หลักการออกแบบระบบไฟฟ้า
บทนำ
ในการออกแบบระบบไฟฟ้าของสถานประกอบการต่างนั้นวิศวกรไฟฟ้าจะต้องออกแบบ
ระบบการจ่ายกำลังไฟฟ้า( Electrical Distribution System)เพื่อให้สามารถจ่ายกระแส
ไฟฟ้าให้แก่บริภัณฑ์ต่างๆ อย่างเพียงพอและเชื่อถือได้ ขนาดของระบบการจ่ายกำลัง
ไฟฟ้านั้นหาได้จากรายการโหลด (Load Schedule) รายการสายป้อน (Feeder Schedule)
และรายการวัสดุ อุปกรณ์ในการติดตั้ง
หลักการออกแบบระบบไฟฟ้า
งานออกแบบระบบไฟฟ้าเป็นงานที่วิศวกรไฟฟ้าหรือผู้ออกแบบจะต้องศึกษาและร่วม
กันกับบุคคลหลายกลุ่ม เช่น สถาปนิก วิศวกรโครงสร้าง วิศวกรระบบเครื่องกล วิศวกรระบบ
สุขาภิบาลและเจ้าของอาคาร นอกจากนี้ผู้ออกแบบระบบไฟฟ้ าจะต้องศึกษาและทำความ
เข้าใจถึงรายละเอียดของมาตรฐานต่างๆ ซึ่งเป็นข้อกำหนดในการออกแบบซึ่งเป็นสิ่งที่สำคัญ
เป็นอย่างยิ่งในการออกแบบระบบไฟฟ้า
วงจรไฟฟ้าประกอบด้วยวงจรย่อย สายป้อน เมนสวิตช์ และสายเมน การออกแบบ
ระบบไฟฟ้าคือ การคำนวณโหลดเพื่อกำหนดขนาดของวงจรไฟฟ้า เครื่องป้องกันกระแสเกิน
และสายไฟฟ้ ารวมทั้งข้อกำหนดการติดตั้งที่เกี่ยวข้อง ในบทนี้จะเป็นการออกแบบสำหรับวงจร
ไฟฟ้าที่จ่ายไฟให้แสงสว่าง เต้ารับ และเครื่องใช้ไฟฟ้าทั่วไป
วงจรย่อย
วงจรย่อย หมายถึง ตัวนำของวงจรระหว่างเครื่องป้องกันกระแสเกินตัวสุดท้ายกับจุดต่อไฟฟ้า
ดังนั้น ในวงจรไฟฟ้าทั้งหมดจึงมีส่วนของวงจรที่เป็นวงจรย่อยอยู่เพียงส่วนเดียวคือส่วนที่ต่อ
กับโหลดเท่านั้น ส่วนที่อยู่ระหว่างเครื่องป้ องกันกระแสเกินของวงจรย่อยกับโหลดจะมีสวิตช์
แลเครื่องปลดวงจรอื่นอีกได้แต่จะไม่มีเครื่องป้องกันกระแสเกินอีก จะมีก็เพียงเครื่องป้องกัน
กระแสเกินเฉพาะจุดเท่านั้น
โหลดในวงจรย่อย
โหลดที่ใช้งานในวงจรย่อยแบ่งได้เป็น 3 ประเภทดังนี้
• โหลดไฟฟ้าแสงสว่าง คือหลอดไฟฟ้าที่ติดตั้งใช้งานอยู่ทั่วไปมีอยู่หลายชนิดด้วยกันตามจุด
ประสงค์การใช้งาน และสภาพที่ติดตั้ง หลอดไฟฟ้าที่ควรรู้จักเช่น
- หลอดไส้ (Incandescent)
- หลอดฮาโลเจน (Tungsten Halogen)
- หลอดฟลูออเรสเซนต์ (Fluorescent)
กระแสประมาณของหลอดฟลูออเรสเซนต์
โหลดเต้ารับ
เต้ารับแบ่งตามการใช้งานออกเป็น 2 ชนิด
- เต้ารับใช้งานทั่วไป
- เต้ารับที่ทราบโหลดแน่นอนแล้ว
รูปแบบการกำหนดขนาดโหลดของเต้ารับใช้งานทั่วไป
โหลดอื่นๆ หมายถึง โหลดติดตั้งถาวรที่ต่อใช้งานอยู่ในวงจรไฟฟ้านอกเหนือจากโหลดแสง
สว่างและโหลดเต้ารับเช่น เครื่องทำน้ำอุ่น เครื่องปรับอากาศ และเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ
การคำนวณโหลดของวงจรย่อย
การคำนวณโหลดของวงจรย่อยคือการนำโหลดทั้งหมดที่ต่อในวงจรย่อยมารวมกันและห้ามใช้
ดีมานด์แฟกเตอร์ขนาดโหลดดำเนินการดังนี้
• โหลดแสงสว่างและโหลดเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นที่ทราบโหลดแน่นอนแล้ว
คิดตามที่ ติดตั้งจริง
• โหลดเต้ารับใช้งานทั่วไป คิดโหลดเต้ารับละ 180 VA
• โหลดของเต้ารับอื่นที่มิได้ใช้งานทั่วไปให้คิดโหลดตามขนาดของเครื่องใช้ไฟฟ้า
การกำหนดพิกัดเครื่องป้องกันกระแสเกินของวงจรย่อย
การกำหนดพิกัดเครื่องป้องกันกระแสเกินจะต้องทราบลักษณะสมบัติ(Characteristics)
ของเครื่องป้องกันกระแสเกินว่าปลดวงจรตามขนาดที่ระบุหรือไม่ปกติเครื่องป้องกันกระแสเกิน
เมื่อนำมาติดตั้งใช้งานอาจมีตัวคูณลดเนื่องจากสภาพการใช้งานต่างจากสภาพที่ทำการ
ทดสอบไม่ว่าจะเป็นอุณหภูมิโดยรอบ และการระบายอากาศ ค่านี้แตกต่างกันตามมาตรฐานการ
ผลิต ดังนั้นในการกำหนดขนาดเครื่องป้องกันกระแสเกินจึงควรเผื่อขนาดไว้บ้างประมาณ
25%เมื่อคำนวณแล้วได้ขนาดไม่ตรงกับขนาดมาตรฐานที่มีขายในท้องตลาดให้เลือกใช้ขนาด
ใกล้เคียงที่ตรงกับขนาด
พิกัดเครื่องป้องกันกระแสเกิน = 1.25 x โหลดในวงจรย่อย
การกำหนดขนาดสายไฟฟ้าของวงจรย่อย
สายไฟฟ้าของวงจรย่อยต้องมีขนาดกระแสไม่ต่ำกว่าพิกัดของเครื่องป้องกันกระแสเกินที่ใช้
งานและต้องไม่เล็กกว่า 2.5 ตร.มม.สายไฟฟ้าที่ต่อแยกเข้าเต้ารับจุดเดียวต้องมีขนาดไม่เล็ก
กว่า 1.5 ตร.มม. และมีขนาดกระแสไม่น้อยกว่ากระแสโหลดที่ใช้เต้ารับ สำหรับสายไฟฟ้าที่ต่อ
แยกเข้าดวงโคมชุดเดียวต้องมีขนาดไม่เล็กกว่า 0.5 ตร.มม. และมีขนาดกระแสไม่น้อยกว่า
กระแสของดวงโค
