5 โครงสร้างและส่วนประกอบของแผงจ่ายไฟ
1. โครงสร้างและส่วนประกอบของแผงจ่ายไฟ แผงจ่ายไฟที่ใช้งานส่วนใหญ่จะเป็นแบบที่ใช้กับระบบ 3 เฟส 4 สาย มีหลาย ขนาด ตั้งแต่ 12, 18, 24, 30, 36, 42 ช่อง บางยี่ห้ออาจจะมีถึง 48 ช่อง โครงสร้างและ ส่วนประกอบที่ติดตั้งไว้ภายในแผงจ่ายไฟ มีดังนี้ ตัวตู้ ตัวตู้ของแผงจ่ายไฟจะป้องกันการกระทบกระแทกจากภายนอก ผลิตจาก Galvanized Sheel Steel และพ่นด้วยสี Epoxy Powder ส่วนประกอบทั้งหมดจะรวม ไว้ในตัวตู้ บัสบาร์ บัสบาร์ท าจากทองแดงชุบนิเกิล หรือวัสดุอื่น ส าหรับอุปกรณ์ที่ใช้รองรับ บัสบาร์ท าจากวัสดุฉนวนประเภทเทอร์โมพลาสติกเพื่อป้องกันการลัดวงจรลงที่ตัวตู้ บัส บาร์แต่ละเฟสจะถูกแยกออกเป็นวงจรย่อย (Branch Circuit) โดยต่อผ่านซีบีย่อย หรือ เรียกอีกอย่างว่าลูกซีบี การก าหนดหมายเลขของซีบีย่อยจะใช้หลักเกณฑ์ ดังนี้ ซีบีย่อยทางซ้ายมือ : จะก าหนดให้เป็นวงจรย่อยคี่ เช่น 1, 3, 5, 7, 9, 11 เป็นต้น ซีบีย่อยทางขวามือ : จะก าหนดให้เป็นวงจรย่อยคู่ เช่น 2, 4, 6, 8, 10, 12 เป็นต้น Neutral Bar เป็นหลักต่อสายนิวตรอล เรียกอีกอย่างว่า Solid Neutral Bar (S/N) ใช้เป็นจุดต่อสายนิวตรอลไปยังโหลดของทุกวงจรย่อย การต่อสายจะใช้วิธีการ ขันนัตบีบให้แน่น Ground Bar จะใช้วิธีการขันนัตเช่นเดียวกับ Neutral Bar แต่จะใช้เป็นจุดต่อ สายดินเพื่อต่อไปยังโหลด เซอร์กิตเบรกเกอร์เซอร์กิตเบรกเกอร์ที่ใช้จะเป็นประเภท MCCB ขนาด 1 Pole 2 Pole และ 3 Pole การติดตั้งซีบีย่อยแต่ละตัวจะใช้วิธีการเสียบเข้ากับร่องของบัสที่ ออกแบบไว้แล้ว เรียกว่า ระบบ plug – on นอกจากนี้ซีบีย่อยบางรุ่นอาจจะมีอุปกรณ์ ป้องกันไฟรั่ว (ELCB) อีกด้วย 2. ประเภทของโหลดเซ็นเตอร์ แบ่งออกเป็น 2 ประเภท
1. แบบ Main Lugs โหลดเซ็นเตอร์แบบนี้ภายในตัวตู้จะไม่มีเมนเซอร์กิตเบรกเกอร์ สายเมนจากภายนอกจะต่อเข้ากับบัสของซีบีย่อยโดยตรง ในทางปฏิบัติจึงต้อง ติดตั้งเมนเซอร์กิตเบรกเกอร์ไว้ภายนอกตัวตู้ 2. แบบ Main Circuit Breaker ภายในตัวตู้จะติดตั้งเมนเซอร์กิตเบรกเกอร์ไว้ให้ และมีพิกัดสูงสุดเพื่อจ่ายให้กับ CB ย่อยแต่ละตัว 3. ข้อก าหนดเกี่ยวกับแผงจ่ายไฟ แผงจ่ายไฟที่ใช้ควบคุมวงจรแสงสว่างและวงจรก าลัง มีข้อก าหนดดังนี้ 1. แผงจ่ายไฟทุกแผงต้องมีพิกัดกระแสไม่ต ่ากว่ากระแสของสายป้อน