกล ซึ่งเซนเซอร์ทั้งหมดนี้มีการเชื่อมต่อกับ Trip Unit ของ Ekip Touch ซึ่งมีการติดตั้งอยู่ใน Tmax XT

คุณสมบัติที่ร่วมของเซอร์กิตเบรกเกอร์

Tmax XT ถือว่ามี Trip Unit แบบอิเล็กทรอนิกส์ที่แม่นยำที่สุด และมีขนาดเล็กที่สุดในโลก โดยได้ถูกออกแบบขึ้นมาบนพื้นฐานของ Emax 2 ซึ่งเป็นแอร์เซอร์กิตเบรกเกอร์แรงดันต่ำระบบอัจฉริยะตัวแรกในอุตสาหกรรมนี้ อนึ่ง Tmax XT มีหลักการทำงาน และคุณสมบัติเหมือนกับ Emax 2 โดยคุณสมบัติที่มีร่วมกันนี้จะมีเฉพาะในเซอร์กิตเบรกเกอร์ของ ABB เท่านั้น ซึ่งจะช่วยประหยัดเวลา และทำให้การติดตั้งมีคุณภาพยิ่งขึ้น

วิธีการใหม่ในการเข้าถึงข้อมูล

Trip Unit ของ Tmax XT มีหน้าจอแบบสีที่ใช้ระบบสัมผัส และยังมีแบตเตอรี่ในตัวทำให้สามารถเปิดได้แม้ในเวลาที่เซอร์กิตเบรกเกอร์ถูกตัดกระแสไฟฟ้า ซึ่งหมายความได้ว่าหลังเกิดการปลดวงจร ทางผู้ใช้งานก็ยังสามารถเปิดดูเมนูหน้าจอเพื่อหาข้อมูลที่จำเป็น เพื่อจะได้รู้สาเหตุที่เกิดการปลดวงจรก่อนปิดเซอร์กิตเบรกเกอร์

center

โดยหน้าจอระบบสัมผัสใช้รูป icon แบบเดียวกับในแท็บเล็ตหรือโทรศัพท์มือถือ ทำให้การใช้งานที่มีความซับซ้อนสามารถทำได้อย่างง่ายดาย เพียงแค่การแตะหน้าจอ หรือใช้ ฺBlueTooth ของ Trip Unit และหากมีการเชื่อมต่อระหว่างโทรศัพท์มือถือกับ Trip Unit ของ Ekip Touch ที่ติดตั้งอยู่ในเซอร์กิตเบรกเกอร์ Tmax XT ก็สามารถอ่านค่า และตั้งค่าต่างๆ ได้ โดยใช้งานผ่านแอพพลิเคชั่นที่ชื่อว่า "Epic"

center

การเชื่อมต่อกับเซอร์กิตเบรกเกอร์ Tmax XT

ข้อมูลที่จัดเก็บโดยเซอร์กิตเบรกเกอร์ Tmax XT ถือเป็นข้อมูลที่สำคัญ โดยเฉพาะเมื่อมีการเก็บข้อมูลจากเซอร์กิตเบรกเกอร์หลายตัวจากต่างสถานที่ ซึ่งข้อมูลเหล่านั้นสามารถนำไปเปรียบเทียบ และวิเคราะห์ภาพรวมได้ แต่การจะทำเช่นนั้นได้จะต้องมีวิธีการในการส่งต่อข้อมูล ซึ่ง Trip Unit ของ Ekip Touch ที่ติดตั้งอยู่ใน Tmax XT สามารถใช้งานกับ Ability^TM Electrical Distribution Control System (EDCS) ของเอบีบี ซึ่งมีโปรโตคอลในการติดต่อสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ถึง 10 ช่องทาง (EDCS ของเอบีบีเป็นระบบคลาวด์ที่ช่วยให้ผู้ใช้สามารถสังเกตการณ์ และจัดการการจำหน่ายไฟฟ้า โดยทำงานผ่านทางสมาร์ทโฟน แท็บเล็ต หรือคอมพิวเตอร์ในแบบ real-time เพื่อลดการใช้พลังงานและลดค่าใช้จ่าย) รวมถึงสามารถใส่โมดูลลงในเซอร์กิตเบรกเกอร์เพื่อเพิ่มความสามารถในการสื่อสาร อย่างในระบบฟิลด์บัส เช่น Modbus RTU, Profibus DP และ DeviceNet

โปรโตคอลในการสื่อสารอย่าง Modbus ช่วยให้การเชื่อมต่อระหว่างผลิตภัณฑ์ใหม่กับระบบที่มีอยู่เดิมเป็นไปได้อย่างรวดเร็ว ที่ความเร็ว 12 Mbps และ Profibus DP จะเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับใช้ในสวิตช์บอร์ดที่มีระบบควบคุมอัตโนมัติหากต้องการการแลกเปลี่ยนข้อมูลแบบความเร็วสูง นอกจากนี้ยังมีโซลูชั่นที่เชื่อมต่อเซอร์กิตเบรกเกอร์กับระบบเครือข่าย Ethernet ด้วย เช่น โมดูลในการสื่อสาร Modbus TCP/IP ที่มีความเร็วถึง 100 Mbps และสามารถใช้เป็น Webserver ที่สามารถเข้าถึงข้อมูลที่จัดเก็บใน Trip unit ได้

