บททบทท 77วงจรยอยและสายปอนไฟฟาวงจรยอยและสายปอนไฟฟาแสงสวางหรอบรภณฑไฟฟาแสงสวางหรอบรภณฑไฟฟา

7.1 บทนาในการออกแบบระบบไฟฟาของสถานประกอบการตางๆ นน

วศวกรไฟฟาจะตองออกแบบระบบการจายกาลงไฟฟา ( ElectricalDistribution System ) เพอใหสามารถจายกระแส ไฟฟาใหแกบรภณฑตางๆ อยาง เพยงพอและเชอถอได ขนาดของระบบการจายกาลงไฟฟานนหาไดจาก รายการโหลด ( Load Schedule ) และรายการสายปอน ( Feeder Schedule )

7.2 โหลดไฟฟาชนดของโหลด

โหลดไฟฟามการใชงานตางกน บางชนดกใชตอเนองกนเปนเวลาหลายชวโมง บางชนดกใชเพยงไมกนาทกหยดดงนนในการคานวณหาโหลดรวมจงไดแบงโหลดออกเปน 2 ชนด คอ1. โหลดตอเนอง ( Continuous Load )2. โหลดไมตอเนอง ( Noncontinuous Load )

โหลดตอเนองคอโหลดไฟฟาทใชตดตอกนตงแต 3 ชวโมงขนไป เชน โหลดดวง

โคมในสานกงาน , เครองปรบอากาศ เปนตน เพอใหระบบไฟฟามความปลอดภยและเชอถอไดสง บรภณฑไฟฟาสาคญๆ เชน เซอรกตเบรกเกอร , สาย ไฟฟา , หมอแปลงไฟฟา เปนตน จะเผอพกดอก 25% สาหรบโหลดตอเนองโหลดไมตอเนอง

คอโหลดไฟฟาทใชตดตอกนไมถง 3 ชวโมง เชน เตาไฟฟา เปนตน

คานยามเกยวทใชเกยวกบโหลด1. Total Connected Loadคอผลรวมทงหมดของโหลดไฟฟาทตออยของสถาน

ประกอบการ คดเปน kVA หรอ MVA2. Maximum Demandคอโหลดไฟฟาทใชพรอมกนสงสดในเวลาทกาหนด ให คด

เปน kVA หรอ MVA

3. Demand Factor ( D.F. )คออตราสวนของ Maximum Demand ตอ Total Connected Load

D.F. =

4. Diversity Factorคออตราสวนของผลรวมโหลดไฟฟาสงสดของการใชไฟฟาแตละกลมยอย

ของระบบตอ Maximum Demand ของทงระบบ

Diversity Factor จะมคามากกวา 1.00 เสมอ

100%LoadConnectedTotal

DemandMaximum ×

5. Peak Load ( P )คอคาความตองการกาลงไฟฟาสงสดในชวงเวลาท กาหนดใหเชน ความตองการพลงไฟฟาแตละเดอน คอความ ตองการ

พลงไฟฟาเปน kW เฉลยในเวลา 15 นาทสงสด

6. Load Factor ( L. F. )คออตราสวนของ Average Load ในชวงเวลาหนงตอ

Peak Load ทเกดขนในชวงเวลานนL.F. =

โดย E = ปรมาณพลงงานไฟฟาทใช (kWh) (คดในรอบเดอน)P = ความตองการพลงงานไฟฟาสงสด ( Peak Load )

T = จานวนชวโมงในรอบเดอนLoad Profile

คอเสนกราฟแสดงคา Demand Load อาจเปนของแตละวน เดอน หรอป

( ) 100%TP

E ××

ตวอยางท 7.1 สถานประกอบการแหงหนงมโหลดไฟฟาตออยในระบบทงหมด ( Total Connected Load ) รวม ทงสน 1200 kVA แตมความตองการพลงไฟฟาในแตละชวงของวนดงตาราง

เวลา ความตองการพลงไฟฟา (kW)0.00-6.00 น. 2506.00-12.00 น. 50012.00-18.00 น. 75018.00-24.00 น. 250

หมายเหต ในชวง Peak Load วดคา P.F. ไดประมาณ 0.8 จงหา- Load Profile - Load Factor - Demand Factor

วธทาจากตารางสามารถแสดง Load Profile ไดดงน

E = ( 250 x 6 ) + ( 500 x 6 ) + ( 750 x 6 ) + ( 250 x 6 )

= 10500 kWh

P = 750 kW

T = 24 ช.ม.L.F. = = 58 %

Maximum Demand = = 937.5 kVA

D.F. = = 78 %

100%24750

10500 ××

100%1200937.5×

0.8750

∴

การคานวณโหลดขนาดของโหลดของบรภณฑไฟฟากระแสสลบอาจคด เปน

กระแส ( A )โวลตแอมแปร ( VA )กโลโวลตแอมแปร ( kVA )การทารายการโหลดและรายการสายปอนสวนมากคดโหลดเปน VA หรอ kVA ในทนจงจะคดโหลดเปน VA หรอ kVA

โหลดของบรภณฑไฟฟาสามารถคานวณไดดงสตรตอไปน1. ระบบไฟฟา 1 เฟส 2 สาย

โหลด ( VA ) =2. ระบบไฟฟา 3 เฟส 4 สาย

โหลด ( VA ) =

โดย V = แรงดนระหวางสายเฟสกบนวทรล (V)

VL = แรงดนระหวางสายเฟสกบเฟส (V)

I = กระแส (A)

IV×

ILV3 ××

ตวอยางท 7.2 หลอด PL ขนาด 11W , 220V มกระแสผานหลอด 0.155A ใหหาโหลด

วธทาโหลด ( VA ) = VA

= VA

= 34.1 VA

IV×0.155220×

ตวอยางท 7.3 มอเตอร 3 เฟส 380 V , 75 kW , In =138A ใหหาโหลด

วธทาโหลด ( VA ) = VA

= VA

= 90,829 VA

หรอ = 90.8 kVA

คดตอเฟสได = 90.8/3 kVA/Phase

= 30.3 kVA/Phase

ILV3 ××1383803 ××

7.3 โหลดไฟฟาของสถานประกอบการบรภณฑไฟฟาทใชในสถานประกอบการแบงเปนกลม ใหญๆ

ไดดงตอไปน1. ไฟฟาแสงสวาง2. เตารบ3. มอเตอร4. เครองปรบอากาศ5. ระบบขนสงแนวดง

เปนตน

ไฟฟาแสงสวางโหลดไฟฟาแสงสวางสาหรบอาคารทมระบบปรบอากาศจะมคาประมาณ 20-50% ของโหลดทงหมด และถาหากคดตอพนทจะประมาณ 20-100 VA ตอตารางเมตร โหลดไฟฟาแสงสวางอาจคดแยกเปนจดๆ ได โดยจะคดตามชนดและขนาดของหลอดไฟฟาไดดงน

1.หลอดไส ( Incandescent Lamp )หลอดไสเปนโหลดไฟฟาทมตวประกอบกาลง ( Power

Factor , PF ) 100%โหลด ( VA ) = W

เชน ดวงโคมไฟฟาใชหลอดไส 100 W

มโหลด = 100 VA

∴

2.หลอดฟลออเรสเซนต ( Fluorescent Lamp )หลอดฟลออเรสเซนต ( FL ) เปนหลอดไฟฟาทมใช

แพรหลายมากทสด ขนาดทใชกนมากคอ 18W ( 20W ) และ 36W ( 40W ) หลอด FL จะตองใชรวมกบบลลาสต ดงนน เวลาคดโหลดตองคดกาลงไฟฟาของหลอดรวมกบ กาลงสญเสยของบลลาสต และตองคานงถงตวประกอบกาลงดวย หรอคดตามกระแสทไหลผานดวงโคม

ตวอยางท 7.4 หลอด FL 36W , 220V แบบLPF ( Low Power Factor ) บลลาสตพกดกระแส = 0.43AHPF ( High Power Factor ) บลลาสตพกดกระแส = 0.25A

ใหหาโหลดวธทา

FL , LPF โหลด = 220 x 0.43 = 94.6 VAFL , HPF โหลด = 220 x 0.25 = 55 VA

คาโหลดทแนะนาใหใชในการออกแบบ ( Recommended Design Load ) คอคาทเผอไดเลกนอยและสะดวกในการรวมโหลด เชน