และเพียง พอที่จะจ่ายโหลดให้วงจรย่อยได้ 2. จ านวนเครื่องป้องกันกระแสเกินในแต่ละแผงจ่ายไฟต้องไม่เกิน 42 ขั้ว (ไม่รวมตัว ที่เป็นเมน) 3. แผงจ่ายไฟของวงจรย่อยแสงสว่างและเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกแผง ต้องติดตั้งเครื่อง ป้องกันกระแสเกินด้านไฟเข้ายกเว้น สายป้อนของแผงจ่ายไฟนั้นติดตั้งเครื่อง ป้องกันกระแสเกินไม่เกินขนาดของแผงจ่ายไฟอยู่แล้ว 4. แผงจ่ายไฟที่ประกอบด้วยสวิตช์ธรรมดา ขนาดไม่เกิน 30 แอมแปร์ หลายตัวต้อง มีเครื่องป้องกันกระแสเกินที่มีพิกัดไม่เกิน 200 แอมแปร์ 5. โหลดต่อเนื่องของเครื่องป้องกันกระแสเกินทุกตัวในแผงจ่ายไฟ ต้องไม่เกินร้อยละ 80 ของพิกัดเครื่องป้องกันกระแสเกินแต่ละตัว ยกเว้นที่ออกแบบให้ใช้งานได้ร้อย ละ 10 6. แผงจ่ายไฟที่ติดตั้งในสถานที่เปียกชื้น จะต้องป้องกันไม่ให้น ้าหรือความชื้นเข้าใน แผงได้และต้องติดตั้งให้ห่างจากผนังหรือพื้นรองรับไม่น้อยกว่า 5 มิลลิเมตร ถ้า เป็นแผงจ่ายไฟชนิดที่ติดตั้งในที่เปียกต้องเป็นแบบทนสภาพอากาศ (Weather Proof) 7. แผงจ่ายไฟต้องติดตั้งในตู้หรือกล่องหรือเครื่องห่อหุ้มที่ออกแบบเฉพาะ และเป็น แบบด้านหน้าปลอดภัย (Dead Front)
8. ส่วนของแผงจ่ายไฟที่เป็นโลหะที่ไม่ใช้เป็นทางเดินของกระแสไฟฟ้าต้องต่อถึงกัน แล้วต่อลงดิน 4. การจัดวงจรในแผงจ่ายไฟ แผงจ่ายไฟที่นิยมใช้ติดตั้งควบคุมวงจรแสงสว่างและวงจรก าลังในอาคารทั่วไป จะเป็นแบบ 3 เฟส 4 สาย 220/380 V แรงดันระหว่างบัสเฟส (A หรือ B หรือ C) กับบัส นิวตรอล มีค่าเท่ากับ 220 V และแรงดันระหว่างบัสเฟสจะมีค่า 380 V โดยมีจ านวนวงจร ย่อยไม่เกิน 42 วงจรย่อยต่อ 1 แผง 5. การออกแบบระบบไฟฟ้าในแผงจ่ายไฟ (การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค) ขอบเขตที่จะกล่าวต่อไปนี้ ให้ใช้เฉพาะวงจรแสงสว่าง หรือเครื่องใช้ไฟฟ้า หรือทั้ง 2 อย่างรวมกันเท่านั้น 1. ข้อก าหนดของวงจรย่อย (Branch Circuit) วงจรย่อย หมายถึง วงจรไฟฟ้า ระหว่างเครื่องป้องกันกระแสเกินตัวสุดท้ายถึงจุดที่สามารถน าไฟฟ้าออกมาใช้ กับเครื่องอุปกรณ์ได้ ประเภทของวงจรย่อย 1. วงจรย่อยของโหลดแสงสว่าง 2. วงจรย่อยส าหรับเต้ารับที่ใช้งานทั่วไป 3. วงจรย่อยส าหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าเฉพาะอย่าง (เต้ารับที่ใช้เฉพาะงาน) 