การเชื่อมโยงกับโลกภายนอก

เริ่มมีการใช้มาตรฐาน IEC 61850 อย่างแพร่หลาย เป็นโปรโตคอลในการสื่อสารสำหรับระบบป้องกันและควบคุมภายในโรงไฟฟ้า เซอร์กิตเบรกเกอร์จำเป็นต้องจัดการปัญหากระแสไฟฟ้าผิดปกติ (Fault) ได้อย่างรวดเร็ว ด้วยเหตุนี้ มาตรฐาน IEC 61850 จึงได้ระบุบริการสื่อสารที่มีความหน่วงต่ำ (Low-Latency)
2 ข้อสำหรับใช้กับ Tmax XT ได้แก่ MMS (Manufacturing Message Specification) สำหรับการสื่อสารแนวดิ่ง (vertical communication) และ GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event) สำหรับการสื่อสารในแนวนอน (horizontal communication)

ความสามารถในการเชื่อมโยงของเซอร์กิตเบรกเกอร์ Tmax XT ถือเป็นการบุกเบิก คือเปลี่ยนจากการซ่อมบำรุงเมื่อเกิดปัญหา (Reactive Maintenance) ไปเป็นการคาดการล่วงหน้าว่าจะมีปัญหาใดบ้าง (Predictive Approach) ซึ่งจะไม่ใช่แค่ทำการปลดวงจรเท่านั้น การวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จากเซอร์กิตเบรกเกอร์ หรือเครือข่ายของเซอร์กิตเบรกเกอร์จะช่วยป้องกันไม่ให้เกิดความเสียหายจากการปลดวงจรด้วยอุปกรณ์ที่ไม่สมบูรณ์ได้

center

ความสามารถในการเชื่อมต่อระบบสื่อสารของเซอร์กิตเบรกเกอร์นี้ยังเอื้อให้สามารถควบคุมระบบในโรงงานโดยผ่านระบบการติดตามและควบคุมจากระยะไกล เมื่อมีการติดตั้งโมดูลเฉพาะลงใน Trip Unit ของ Ekip  ก็จะช่วยเพิ่มความสามารถที่เกี่ยวกับระบบสมาร์ทกริดได้ เช่น สามารถใช้ลอจิกในการควบคุม ตั้งค่าระบบเครือข่าย หรือควบคุมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า และข้อสุดท้ายการติดตั้งโมดูล Ekip Com Hub ลงใน Trip Unit ก็จะทำให้สามารถเก็บข้อมูลจากเซอร์กิตเบรกเกอร์หลายๆ ตัว และเชื่อมโยงเครือข่ายกับคลาวด์ของเอบีบีได้

เซอร์กิตเบรกเกอร์ Tmax XT เพื่อโลกสีเขียว

การควบคุมการใช้ไฟฟ้าในทุกระดับของโรงงานคือข้อกำหนดเบื้องต้นของการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ โดยการลดค่าไฟและการป้องกันการเสียค่าปรับเมื่อมีการใช้ไฟฟ้าปริมาณสูงเกินจากค่าที่กำหนด นอกจากนี้การเปรียบเทียบกับข้อมูลกับที่ๆ มีลักษณะการใช้ไฟฟ้าใกล้เคียงกันประเภทเดียวกันแต่อยู่ในที่ต่างกันก็เป็นวิธีจะทำให้บริษัทหาแนวทางในการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ

ยังมีแรงจูงใจในการควบคุมการใช้ไฟฟ้า นั่นคือการได้รับการรับรองว่าเป็น Green Building ซึ่งมีความสำคัญมากขึ้นในหลายประเทศในแวดวงการก่อสร้างอาคารที่พักและสาธารณูปโภคอย่างเช่น โรงพยาบาล ศูนย์การค้า และศูนย์ข้อมูล โดยการได้รับการรับรองว่าเป็น Green Mark Platinum นับเป็นขั้นสูงสุดของการประหยัดพลังงานในอาคาร และกำลังกลายเป็นเงื่อนไขสำคัญของการก่อสร้าง

center

เซอร์กิตเบรกเกอร์ Tmax XT มีความเหมาะสมสำหรับการติดตามการใช้พลังงานในลักษณะนี้ โดยเซอร์กิตเบรกเกอร์รุ่นนี้มีความสามารถในการเชื่อมต่อสมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และเครื่องพีซี รวมถึงเครื่องมือวิเคราะห์ข้อมูลที่อยู่ใน Ability^TM EDCS ของเอบีบีที่ใช้ในการติดตาม ปรับเปลี่ยน ควบคุม และคาดการณ์เกี่ยวกับระบบไฟฟ้า  โดยการวัดค่าได้อย่างแม่นยำจะทำให้ผู้ใช้ได้รับข้อมูลที่ถูกต้อง ทำให้ง่ายต่อการติดตามการใช้ทรัพยากร และหาวิธีประหยัดพลังงาน โดยการใช้ตัวควบคุมกระแสไฟฟ้าแบบอัจฉริยะจะช่วยลดการใช้พลังงาน และเป็นประโยชน์ในการประเมินเพื่อให้ได้รับ Green Mark Certification รวมถึงลดค่าใช้จ่ายในการตรวจสอบจากภายนอก

การรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์

เทคโนโลยีคลาวด์ช่วยเพิ่มความสามารถในการรองรับการขยายตัวของโครงสร้าง เพิ่มความยืดหยุ่นในการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์รุ่นเก่ากับรุ่นใหม่ เป็นประโยชน์ในแง่การลงทุน อย่างไรก็ดีระบบการจำหน่ายไฟฟ้าแบบใหม่ก็มีโอกาสเผชิญกับภัยทางไซเบอร์ได้ทั้งแบบจงใจและไม่จงใจ

สถาปัตยกรรมของคลาวด์ Ability^TM ของเอบีบีได้รับการพัฒนาร่วมกับไมโครซอฟท์เพื่อเพิ่มความสามารถในการทำงาน สร้างความปลอดภัยและความสามารถในการคงอยู่ของระบบ  การทำงานของคลาวด์แบ่งออกเป็น 3 โหมด แต่ละโหมดต่างมีลักษณะความปลอดภัยโดยเฉพาะ ได้แก่

• โหมดการทำงานจากอุปกรณ์ไปคลาวด์ ในกรณีนี้จะมีบัญชีรายชื่อที่ได้รับการรับรองว่ามีความปลอดภัย (Whitelist) ซึ่งระบุตัวตนโดยเฉพาะ และให้แค่ผู้ที่ได้รับอนุญาตใช้ช่องทางการสื่อสารซึ่งมีการเข้ารหัสเป็นโปรโตคอลสื่อสารลักษณะเดียวกับที่ใช้ในระบบของธนาคาร การสั่งการจากคลาวด์ไปยังโรงงานจะไม่สามารถทำได้
• โหมด “In the cloud” ซึ่งหมายถึงการสื่อสารระหว่างศูนย์ข้อมูล โดยข้อมูลของเอบีบี/ลูกค้าจะถูกจัดเก็บเป็นการเฉพาะในศูนย์ข้อมูลที่ได้รับการรับรองซึ่งมีมาตรฐานการรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์ขั้นสูง โดยใช้นโยบายรักษาความปลอดภัยของ Microsoft Azure
• โหมดการใช้งานจากบราวเซอร์ไปยังคลาวด์ ในโหมดนี้ การจะเข้าถึงข้อมูลได้ต้องมีการรับรองตัวตน (Authentication) โดยผ่านระบบ Single Sign-On (SSO) ของเอบีบีและต้องได้รับอนุญาตเป็นการเฉพาะ โดยการสื่อสารจะทำผ่านช่องทางซึ่งเข้ารหัสไว้ และการสั่งการจากคลาวด์ไปยังโรงงานจะไม่สามารถทำได้

center

มาตรการรักษาความปลอดภัยทั้งหมดนี้ถูกออกแบบให้เป็นไปตามผลการวิเคราะห์ถึงอันตรายที่อาจเกิดขึ้น แล้วนำไปพัฒนาให้สอดคล้องกับแนวทางการรักษาความปลอดภัยและการทำ Code Review นอกจากนี้ การรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์จะต้องได้รับการทบทวน และประเมินด้วยการทดสอบการเจาะระบบเพื่อทดสอบความแข็งแกร่งของระบบ

เซอร์กิตเบรกเกอร์อัจฉริยะที่พร้อมเผชิญอนาคต

เซอร์กิตเบรกเกอร์รุ่น Tmax XT ได้รับการพัฒนาเพื่อรับมือความท้าทายต่างๆ ที่มีความซับซ้อนเพิ่มขึ้นและกว้างขึ้นในการป้องกันด้านระบบไฟฟ้า ความสามารถอันหลากหลายของเซอร์กิตเบรกเกอร์ชนิดนี้กลายเป็นแพลตฟอร์มอัจฉริยะที่ทำงานได้หลากหลายและแยกเป็นโมดูลได้ ซึ่งมีการพัฒนาเทคโนโลยีมาอย่างยาวไกลจากเซอร์กิตเบรกเกอร์ยุคแรกเริ่มในทศวรรษ 1980

การวัดค่าที่แม่นยำ ได้ข้อมูลที่ครอบคลุม ความสามารถในการสื่อสารวงกว้าง เทคโนโลยีคลาวด์ และความปลอดภัยทางไซเบอร์ เหล่านี้ล้วนเป็นจุดแข็งของเซอร์กิตเบรกเกอร์รุ่น Tmax XT ซึ่งนับว่าเป็นอนาคตของระบบไฟฟ้า และยังทำให้ลูกค้ามีโอกาสสร้างสรรค์ความก้าวหน้าสำหรับอุปกรณ์ด้านไฟฟ้าต่อไป