หลอด FL , 36W LPF = 100 VAหลอด FL 36W HPF = 60 VA

คาโหลดของหลอด FL และหลอดประหยดไฟมแสดงในตารางท 7.1 และ 7.2

ตารางท 7.1 คาโหลดของหลอด FL

กาลงไฟฟา ( W ) โหลด ( VA )LPF บลลาสต HPF บลลาสต

18 ( 20 ) 90 40

36 ( 40 ) 100 60

ตารางท 7.2 คาโหลดของหลอดประหยดไฟ

กาลงไฟฟาของโหลด ( W ) โหลด ( VA )

9 1511 2015 2520 35หลอด PL

5 , 7 , 11 40

หลอดกาซแรงดนไอสง ( High Intensity Discharge,HID Lamp )

หลอด HID ทใชกนแพรหลายในขณะนไดแก1.หลอดแสงจนทร ( High Pressure Mercury )2.หลอดโซเดยมความดนไอสง ( High Pressure Sodium )3.หลอดเมทลฮาไลด ( Metal Halide )หลอด HID ตองใชรวมกบบลลาสตเหมอนหลอด FL โดยบลลาสตอาจเปนแบบ LPF หรอ HPF กได โหลดโดยประมาณของหลอด HID มแสดงในตารางท 7.3

ตารางท 7.3 คาโหลดของหลอด HID

กาลงไฟฟา โหลด ( VA )

ของหลอด( W ) LPF บลลาสต HPF บลลาสต

80 180 100125 260 160250 500 300400 750 500700 1250 8501000 1900 1200

เตารบเตารบเปนบรภณฑซงตดตงไว เพอความสะดวก ในการใชกบ

บรภณฑไฟฟาทเคลอนยายได ( Portable ) หรอบรภณฑไฟฟาทอยกบท ( Fixed ) ทนามาใชภายหลง ดงนนโหลดไฟฟาจงไมแนนอน

เตารบทใชแตละชดมทงแบบเตารบเดยว , ค และเตารบ 3 หวจาย แตในการคดโหลดใหคดตอชด

โหลดของเตารบ = 180 VA / ชดเพอเปนการเผอและสะดวกในการรวมโหลดของ เตารบอาจให

เปน 200 VA / ชด

มอเตอรบรภณฑไฟฟาทใชมอเตอร

เปนตวขบเคลอนมอยมากมาย โหลดมอเตอรโดยทวไปถอวา เปนโหลดตอเนองซงมทงแบบ ใชไฟฟา 1 เฟส 230V หรอ 3 เฟส 400V ขนาดของโหลดมอเตอรดไดท ตาราง 8.1และ 8.2 แสดงพกดกระแสมอเตอรเหนยวนา 1 เฟส 3 เฟส และพกดกระแสมอเตอรกระแสตรง ตามลาดบ

ดในบทท 8 ตอไป

ระบบปรบอากาศโหลดของระบบปรบอากาศประกอบดวยโหลดมอเตอร เปนสวน

ใหญ ระบบปรบอากาศประกอบดวยบรภณฑตอไปน1. คอมเพรสเซอร ( Compressor )2. ปมนาเยน ( Chilled Water Pump )3. ปมคอนเดนเซท ( Condensate Pump )4. หอผงเยน ( Cooling Tower )5. พดลมเยน ( Air Distribution Fan )6. แดมเปอรหรอวาลวแบบใชมอเตอร ( Motorized Damper

and Valve )7. วงจรควบคม ( Control Circuit )

ในการประมาณโหลดของระบบปรบอากาศพบวา มอเตอรขนาด 1 Hp ( 0.75 kW ) จะขบเคลอนเครองทาความเยนขนาดประมาณ 1 ตนความเยน หรอ ประมาณ 1 kVA คอมเพรสเซอรโดยทวไปจะเปนโหลดประมาณ 55-70% ของโหลดทงระบบ ดงนนจะไดวา

โหลดของระบบปรบอากาศ = ( 1.5 - 1.8 ) x ตนความเยนเชน ระบบปรบอากาศขนาด 100 ตนความเยน จะเปนโหลด

ไฟฟาประมาณ 150 - 180 kVAโหลดของเครองปรบอากาศแบบตางๆ มแสดงในตารางท 7.4 -

7.7

ตารางท 7.4 คาโหลดของเครองปรบอากาศแบบแยกสวน( Split Type ) 1 เฟส 230V

ความจ ( Capacity ) โหลด ( kVA )ตนความเยน ( TR ) BTUH

1 12,000 1.501.5 18,000 1.702 24,000 2.603 36,000 4.20

ตารางท 7.5 คาโหลดของเครองปรบอากาศแบบแยกสวน( Split Type ) 3 เฟส 400V

ความจ ( Capacity ) โหลด ( kVA )ตนความเยน ( TR ) BTUH

4 48,000 6.125 60,000 7.836 72,000 9.747 84,000 12.188 96,000 12.979 108,000 14.02

ตารางท 7.6 คาโหลดของเครองปรบอากาศ Package

( Air Cooled ) 3 เฟส , 400V

ความจ ( Capacity ) โหลด ( kVA )ตนความเยน ( TR ) BTUH

7.5 90,000 10.409 108,000 14.4811 132,000 17.4413 156,000 22.1816 192,000 25.3418 216,000 26.39

ตารางท 7.7 คาโหลดของเครองปรบอากาศ Package( Water Cooled ) 3 เฟส , 400V

ความจ ( Capacity ) โหลด ( kVA)ตนความเยน ( TR ) BTUH

5 60,000 7.907.5 90,000 8.4210 120,000 11.6515 180,000 17.5120 240,000 23.5625 300,000 32.91

ระบบขนสงในแนวดงเครองจกรสาหรบขนสงหรอเคลอนยายของตางๆ ในอาคาร

ไดแก ลฟต บนไดเลอน ปนจน เปนตน โหลดเหลานเปนโหลดมอเตอร ขนาดมอเตอรขนอยกบนาหนกและความเรว

โหลดของลฟต แสดงในตารางท 7.9โหลดของบนไดเลอน แสดงในตารางท 7.10โหลดของปนจน แสดงในตารางท 7.11สาหรบอาคารทมลฟตหลายตว และกลมของลฟตทางานแบบ Group

Control โหลดทงหมดของลฟตอาจใชคา D.F. ได ดงตารางท 7.8

ตารางท 7.8 คา D.F. สาหรบโหลดของลฟตหลายตว

จานวนลฟต คา D.F.1 1.002 0.953 0.904 0.855 0.826 0.797 0.778 0.759 0.73

10 หรอมากกวา 0.72

ตวอยางท 7.5 อาคารแหงหนงตดตงลฟต จานวน 6 ตว ภายใตเครองควบคมกลมลฟต ถาลฟตแตละตวมความจ 15 คน ( 1000 kg ) และความเรว 2 m/sจงหาโหลดของระบบลฟตน

วธทาโหลดของลฟตแตละตว ( 1000 kg , 2 m/s ) = 20 kVA

ลฟต 6 ตว ใชคา D.F. = 0.79

โหลดของระบบลฟต = D.F. x จานวนลฟต x โหลดของลฟตแตละตว= 0.79 x 6 x 20= 94.8 kVA

ตารางท 7.9 คาโหลดของลฟต 3 เฟส 400V

ขนาด ความเรว โหลดนาหนก ( kg ) m/min ( kVA )( จานวนคน )600 45 5( 9 ) 60 6

90 7105 7

750 45 6( 11 ) 60 7

90 8105 8

ตารางท 7.10 คาโหลดของบนไดเลอน 3 เฟส 400V

ความกวาง ระยะขน โหลด( mm ) ( mm ) ( kVA )

30004000 11

800 450050005500 156000

ตารางท 7.11 คาโหลดของปนจน 3 เฟส 400V

ขนาดการยกนาหนก ( Ton ) โหลด ( kVA )0.5 2.31 2.62 43.2 9

5 138 1910 19

12.5 28

7.4 การแบงวงจรยอยระบบไฟฟาในสวนของผใชไฟฟาเชน

อาคารทอยอาศย อาคารพาณชย โรงงานอตสาหกรรม

จะประกอบไปดวยวงจรไฟฟาตางๆ มากมายหลายวงจร เพอใหสะดวกตอการออกแบบ และตดตง จงไดแบงวงจรไฟฟาเหลานเปน 3 ประเภท ดงน