4. วงจรย่อยที่มีโหลดหลายอย่างผสมกัน 1. สายวงจรย่อยต้องมีขนาดเพียงพอที่จะจ่ายโหลด และมีขนาดไม่ เล็กกว่า 1.50 ตารางมิลลิเมตร 2. วงจรย่อยทุกวงจรต้องมีเครื่องป้องกันกระแสเกินเพื่อตัดวงจรเมื่อ เกิดการลัดวงจรหรือใช้ไฟฟ้าเกินขนาด 3. ขนาดของวงจรย่อยก าหนดตามมาตรฐานของเครื่องป้องกัน กระแสเกินที่ป้องกันวงจรย่อยนั้น ๆ เช่น 5 10 15 20 30 หรือ 50 แอมแปร์
4. วงจรย่อยซึ่งมีจุดต่อทางไฟฟ้าตั้งแต่ 2 จุดขึ้นไปต้องมีโหลด ดังต่อไปนี้ 1. วงจรย่อยขนาด 5 10 15 และ 20 แอมแปร์ โหลดที่ติดตั้งถาวร รวมกันแล้วจะต้องไม่เกินร้อยละ 50 ของขนาดวงจรย่อย เมื่อ ใช้ร่วมกับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้เต้าเสียบ โหลดของ เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้เต้าเสียบแต่ละเครื่องจะต้องไม่เกินร้อยละ 80 ของขนาดวงจรย่อย 2. วงจรย่อยขนาด 30 แอมแปร์ให้ใช้กับดวงโคมไฟฟ้าที่ติดตั้ง ถาวร ขนาดชุดละไม่ต ่ากว่า 660 วัตต์ หรือใช้กับ เครื่องใช้ไฟฟ้าซึ่งไม่ใช่ดวงโคม โหลดของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้ เต้าเสียบแต่ละเครื่องจะต้องไม่เกินร้อยละ 80 ของขนาดวงจร ย่อย 3. วงจรย่อยขนาด 40 และ 50 แอมแปร์ ให้ใช้กับดวงโคมที่ติดตั้ง ถาวรขนาดชุดละไม่ต ่ากว่า 660 วัตต์ หรือใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้า ที่ติดตั้งถาวร 5. โหลดของวงจรย่อยต้องค านวณตามที่ก าหนด ดังต่อไปนี้ 1. โหลดต่อเนื่องของวงจรย่อยต้องไม่เกินร้อยละ 80 ของขนาด วงจรย่อย ยกเว้น ชุดของเครื่องป้องกันกระแสเกินที่ได้ออกแบบให้ใช้งาน ได้ร้อยละ100 ยอมให้โหลดต่อเนื่องของวงจรย่อยใช้ได้ไม่เกินร้อยละ 100 ของขนาดวงจร ย่อย 2. โหลดแสงสว่างและโหลดของเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นที่ทราบ แน่นอนให้คิดตามที่ติดตั้งจริง 3. โหลดของเต้ารับใช้งานทั่วไป ให้คิดโหลดเต้าละ 180 โวลต์ หรือใช้สัญลักษณ์ VA แอมแปร์ 4. โหลดของเต้ารับที่ใช้งานเฉพาะงาน ให้คิดโหลดตามขนาด ของเครื่องใช้ไฟฟ้านั้น