1. วงจรยอย ( Branch Circuit )2. วงจรสายปอน ( Feeder Circuit )3. วงจรประธาน ( Main Circuit )

รปท 7.1 สวนของวงจรในระบบแรงดนตา

โหลดไฟฟา

วงจรยอย

วงจรประธาน

แผงจายไฟ

วงจรสายปอน

มเตอรการไฟฟา

Wh

แผงบรภณฑประธาน

สวนของผใชไฟ

สวนของการไฟฟาฯ

4

4

รปท 7.2 สวนของวงจรในระบบแรงสง

CB

7.5 วงจรยอย ( Branch Circuit )

วงจรยอย คอ สวนของวงจรไฟฟา ทตอมาจาก บรภณฑปองกนตวสดทายกบจดตอโหลด โดยทบรภณฑปองกนนจะมหนาทปองกนสายวงจรยอย นนเทานนวงจรยอยอาจแบงตามลกษณะการจายโหลดไดคอ1. วงจรยอยแสงสวางหรอบรภณฑไฟฟา ( Lighting or

Appliance Branch Circuit )2. วงจรยอยมอเตอร ( Motor Branch Circuit )

วงจรยอยแสงสวางหรอบรภณฑไฟฟา ( Lighting or Appliance Branch Circuit )

วงจรยอยแสงสวางหรอบรภณฑไฟฟา ( Lighting or ApplianceBranch Circuit ) อาจแบงเปน 4 แบบคอ1. วงจรยอยแสงสวาง ( Lighting Branch Circuit )

2. วงจรเตารบ ( Receptacle Branch Circuit )

3. วงจรยอยแสงสวางและเตารบ( Lighting

and Receptacle Branch Circuit )

4. วงจรยอยเฉพาะ ( Individual Branch Circuit )

43RMUTL

43

CB

L L

H

N

L L

CB

H

N

รปท 7.3 วงจรยอยแสงสวาง

รปท 7.4 วงจรยอยเตารบ44

RMUTL44

รปท 7.5 วงจรยอยแสงสวางและเตารบ

รปท 7.6 วงจรยอยเฉพาะ

CB

H

N

L L

CB

H

N

บรภณฑไฟฟา

การคานวณโหลดวงจรยอยวงจรยอยตองมขนาดไมนอยกวาผลรวมของโหลด

ทงหมดทตออยLBC = L

โดยทLBC = โหลดวงจรยอย ( A , VA )

L = ผลรวมของโหลด ( A , VA )

∑

∑

∴

ตวอยางท 7.6 วงจรยอยแสงสวาง 230 V 1 เฟส จายโหลดหลอด HID 250 W HPF 8 ชด ใหหาโหลด

วธทาหลอด HID 250 W HPF โหลด 300 VA

LBC = L

= 8 x 300

= 2,400 VA∑

ตวอยางท 7.7 วงจรยอยเฉพาะจายโหลดใหเครอง Xerox ซงมปายบอกพกด ( Name Plate ) 230 V , 8.5 A

ใหหาโหลดวงจรยอยวธทาโหลดวงจรยอยคดเปนกระแส = 8.5 A

โหลดวงจรยอยคดเปนกาลงไฟฟา = 230 x 8.5

= 1,955 VA

ขนาดตวนาวงจรยอยตวนาของวงจรยอย ตองมขนาด กระแสไมนอยกวาโหลดสงสดท

คานวณได และตองไมนอยกวาพกดของเครองปองกนกระแสเกน ขนาดไมเลกกวา 2.5 mm2

IBC Lmax ICB

โดยทIBC = พกดตวนาวงจรยอย ( A )Lmax = โหลดสงสดของวงจรยอย ( A )ICB = พกดเครองปองกนกระแสเกน ( A )

≥ ≥

การปองกนกระแสเกนวงจรยอยตองมการปองกนกระแสเกน และขนาดของเครองปองกนกระแสเกนตองสอดคลองกบโหลดสงสดทคานวณไดเครองปองกนกระแสเกนทนยมใชขณะน คอ

- เซอรกตเบรกเกอร ( Circuit Breaker , CB ) ซงตองไดตามมาตรฐาน IEC 60898 หรอ IEC 60947-2

- CB ตาม IEC 60898 เหมาะสาหรบใชกบ บานอยอาศย และ CB ตาม 60947-2เหมาะสาหรบใชในอาคารพาณชยหรอโรงงานอตสาหกรรมขนาดพกดของ CB ทนยมใชคอ 10 A, 16 A, 20 A , 25 A , 32 A , 40 A , 50 A และ 63 A

ขนาดพกดวงจรยอยขนาดพกดวงจรยอยใหเรยกตามขนาดพกด ของเครองปองกน

กระแสเกน เชน ถาวงจรยอยมเครองปองกนกระแสเกน 20 A กเรยกวา BC 20 A เปนตน

วงจรยอยขนาดมาตรฐานทนยมใช คอ BC 10 A, BC 16 A, BC 20 A , BC 25 A , BC 32 A , BC 40 A, BC 50 A และ BC 63 A

ตวอยางท 7.8 วงจรยอยแสงสวาง 230 V , 1 เฟส จายไฟใหดวงโคม 12 ชด ดวงโคมแตละชดมโหลด 200 VA ใหคานวณหา1) โหลดของวงจรยอย2) ขนาด CB , ขนาด BC3) ขนาดสายตวนา

วธทา

1) โหลดคดเปนกาลงไฟฟา = 12 x 200= 2,400 VA

IL == 10.4 A

2302400

2)CB ทใชตองไมนอยกวาโหลดใช CB 16 A

ใช BC 16 A

3)ขนาดตวนาสายไฟฟาตารางท 4 ( THW ) ในทอรอยสายโลหะ2 x 2.5 mm2 ( 18 A )

ในการออกแบบวงจรยอยทด ( Good Design ) นนจะตองไมใชเตมพกดวงจรยอย โดยจะตองเผอสาหรบ-โหลดทใชตอเนองเปนเวลานานๆ -การขยายโหลดในอนาคต

โดยทวไปจะใชเพยง 60 – 80% ของพกดวงจรยอย

∴∴

ตวอยางท 7.8 (ตอ)

ตารางท 7.12 ขนาดตวนาและเครองปองกนกระแสเกน

ของวงจรยอย

เครองปองกนกระแสเกน ขนาดสายตวนา( A ) เดนในทอโลหะ ( mm2 )

( พกดตวนา )15 2.5 ( 18 A )20 4 ( 24 A )

25 6 ( 31 A )

30 6 ( 31 A )

40 10 ( 43 A )

50 16 ( 56 A )

ตวอยางท 7.9 วงจรยอยแสงสวาง 230 V , 1 เฟส 20 A ถาตองใชไมเกน 70% ของ BC กบดวงโคมฟลออเรสเซนต 2 x 36 W LPF จะใชดวงโคมไดกจดตอวงจรยอย

วธทาโหลดดวงโคม FL 2 x 36 W LPF = 2 x 100 = 200 VA

70 % BC 20 A = 230 x 20 x 0.7 = 3,220 VA

ใชดวงโคมได == 16.1

= 16 ชด

2003220∴

แรงดนตกของวงจรยอยแรงดนตกในวงจรยอยจะตองรกษาไวใหนอยทสด เทาทจะทา

ได เพอใหบรภณฑไฟฟาสามารถทางานได อยาง มประสทธภาพ โดยทวไปจะตองออกแบบให แรงดนตกในวงจรยอยไมเกน 1 -2% ของแรงดนพกด

คาแรงดนตกสาหรบระบบไฟฟา 1 เฟส 2 สาย สามารถคานวณไดจากสตร

VD = 2 I ( R Cos + X Sin )l Φ Φ

ตวอยางท 7.10 วงจรเฉพาะจายไฟใหโหลดขนาด 220 V , 10 A , P.F.100%

ถาตองการใหแรงดนตกไมเกน 2% จะตองใชวงจรยอยขนาดเทาใด และจะสามารถตดตงแผงจายไฟไดไกลทสดจากโหลดเทาไร