2. สายป้อน (Feeder) สายป้อน หมายถึง สายไฟฟ้าที่ต่อยู่ระหว่างเมนสวิตช์กับเครื่องป้องกัน กระแสเกินตัว สุดท้ายของวงจรย่อย 1. สายป้อนต้องมีขนาดเพียงพอที่จะจ่ายโหลดให้วงจรย่อยได้ไม่น้อยกว่า ผลรวมของโหลดในวงจรย่อย และมีขนาดไม่เล็กกว่า 2.50 ตาราง มิลลิเมตร 2. การค านวณขนาดของสายป้อน ให้ใช้ดีมานด์แฟกเตอร์ตามตารางที่ 5.1 ตารางที่ 5.2 และตารางที่ 5.3 ช่วยค านวณ 3. ส าหรับเต้ารับเฉพาะงาน ให้คิดโหลดจากขนาดของเต้ารับที่มีขนาด สูงสุด รวมกับร้อยละ 75 ของขนาดเต้ารับที่เหลือ (ดีมานด์แฟกเตอร์ ; Demand Factor หมายถึง อัตราส่วนระหว่างค่าความ ต้องการก าลังไฟฟ้าสูงสุดของระบบกับโหลดรวมทั้งหมดที่ต่อเข้ากับระบบหรือส่วนของ ระบบที่ต้องการพิจารณา) 3. สายนิวตรอล 1. ต้องมีขนาดเพียงพอที่จะรับกระแสโหลดไม่สมดุลสูงสุดและกระแสฮาร์ มอนิกได้ 2. ในระบบ 3 เฟส 4 สาย กระแสโหลดไม่สมดุลสูงสุดค านวณจากผลรวม ของโหลด 1 เฟส ที่ต่ออยู่ระหว่างสายนิวตรอลกับสายเฟสหนึ่งที่มีค่า รวมกันมากที่สุด 3. ยอมให้ลดส่วนของกระแสโหลดไม่สมดุลที่เกิน 200 แอมแปร์ ร้อยละ 30 ยกเว้น ในกรณีที่โหลดเป็นหลอดชนิดปล่อยประจุ เครื่องคอมพิวเตอร์ เครื่องประมวลผลอิเล็กทรอนิกส์ หรือเครื่องอุปกรณ์อื่นที่คล้ายกันที่รับไฟจากระบบ 3 เฟส 4 สาย แบบวาย
4. เครื่องป้องกันกระแสเกินส าหรับวงจรย่อยและสายป้อน ขนาดของเครื่องป้องกันกระแสเกินต้องไม่น้อยกว่าโหลดไม่ต่อเนื่อง บวก ด้วยร้อยละ 125 ของโหลดต่อเนื่อง และต้องมีขนาดไม่เกินขนาดกระแสของสายไฟฟ้า ตามตารางที่ 2.3 (บทที่ 2) การก าหนดพิกัดเครื่องป้องกันกระแสเกิน ควรจะพิจารณาการท างานที่ต ่า กว่าพิกัดของเครื่องป้องกันกระแสเกินเช่นเดียวกับวงจรย่อย หากค านวณได้แล้วขนาดไม่ ตรงกับมาตรฐานที่มีขายโดยทั่วไปในท้องตลาด ให้เลือกใช้ขนาดใกล้เคียงที่ตรงกับขนาด ตามท้องตลาด สามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี้ พิกัดเครื่องป้องกันกระแสเกิน = 1.25 × โหลดของสายป้อน ขั้นตอนการออกแบบวงจร 1. จ าแนกโหลดเพื่อพิจารณาจัดโหลดในแต่ละวงจรย่อย 2. ค านวณกระแสโหลดแต่ละวงจรย่อยจากพิกัดตาม Name Plate และ ข้อก าหนดที่กล่าวข้างต้น 3. เลือกชนิดและขนาดของเครื่องป้องกันกระแสเกินของวงจรย่อย 4. เลือกชนิดและขนาดของสายวงจรย่อย 5. ค านวณกระแสโหลดรวมของวงจร โดยใช้ดีมานด์แฟกเตอร์และ ข้อก าหนดที่กล่าวข้างต้น 6. เลือกชนิด ขนาดของสาย และเครื่องป้องกันกระแสเกินของสายเมน 7. เลือกชนิด ขนาดของสาย และเครื่องป้องกันกระแสเกินของสายเมน 8. เลือกขนาดของสายนิวตรอล 9. เลือกขนาดของสายดิน