วธทาวงจรยอย 15 A สายวงจรยอย 2 x 2.5 mm2

P.F โหลด 100% Cos = 1.00 , Sin = 0VD = 2 I Rสาย 2.5 mm2 R = 8.87 โอหม/กโลเมตร

Φ Φl

=

=

= 24.8 m.ถาใชสายวงจรยอย 2 x 4 mm2

สาย 4 mm2 R = 5.52 โอหม/กโลเมตร=

= 40 m.ตองใชวงจรยอย 15A ขนาดสาย 2 x 4 mm2 จะเหนวาเมอใชสายวงจรยอยขนาดใหญขน จะสามารถตดตงแผงยอยไกลจากโหลดไดยงขน โดยทแรงดนตกยงมคาเทาเดม

l

l

RI2VD××

8.8710210000.02220

××××

5.5210210000.02220

××××

ตวอยางท 7.10 (ตอ)∴

∴

ตวอยางท 7.11 วงจรยอย 15 A , 220 V จายไฟใหดวง โคม FL 2 x36 W 10 ชด ตองการแรงดนตกไมเกน 2%ดวงโคมชดสดทายจะตองหางจากแผงจายเทาใดวธทา

FL 2 x 36 W LPF ( PF 50% )โหลด = 200 x 10 = 2000 VA

P.F. 50% Cos = 0.50 , Sin = 0.87สาย 2.5 mm2 R = 8.87 โอหม/กโลเมตร X = 0.12 โอหม/กโลเมตร

ΦΦ

I = = 9.1 A

VD = 2 I ( R Cos + X Sin )2% = 220 x 0.02 = 4.4

=

= 53 m

FL 2 x 36 W HPF ( PF 90% )โหลด= 120 x 10 = 1200 VA

P.F. 90% Cos = 0.90 , Sin = 0.44I = = 5.45 A

=

= 50 m

ΦΦ

ΦΦ220

2000

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ×+×× 0.870.120.58.879.12

4400

2201200

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ×+×× 0.440.120.98.875.452

4400

l

l

l

ตวอยางท 7.11 (ตอ) การออกแบบวงจรยอยแสงสวางเนองจากโหลดไฟฟาแสงสวางถอวาเปนโหลดไฟฟา

แบบตอเนอง ดงนนตองใชงานไมเกน 80% ของวงจรยอย (BC ) สาหรบการออกแบบทดควรใชงานประมาณ 50 - 70% ของวงจรยอย ซงเปนการเผอโหลดไวประมาณ 10 - 30%

ตวอยางท 7.12 การออกแบบวงจรยอยแสงสวางซงใชดวงโคมหลอด FL 2 x 36 W

วธทาโหลดของไฟฟาแสงสวางโดยทวไปถอวาเปนแบบตอเนองโหลด FL 2 x 36 W , LPF = 2 x 10 = 200 VA

HPF = 2 x 60 = 120 VA

วงจรยอย 15 A

ถาเลอกใชงาน 60% ของวงจรยอย ซงเปนการเผอโหลดเพมเตมสาหรบอนาคตอก 20%

I = 15 x 0.6 = 9 A

หรอ VA = 220 x 9 = 1980 VA

จานวนชดดวงโคมแบบ LPF ตอวงจรยอย == 9.9 = 10 ชด

จานวนชดดวงโคมแบบ HPF ตอวงจรยอย == 16.5 =16 ชด

2001980

1201980

ตวอยางท 7.12 (ตอ)

∴

∴

∴

วงจรยอย 20Aถาเลอกใชงาน 60% ของวงจรยอยI = 20 x 0.6 = 12 A

หรอ VA = 220 x 12 = 2640 VA

จานวนชดดวงโคมแบบ LPF ตอวงจรยอย == 13.2= 13 ชด

จานวนชดดวงโคมแบบ HPF ตอวงจรยอย == 22 ชด

ตวอยางท 7.12 (ตอ)

2002640

1202640

∴

∴

∴

อาจสรปเปนตารางไดดงตารางท 7.13ตารางท 7.13 ดวงโคม FL 2 x 36 W ใชงาน 60 % ของ

วงจรยอยวงจรยอย จานวนชดดวงโคม

LPF HPF

15 A 10 1620 A 13 22

การออกแบบทดควรใชไมเกน 10 ชด ดวงโคมตอวงจรยอย

ตวอยางท 7.13 การออกแบบวงจรยอยแสงสวางซงใชดวงโคมหลอด HID 400 W

วธทาโหลดไฟฟาแสงสวางโดยทวไปถอวาเปนแบบตอเนองโหลด HID 400W , LPF = 750 VA

HPF = 500 VA

โดยทวไปแลวหลอด HID เปนโหลดขนาดใหญจงใชวงจรยอย 20 A ขนไป

วงจรยอย 20Aเลอกใชงาน 70% ของวงจรยอย เนองจากโหลด HID

เปนโหลดขนาดใหญ โอกาสทจะเพมโหลดในอนาคตนอยกวาโหลด FL

I = 20 x 0.7 =14 A

หรอ VA = 220 x 14 =3,080 VA∴

ตวอยางท 7.13 (ตอ)

จานวนชดดวงโคม LPF ตอวงจรยอย == 4.1 = 4 ชด

จานวนชดดวงโคม HPF ตอวงจรยอย == 6.2 = 6 ชด

ในทานองเดยวกน หลอด HID ขนาดอนๆ กสามารถคานวณไดดงแสดงคาในตารางท 7.14

7503080

5003080

∴ตวอยางท 7.13 (ตอ) ตารางท 7.14 ดวงโคม HID ใชงาน 70% ของวงจรยอย

จานวนชดดวงโคมวงจรยอย 250W. 400W. 700W. 1000W.

LPF HPF LPF HPF LPF HPF LPF HPF

20 A 6 10 4 6 2 3 - -30 A - - 6 9 3 5 2 440 A - - 8 12 5 7 3 5

หมายเหต - เลอกใชงาน 70% ของวงจรยอย- ในการคานวณ จานวนชดดวงโคม

ถาจดทศนยมเกน 0.8 ใหปดขนถาจดทศนยมนอยกวา 0.8 ใหปดลง

การออกแบบวงจรยอยเตารบ

โหลดเตารบทวไปทไมทราบแนนอนใหคดเปน 180 VA ทงแบบ Single , Duplex และ Triplex แตเพอความสะดวกในการคานวณอาจใช 200 VA กได

เตารบทใชจะตองเปนแบบทมขวสายดน และตองตอลงดน

ตวอยางท 7.14 การออกแบบวงจรยอยเตารบ 15 A และ 20 Aวธทา

วงจรยอย 15 Aโหลดเตารบคดโหลดเปน 200 VAถาใช 60% ของวงจรยอย

I = 0.6 x 15 = 9 AVA = 9 x 220 = 1,980 VAจานวนเตารบตอวงจรยอย =

= 10 ชด200

1980

วงจรยอย 20 A

โหลดเตารบคดโหลดเปน 200 VA

ถาใช 60% ของ BC

I = 0.6 x 20 = 12 A

VA = 12 x 220 = 2640 VA

จานวนเตารบตอวงจรยอย == 13 ชด

ในการออกแบบทดควรใชไมเกน 10 เตารบ/วงจรยอย แตเนองจากโหลดเตารบไมแนนอนเพอเปนการเผอโหลด ไวควรใช CB ขนาด 20 A

2002640

ตวอยางท 7.14(ตอ) การออกแบบวงจรยอยเฉพาะในการออกแบบวงจรยอยเฉพาะ ควรใชโหลดไมเกน 80%ตวอยางท 7.15 จงหาขนาดวงจรยอย และ ขนาดสายไฟของหมอตมนาไฟฟา

ขนาด 3000 W 220 Vวธทา

หมอตมนาไฟฟาถอวาเปนโหลดตอเนองIL = = 13.6 A

พกดกระแสของสายไฟIBC 1.25 x 13.6 = 17 A

ขนาดสายไฟ 2 x 4 mm2

บรภณฑปองกน CB = 20 AT≥

2203000

การปองกนไฟฟาดดโดยใชเครองตดไฟรวในทอยอาศย1. ตองมการปองกนวงจรไฟฟาหรอเตารบโดยใชเครองตดไฟรวในบรเวณดงตอไปน

- บรเวณหองนา- บรเวณหองใตดน- บรเวณหองครว- บรเวณเคานเตอรใกลอาง หางไมเกน 1.5 m

- บรเวณภายนอกอาคาร

2. เครองใชไฟฟาดงตอไปนตองตดตงเครองตดไฟรว- เครองทานาอน- เครองทานารอน- อางนาวน

75RMUTL

75

1.5 m

เตารบ

เตารบ

1.5 m

รปท 7.7 บรเวณทตองตดตงทปองกนไฟรวของเตารบทอยใกลอางลางจานไมเกน 1.5 m

การเขยนแบบวงจรยอยวงจรยอยทไดรบการออกแบบแลว สามารถเขยนแบบแสดงการตอวงจรได ดงน1. สวตช 1 ตว ดวงโคม 1 ชด

รปท 7.8สาย H คอ สายทมไฟ ( Hot )สาย N คอ สายนวทรล ( Neutral )

สาหรบจานวนสายไฟฟา 2 เสนทเขยนนน ถาไมไดแสดงจานวนเสนแสดงวาเปนสาย 2เสน

L1

SN

H

SH=1S=1

2. สวตช 2 ตว ดวงโคม 2 ชด

รปท 7.9

Sa,b

a b

L1

a bN

Sa

Sb

HH = 1S = 2

78RMUTL

78

3. สวตช 3 ตว ดวงโคม 3 ชด

รปท 7.10

Sa-c

a bL1

a bN

Sa

Sb

H

H = 1S = 3

c

c

Sc

N = 1S = 2

79RMUTL

79

Sa-c

a bL1

a bN

Sa

Sb

HH = 1S = 3

c

c

Sc

N = 1S = 1H = 1

รปท 7.11

80RMUTL

80

รปท 7.12

Sa-c

a bL1

a bN

SaSb

HH = 1S = 3

c

c

Sc

N = 1S = 2H = 1

S = 1N = 1H = 1

81RMUTL

81

รปท 7.13

Sc

a b

a bN

SaSb

HH = 2S = 2

c

c

N = 1S = 1H = 1

Sc

Sa,b

82RMUTL

82

4. สวตช 2 ทาง ดวงโคม 1 ชด

รปท 7.14

S2

L1

S2

H

N

S2 S2

83RMUTL

83

5. สวตช 2 ทาง ดวงโคม 2 ชด

รปท 7.15

H

Na

S2a5

L1

a

b

b6

S2b S2bS2a

6

S2a

S2bS2b

S2aH=1S=4 S=6

N=1S=5

84RMUTL

84

6. สวตช 2 ตว ดวงโคม 2 ชดๆ ละ 1 เฟส

รปท 7.16

Sb

Sa

H1

N

a

Sa,Sb

4

b

L1,3

a b

L3

H2H=2S=2

85RMUTL

85

7. สวตช 3 ตว ดวงโคม 3 ชดๆ ละ 1 เฟส

รปท 7.17

L1,3,5

6

Sa,Sb,Sc

a

L3,5

b c

L5

a b c

4

7

S=2N=1

H=3N=1S=3

S=3H=3

86RMUTL

86

รปท 7.18

L1,3,5

a

7

4

a

L3,5

b c

L5

b c

Sa,Sb,Sc6

5

H=3S=3N=1

H=3S=3

H=3S=2N=1

S=1H=3N=1

6

87RMUTL

87

8. สวตชหลายตว ดวงโคมหลายชด 3 เฟส

รปท 7.19

i j k

S=4N=1

l

i j k l

56

Si,j,k,l

e f g h

L1

6 hge f

6

Se,f,g,h

L1,3

a b

a b

c

7

6 d Sa,b,c,d

c d

S=4H=1

N=1S=4H=1H=1

S=4

N=1

L1,3,5

N=1H=1S=4

5

S=4H=1

5

H=1S=4

5S=4N=1H=1

N=1

S=4H=2

H=3N=1

4

88RMUTL

BREAK

แผงยอยกบวงจรยอย ( Panelboard )เปนจดเรมตนของวงจรยอย โดยจะมบรภณฑปองกนกระแสเกนตดตงอยภายในบรภณฑปองกนกระแสเกนทนยมใชกนโดยทวไปในแผงยอย คอ เซอรกตเบรกเกอร ( CB )การเลอกใชแผงยอยตองพจารณาจากจานวนวงจรทตองการใช โดยในกรณไฟฟา 3 เฟส 4 สาย จะมจานวนวงจรเปนมาตรฐานคอ 12 , 18 , 24 , 30 , 36และ 42 วงจร จากนนจงเลอกบสบาร ตองเลอกขนาดบสบารใหมพกดเพยงพอกบความตองการไฟฟา ของวงจรยอยทกวงจรรวมกน

พกดของบสบารทตดตงอยภายในแผงยอยตองมคาไมนอยไปกวา ขนาดพกดของสายปอน ทจะจายไฟมายงแผงยอยนน โดยทวไป บสบารจะมขนาดพกด 100 A และ 200 A

การใหชอของวงจรยอยจะเรยงตามลาดบเฟส

เลขลาดบวงจรจากซายไปขวา จากบนลงลาง ดงแสดงในรป 7.20

รปท 7.20 แผงยอยขนาด12 วงจร

CBA

บสลงดน

CB21

3 45 67 89 10

11 12

CB

บสสายนวทรล

บสบาร

Main Lug

หลกทวไปในการเลอกใช และออกแบบแผงยอยมดงน1. แผงยอยหนง ๆ จะมวงจรยอยไดไมเกน 42 วงจร2.ระยะทางของวงจรยอยจากแผงยอย ไปจนถงจดจายไฟจดสดทาย ควรยาวไมเกน 50 m

3.แผงยอยจะตองตดตงในบรเวณทสามารถเขาถงไดโดยงาย โดยตดตงสงไมเกน 1.8 m และไมมอะไรมาขวาง สามารถเขาไปทางานไดงาย

4.แผงยอย ควรจะตดตงในบรเวณศนยกลางของการใชไฟฟา เพอใหสามารถจายไฟฟา ไปยงจดตางๆ โดยมแรงดนตกนอยทสด

5.แผงยอย ควรจะตดตงใหอยในแนวของสายปอน เพอใหสายปอนมระยะสนทสดเทาทจะเปนไปได และใหมการโคงงอนอยทสด

6.คาพกดของแผงยอย จะตองมคาไมนอยกวาคาพกดของสายปอน7.ในแตละชนของอาคารควรจะมแผงยอย อยางนอย 1 แผง8.แผงยอย จะตองมบรภณฑปองกนหลก ( Main Protection )

จานวนวงจรยอยทใชในแผงยอยจานวนวงจรยอยทมในแผงยอย ซงขนอยกบขนาดของแผง

ยอยสาหรบระบบไฟฟา 3 เฟส 4 สาย 400/230V หรอ 380/220V นน โดยทวไปบรษทผผลตจะทาใหมจานวนวงจรยอยเปนมาตรฐาน คอ 12 , 18 , 24 , 30 , 36 และ 42 วงจร

วงจรยอยทใชในแผงยอย แบงออกเปน 3 ชนด คอ1. วงจรยอยใชงาน ( Active Branch Circuit ) คอวงจรยอยทจายโหลดจรงๆ จงมทงเซอรกตเบรกเกอร และสายวงจรยอย2. วงจรยอยสารอง ( Spare Branch Circuit ) คอ วงจรยอยทคาดวาจะใชในอนาคตจะมเฉพาะ เซอรกตเบรกเกอร แตไมมสายวงจรยอย3. วงจรยอยวาง ( Space Branch Circuit ) คอ ชอง

วางทจะใสเซอรกตเบรกเกอรในอนาคต

ในการออกแบบนน ควรใชวงจรยอยปรมาณหนงเปนวงจรใชงาน สวนทเหลอนนใชเปนวงจรยอยสารอง และ วงจรยอยวาง เพอเผอโหลดทจะเกดขนในอนาคตโดยทวไปจะใชวงจรยอยดงตอไปนActive Branch Circuit 60-80% ของวงจรยอยในแผงยอยSpare Branch Circuit 10-20% ของวงจรยอยในแผงยอยSpace Branch Circuit 10-20% ของวงจรยอยในแผงยอย

ตวอยางท 7.16 แผงยอย 30 วงจร ควรใชเปน Active , Spare และ Space อยางละกวงจร

วธทาแผงยอย 30 วงจรกรณท 1 ใหใชActive Circuit 60% ของวงจรยอยในแผงยอยSpare Circuit 20% ของวงจรยอยในแผงยอยSpace Circuit 20% ของวงจรยอยในแผงยอย

จะไดActive Circuit 0.6 x 30 = 18 วงจรSpare Circuit 0.2 x 30 = 6 วงจรSpace Circuit 0.2 x 30 = 6 วงจร

รวม 30 วงจร

กรณท 2 ใหใชActive Circuit 70% ของวงจรยอยในแผงยอยSpare Circuit 15% ของวงจรยอยในแผงยอยSpace Circuit 15% ของวงจรยอยในแผงยอย

จะไดActive Circuit 0.7 x 30 = 21 วงจรSpare Circuit 0.15 x 30 = 5 วงจรSpace Circuit = 4 วงจร

รวม 30 วงจร

กรณท 3 ใหใชActive Circuit 80% ของวงจรยอยในแผงยอยSpare Circuit 10% ของวงจรยอยในแผงยอยSpace Circuit 10% ของวงจรยอยในแผงยอย

จะไดActive Circuit 0.8 x 30 = 24 วงจรSpare Circuit 0.1 x 30 = 3 วงจรSpace Circuit 0.1 x 30 = 3 วงจร

รวม 30 วงจร

ตารางท 7.15 จานวนวงจรยอยทใชในแผงยอยแผงยอย 60% 70% 80%

( วงจร ) Active Spare Space Active Spare Space Active Spare Space

12 7 3 2 8 2 2 9 2 1

18 10 4 4 12 3 3 14 2 2

24 14 5 5 16 4 4 19 3 2

30 18 6 6 21 5 4 24 3 3

36 21 8 7 25 6 5 28 4 4

42 25 9 8 29 7 6 33 5 4

ตารางท 7.16 สรปจานวนวงจรยอยทแนะนาใหใชในแผงยอย

แผงยอย ( วงจร ) Active Spare Space

12 7-9 2-3 1-218 10-14 2-4 2-424 14-19 3-5 2-530 18-24 3-6 3-636 21-28 4-8 4-742 25-33 5-9 4-8

ขอแนะนาในการออกแบบวงจรยอยคาแนะนาตอไปนสามารถใชเปนหลกการพนฐานในการออกแบบวงจร

ยอย แมวาในบางกรณอาจจะตองดดแปลงแกไขบาง ตามความเหมาะสม หลกในการออกแบบวงจรยอย มดงน

1. การจดวงจรยอย เพอจายโหลดชนดตางๆ นน ควรใหวงจรยอยจายโหลดประเภทตางๆ แยกกน เชน วงจรยอยจายโหลดแสงสวาง , วงจรยอยบรภณฑไฟฟาอยกบท และวงจรยอยเตารบ โดยวงจรยอยบรภณฑไฟฟาอยกบท ควรจดเปนวงจรยอยเฉพาะ

2. การออกแบบทดนน ควรจะมการเผอโหลดในอนาคต ดงนนสาหรบวงจรยอยแสงสวาง และวงจรยอยเตารบทวไป เพอเปนการเผอโหลด ควรจะใหโหลดวงจรยอยไมเกน 60% ในกรณโหลดตอเนอง ซงจะมการเผอโหลดไว 20% เชน

ขนาดวงจรยอย 20 A จายโหลด 0.6 x 20 = 12 A

หรอ 12 x 220 = 2640 VA

แตสาหรบวงจรยอยเฉพาะอาจมการเผอไวนอยกวาน เนองจากการตอโหลดเพมสาหรบวงจรประเภทนมนอย

3. การพจารณาโหลดเปนชนดตอเนอง หรอไมตอเนอง บางครงไมสามารถทราบได ดงนนเมอไมมขอมลเพยงพอ การออกแบบทดควรถอโหลดเปนแบบตอเนอง ซงจะเปนการเผอโหลดในอนาคตดวย

4. การไฟฟาฯ กาหนดใหสายไฟ 2.5 mm2 เปนขนาดเลกทสด ซงมพกดกระแส 18 A ซงจะใชไดกบวงจรยอยขนาด 5 A , 10 A และ 15A แตเพอเปนการจายโหลดไดมากและคมคา ควรจะใชวงจรยอยขนาด 15 A

5.โหลดเตารบทวไปคดเปน 180 VA เพอใหงายตอการคานวณ และเปนการเผอโหลด อาจใชเปน 200 VA

6.ในวงจรยอยหนงๆ ควรมจานวนจดตอไฟทพอเหมาะ เนองจากถานอยเกนไปจะเปนการไมประหยด แตถามากเกนไปจะทาใหความเชอถอไดลดลง วงจรยอยหนงควรมจดตอไฟประมาณ 10 จด

7.การจายไฟใหโหลดควรคานงถงขนาดแรงดนตกทโหลดดวย ดงนนระยะหางจากแผงยอยถงจดตอไฟจด

สดทาย ไมควรเกน 50 m เพอแรงดนตกไมเกน 2% สาหรบระยะทางไกลกวาน ควรพจารณาเพมขนาดสาย ไฟใหใหญขน

7.6 สายปอนหมายถง วงจรไฟฟาทรบไฟจากสายประธานไปจนถงบรภณฑปองกนวงจรยอย แบงออกไดเปน 3 ประเภท

1. สายปอนแสงสวางหรอบรภณฑไฟฟา2. สายปอนมอเตอร3. สายปอนผสมในบทน จะกลาวถงเฉพาะ สายปอนแสงสวางหรอบรภณฑไฟฟา

สายปอนแสงสวางหรอบรภณฑไฟฟาคอสายปอนทจายโหลดใหวงจรยอยแสงสวาง , เตารบและบรภณฑไฟฟา

การคานวณโหลดสายปอนสายปอนตองมขนาดเพยงพอสาหรบจายโหลด และตองไมนอยกวา

ผลรวมของโหลดในวงจรยอยเมอใชดมานดแฟกเตอรLF = ( LBC ) x D.F.

โดยทLF = โหลดของสายปอน ( A , VA , kVA )LBC = ผลรวมของโหลดวงจรยอย ( A , VA , kVA )

D.F. = ดมานดแฟกเตอร ( % )

∑

∑

ตวอยางท 7.17 สายปอนชดหนงจายไฟใหแผงจายไฟ ซงมวงจรอย 12 วงจร โดยมรายละเอยดดงน

วงจร 1 - 6 โหลดวงจรละ 2,000 VA

วงจร 1 – 12 โหลดวงจรละ 3,000 VA

ถาให D.F. รวมเปน 80%ใหหาโหลดของสายปอน

วธทาLF = ( LBC ) x D.F.

LBC = 2,000 x 6 + 3,000 x 6

= 30,000 VA

LF = 30,000 x 0.8

= 24,000 VA = 24 kVA

∑∑

∴

ขนาดตวนาสายปอนตวนาสายปอนตองมขนาดไมนอยกวาโหลดสงสด และไม

นอยกวาขนาดเครองปองกนกระแสเกนของสายปอน ขนาดตวนาสายปอนตองไมเลกกวา 4 mm2

IF ILmax ICB

โดยทIF = พกดกระแสตวนาสายปอน ( A )

ILmax = โหลดสงสด ( A )

ICB = พกดเครองปองกนกระแสเกน ( A )

≥ ≥

การปองกนกระแสเกน

สายปอนตองมการปองกนกระแสเกน ขนาดพกดเครองปองกนกระแสเกน ตองสอดคลองกบโหลดสงสดทคานวณได

ตวอยางท 7.18 สายปอนชดหนงใชไฟ 3 เฟส 4 สาย 400 Vคานวณโหลดสงสดได 120 kVA ใหหา

1) ตวนาสายปอนตามตารางท 4 เดนในทอรอยสายโลหะ2) พกดเครองปองกนกระแสเกนวธทา

IF = = 173 A

ขนาดสายตวนา ตารางท 4เดนในทอรอยสายโลหะ 95 mm2 ( 187 A )

ใช CB 175 A

40031000120××

ตวอยางท 7.19 โหลด 1000 VA 3 เฟส 4 สาย 380/220 V และ 400/230V จงหากระแสโหลดสายปอนทตอง

ใชโดยพจารณาเปนโหลดตอเนองวธทากรณ 1 380/220 V

กระแสโหลด IL = = 1.52 Aสาหรบโหลด 1000 VA ( 1 kVA ) , 380 V นนคดเปนกระแสได 1.52 Aถาเปนโหลดตอเนอง

พกดกระแสสายปอน IF 1.25 x 1.52 = 1.90 A

38031000×

≥

กรณ 2 400/230 V

กระแสโหลด IL = = 1.44 A

สาหรบโหลด 1000VA ( 1 kVA ) 400 V นนคดเปนกระแสได 1.44 A

ถาเปนโหลดตอเนองพกดกระแสสายปอน IF 1.25 x 1.44 = 1.80 A

หมายเหต ในการคานวณตอไป เพอความสะดวกรวดเรว เราสามารถใชคากระแสโหลด 1.52 A ( 380/220 V )และ 1.44 A ( 400/230 V ) สาหรบโหลดขนาด 1000 VA ( 1 kVA )

≥

∴

∴

ตวอยางท 7.19 (ตอ)

สายสายนวทรลนวทรล ((NeutralNeutral))ในระบบไฟฟา 3 เฟส 4 สาย ซงจายใหกบโหลดชนด 1 เฟส

ขนาดสายนวทรลจะตองม ขนาดเพยงพอทจะนา กระแสโหลดไมสมดลสงสดได และตองมขนาดไมเลกกวา ขนาดสายดนของบรภณฑไฟฟา การคานวณหาขนาดสาย นวทรลสามารถทาไดดงน

ขนาดสายนวทรล

1. กรณโหลดมกระแสไมเกน 200 A

IN = IP คอ ใชขนาดสายนวทรลเทากบสายเฟส ( Full Neutral )

2. กรณโหลดมกระแสเฟสมากกวา 200 A

- โหลดชนดไมมกระแส Harmonic

IN = 200 + 0.7 ( IP - 200 )- กรณโหลดชนด Electric Discharge , Data Processing

หรอ โหลดอนทมกระแส Harmonic ในสายนวทรลIN = IP คอ ใชขนาดสายนวทรลเทากบสายเฟส ( Full Neutral )

ตวอยาง 7.20 จงหาขนาดสายนวทรลของสายปอนทจายไฟใหกบแผงยอย โดยทแผงยอยมโหลดเปนหลอดไส( Incandescent ) ขนาด 100 kVA 380/220 V

วธทากระแสโหลด IL = 1.52 x 100 = 152 A

เนองจาก IL < 200 A

จงใช IN = 152 A

คอสายนวทรลเทากบสายเฟส 4 x 95 mm2

ตวอยางท 7.21 จากตวอยาง 7.20 แตโหลดมขนาด 330 kVA ,380/220 V

วธทากระแสโหลด IL = 1.52 x 330 = 500 A

เนองจาก IL > 200 A

ดงนน IN 200 + 0.7 ( 500 - 200 )410 A

ใชสายเฟส 3 x 500 mm2

สายนวทรล 1 x 400 mm2

≥≥

ตวอยางท 7.22 จงหาขนาดสายนวทรลในระบบ 3 เฟส 4 สาย เมอจายโหลดตางๆ ดงน

1) หลอดไส 1 เฟส มกระแสโหลด 1000 A

2) หลอดฟลออเรสเซนต 1 เฟส มกระแสโหลด 1000 A

3) หลอดไส 1 เฟส มกระแสโหลด 500 A และ หลอดฟลออเรสเซนต 1 เฟส มกระแสโหลด 500 A

วธทากรณ 1 หลอดไส กระแสโหลด 1000 A

หลอดไสเปนโหลดชนดไมม Harmonic โดยมกระแสโหลดมากกวา 200 A ดงนน

IN 200 + 0.7 (ILN - 200 )200 + 0.7 ( 1000 - 200 )760 A

ใชสายเฟสและนวทรลขนาด≥≥≥

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

××

2mm 1851

2mm 2403 3∴

ตวอยางท 7.22 (ตอ)กรณ 2 หลอดฟลออเรสเซนต กระแสโหลด 1000 A

หลอดฟลออเรสเซนต เปนหลอดชนด Electric Dischargeดงนน

IN = ILN

= 1000 A

ใชสายเฟสและนวทรล ขนาด 3 ( 4 x 240 mm2 )

ตวอยางท 7.22 (ตอ)

∴

กรณ 3 หลอดไส และ หลอดฟลออเรสเซนตการหาขนาดสายนวทรลจะตองคดรวมจากหลอดไส และ หลอดฟลออเรสเซนต ดงนน

IN 200 + 0.7 ( 500 - 200 ) + 500910 A

ใชสายเฟสและนวทรล ขนาด 3( 4 x 240 mm2 )≥≥

ตวอยางท 7.22 (ตอ)

∴

แรงดนตก

แรงดนตกสาหรบสายปอนนน ไมควรเกน 2% โดยคาแรงดนตกนอาจหาไดจากตารางหรอคานวณตามสตรคาแรงดนตกสาหรบระบบไฟฟา 3 เฟส 4 สายตอไปน

VD = I ( R Cos + X Sin )ΦΦl3

ตวอยางท 7.23 ต MDB ใชไฟ 380 V 3 เฟส หางจากต ปอนไฟยอย ( DB) 120 m และจายโหลดใหต DB ทคาโหลด 170 A คา PF = 0.8lagging จะตองเลอกใชสายขนาดเทาใด เมอตองการแรงดนตกไมเกน 2%

วธทาต DB ( PF =0.8 lagging )

ตองการแรงดนตกไมเกน 2%2% ของ 380 V = 380 x 2% = 7.6 V

P.F. = 0.8 lagging Cos = 0.8 , Sin = 0.6VD = I ( R Cos + X Sin )

ต DB จายโหลด 170 A

ΦΦ3 l ΦΦ

ถาเลอกสาย 95 mm2 ( 187 A )R = 0.2309 โอหม/กโลเมตร X = 0.1128 โอหม/กโลเมตรVD = x 170 x 0.12 ( 0.2309 x 0.8 + 0.1128 x 0.6 )

= 8.92 V

ซงมคาแรงดนตกมากกวา 7.6 V ( 2% )เลอกใชสายขนาดถดไป สาย 120 mm2 ( 214 A )R = 0.1840 โอหม/กโลเมตร X = 0.1099 โอหม/กโลเมตรVD = x 170 x 0.12 ( 0.1840 x 0.8 + 0.1099 x 0.6 )

= 7.53 V

ดงนน ตองเลอกใชสาย 3 x 120 mm2

3

3

ตวอยางท 7.23 (ตอ)

7.7 การจดทารายการโหลด (Load Schedule)

ในการจดทารายการโหลด ( Load Schedule ) ของระบบไฟฟาทไดออกแบบไปแลวนนสามารถแบงออกไดเปนระบบไฟฟา 1 เฟส 2 สาย 220 V ระบบไฟฟา 3 เฟส 4 สาย 380/220 V

เนองจากในการจดทารายการโหลดนนสวนใหญจะเปนแบบ ระบบไฟฟา 3 เฟส 4 สาย ดงนนในทนจงจะขอกลาวเฉพาะ วธการจดทารายการโหลดของ ระบบไฟฟา 3 เฟส 4 สาย ซงจะมขนตอนดงตอไปน

1. ทาการคานวณหาโหลดของวงจรยอยตางๆ โดยเรมจากวงจรยอยไฟฟาแสงสวาง, วงจรยอยเตารบ , วงจรยอยโหลดเฉพาะ , วงจรยอยเครองปรบอากาศ , และวงจรยอยมอเตอร

2. ทาการจดวงจรยอยไฟฟาแสงสวาง โดยใหใชหมาย เลขวงจรยอยตามลาดบ คอ 1 ( A ) , 3 ( B ) , 5 ( C ) ตาม

ดวย 2 ( A ) , 4 ( B ), 6 ( C ) และ 7 ( A ), 9 ( B ),11 ( C ) และตอไปเรอยๆ ทาจนครบวงจรยอยไฟฟา แสง

สวาง การทใหหมายเลขวงจรยอยเปนไปตามลาดบขางตนกเพอทจะเปนการทาโหลดไฟฟาแสงสวางเกด ความ

สมดลระหวางเฟส

3. ทาการจดวงจรยอยเตารบโดยใหหมายเลขวงจรยอยตอ จากหมายเลขวงจรยอยไฟฟา แสงสวาง และพยายามจด ใหเกดความสมดลกนเองเทาทจะทาได

4. ทาการจดวงจรยอยของโหลดเฉพาะ ถามโหลดเฉพาะหลายชดกใหพยายามจดโหลดใหเกด ความสมดลกน

5. ทาการจดวงจรยอยของเครองปรบอากาศใหเกดความสมดล

6. ทาการจดวงจรยอยของมอเตอร ไดแก วงจรบรภณฑ

ไฟฟาตางๆ ทใชมอเตอรเปนตวขบ ไดแก ปม เปนตน

7. หลงจากทไดทาการจดวงจรยอยของโหลดตางๆ จนครบแลว กจะตองจดใหมวงจรยอยสารอง ( Spare Branch Circuit ) และ วงจรยอยวาง ( SpaceBranch Circuit ) โดยวงจรยอยสารองเปนวงจรยอยทม CB ตดตงอย แตจะไมมการจายโหลด จงไมตองตดตงสายไฟฟา สวนวงจรยอยวางจะไมม CB ตดตงอย มแตชองวางเทานน โดยในการออกแบบควรใหมวงจรยอยสารองและวงจรยอยวาง ประมาณ 20-30% ของวงจรทงหมด ทงนจะตองคานงถงขนาดของแผงยอยดวย ซงแผงยอยจะมจานวนวงจรมาตรฐานเปน 12 , 18 ,24 , 30 , 36 และ 42 วงจร

8. ทาการรวมโหลดของแตละเฟสแลวตรวจดวาโหลดของแตละ เฟสสมดลหรอไม โดยการสมดลทดคอมความแตกตางกนไมเกน 20% ถาโหลดยงไมสมดลใหทาการจดสลบหมายเลขวงจรเพอให โหลดแตละเฟสมความสมดลกนดขนจากนนกรวมโหลดแตละเฟส เขาดวยกนไดเปนโหลดตดตงทงหมด ( Total Connected Load )9. จากโหลดตดตงทงหมดทได สามารถนาไปคานวณหาขนาด

ของสายปอน และขนาดของ CB ทปองกนสายปอนนนตอไป

การคานวณขนาดสายปอนและบรภณฑปองกนการคานวณขนาดสายปอนและบรภณฑปองกนระบบไฟฟา 3 เฟส 4 สาย 380/220 V

สมมตให Total Connected Load = L kVA

IL= 1.52 L

พกดกระแสสายปอนอาจพจารณาตามโหลดลกษณะตางๆ ดงน

x3803Lx1000≥

1) โหลดทงหมดเปนแบบไมตอเนองIF = 1 x 1.52 x L = 1.52 L

2) โหลดทงหมดเปนแบบตอเนอง IF = 1.25 x 1.52 x L = 1.90 L

เนองจากโหลดรวมจากรายการโหลดจะประกอบไปดวยโหลดหลายชนด ทงแบบตอเนองและไมตอเนอง ดงทกลาวไปแลวเพอเปนการเผอโหลดในอนาคต จะถอวาเปนโหลดตอเนองทงหมด

IF = 1.90 L

IF = กระแสของสายปอน

บรภณฑปองกนCB = ใชขนาดสงขนถดไปของ CB

ในกรณทผออกแบบระบบไฟฟาตองการเผอโหลดสาหรบอนาคตมากกวาน กสามารถทาไดดงน

IF = 2.00 L

ขอเสนอแนะการให IF = 2.00 L นนนอกจากจะเปนการเผอโหลดสาหรบอนาคต

แลว ยงทาใหการคานวณสะดวกยงขน

ตวอยางท 7.24 แผงยอยแผงหนงมรายการโหลดดงน1) วงจรยอยไฟฟาแสงสวาง 9 วงจร วงจรละ 1500 VA

2) วงจรยอยเตารบ 6 วงจร วงจรละ 1200 VA

จงหาขนาดสายปอนและบรภณฑปองกน และทาตารางรายการโหลดวธทาจากโจทยมวงจรใชงาน ( Active Circuit ) 9 + 6 = 15 วงจรเลอกจานวนวงจรยอยสารอง = 3 วงจรเลอกจานวนวงจรยอยวาง = 3 วงจร

ดงนนวงจรยอยทงหมด = 24 วงจรจงเลอกใชวงจรยอยตามจานวนวงจรยอยมาตรฐานคอ 24 วงจร

วงจรยอยแสงสวาง วงจรละ 1500 VA

IL = 1500/220 = 6.82 A

วงจรยอย 15 A โดยใช 60% ของ BC

IBC = 15 x 0.6 = 9 A

เนองจากมวงจรยอยแสงสวาง 9 วงจร เพอใหเกดความสมดล จงแบงเฟสละ 3 วงจร

วงจรยอยเตารบ วงจรละ 1200 VA

สามารถใชวงจรยอย 15 A ได แตเนองจากวงจรยอยเตารบนนอาจตองจายโหลดขนาดใหญ ดงนนในทนจงเลอกใชวงจรยอย 20 A

ตวอยางท 7.24 (ตอ)

วงจรยอยเตารบ 6 วงจร จงแบงเฟสละ 2 วงจรวงจรยอยสารอง ( Spare ) ใหโหลดวงจรละ 1000 VA , รวม 3

วงจรเลอกใชวงจรยอย 20 A

สามารถรวมโหลดไดดงนเฟส A = 7900 VA เฟส B = 7900 VA

เฟส C = 7900 VA

Total Connected Load = 23700 VA

= 23.7 kVA

ตวอยางท 7.24 (ตอ)เมอตองการเผอโหลดสาหรบอนาคต 10 %พกดสายปอน

ให IF = 2.0 L

IF 2.0 x 23.7= 47.4 A

บรภณฑปองกนCB 47.4 A

= 50 AT

≥

≥

ตวอยางท 7.24 (ตอ)

ขนาดสายปอนขนาดสายปอนเพอให CB ปองกนสายได สายปอนจะตองมพกด กระแส

มากกวา 50 A ( มากกวาขนาดบรภณฑปองกน )สาย 16 mm2 ( 56 A )

ดงนนเลอกใชสาย T-4 ขนาด 4 x 16 mm2

ขนาดสายดน 6 mm2 ( ดในเรองสายดน )ถาใชทอโลหะ IMC จากตารางทอ จะไดขนาดทอ 32 mm ( 1 1/4” )IMC ( ดในเรองทอรอยสาย )สามารถนามาจดลงตารางรายการโหลด ( Load Schedule ) ไดดงแสดง

ตวอยางท 7.22 (ตอ)

138RMUTL

138

PANELBOARD LOAD SCHEDULE

PANEL LP1 LOCATION 1st FL. CAPACITY 24 CKT. MOUNTING SURFACE CONNECTED TO F1 FROM MDB

Ck. DESCRIPTION CONNECTED LOAD (VA) BRANCH CB WIRE No. φA φB φC POLE AT AF SIZE TYPE

1 LIGHTING 1500 1 15 50 2.5 T-4

3 LIGHTING 1500 1 15 50 2.5 T-4

5 LIGHTING 1500 1 15 50 2.5 T-4

2 LIGHTING 1500 1 15 50 2.5 T-4

4 LIGHTING 1500 1 15 50 2.5 T-4

6 LIGHTING 1500 1 15 50 2.5 T-4

7 LIGHTING 1500 1 15 50 2.5 T-4

9 LIGHTING 1500 1 15 50 2.5 T-4

11 LIGHTING 1500 1 15 50 2.5 T-4

8 RECEPTACLE 1200 1 20 50 4.0 T-4

10 RECEPTACLE 1200 1 20 50 4.0 T-4

12 RECEPTACLE 1200 1 20 50 4.0 T-4

13 RECEPTACLE 1200 1 20 50 4.0 T-4

15 RECEPTACLE 1200 1 20 50 4.0 T-4

17 RECEPTACLE 1200 1 20 50 4.0 T-4

14 SPARE 1000 1 20 50

16 SPARE 1000 1 20 50

18 SPARE 1000 1 20 50

19 SPACE -

21 SPACE -

23 SPACE -

20 SPACE -

22 SPACE -

24 SPACE -

7900 7900 7900 4x16 T-4

TOTAL CONNECTED LOAD MAIN CB G-6

(VA) 23700

3P 50AT/100AF CONDUIT

32 mm 1 1/4" IMC

139RMUTL

140RMUTL

กระแสโหลด(A)

ขนตอนในการหาขนาดสาย , ขนาดทอ และ ขนาดอปกรณปองกน

ชนดของโหลด-โหลดแสงสวาง-โหลดไฟฟากาลง

หาขนาดสาย

หาขนาดอปกรณปองกน

หาขนาดทอ

ตาราง 3.3

ตาราง 4.4 , 4.5 , 4.6

ตาราง CBปองกนท 80% ของพกดกระแสในสาย

ตวคณ125%

141RMUTL