การป้องกันระบบไฟฟ้า แรงดัน-กระแส-ความถี่ ขาด/เกิน
การป้องกันระบบไฟฟ้า ในปัจจุบันไม่มีใครบอกว่าไฟฟ้าไม่มีความจำเป็นในชีวอตประจำวัน ไม่ว่าท่านจะอยู่ที่บ้าน ที่โรงเรียน ที่ทำงาน หรือที่ไหนๆ ทุกคนทุกชีวิตมีส่วนเกี่ยวข้องทั้งนั้น ในการป้องกันระบบไฟฟ้า จึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างหนึ่งเพื่อป้องกันอุปกรณืทางไฟฟ้าที่เราใช้งานอยู่
ความผิดปกติที่เกิดขึ้นได้ในระบบไฟฟ้า
1. แรงดันไฟฟ้าตกหรือเกิน
แรงดันไฟฟ้าตกเกิดขึ้นเนื่องจาก ความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงขึ้น ทำให้เกิดแรงดันตกคร่อมระหว่างทางมาก ทำให้แรงดันปลายทางที่โหลดได้รับน้อย ส่วนแรงดันเกินส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นน้อย หรือจะเกิดขึ้นในส่วนที่ติดตั้งใกล้หม้อแปลงไฟฟ้า เพราะหม้อแปลงการไฟฟ้าแปลงออกมาอยู่ที่ 416 VL-L และ 240 VL-N
ตัวอย่างผลกระทบของแรงดันไฟฟ้าตกหรือเกิน จะแบ่งเป็นโหลด 2 ประเภท คือ ความต้านทานและอินดักทีฟ
| ผลกระทบ | ||
|---|---|---|
| สมมุติ ถ้าแรงดันไฟฟ้าตก 20% | โหลดความต้านทาน (เช่น ฮีตเตอร์) กำลังไฟฟ้าจะตกเหลือ 64% ของพิกัด เช่น ฮีตเตอร์ 100 W จะเหลือ 64 W และกระแสไฟฟ้าจะลดลง 20% ของพิกัด | โหลดอินดักทีฟ (เช่น หม้อแปลงมอเตอร์) กำลังไฟฟ้าตกเหลือ 64% ของพิกัด มอเตอร์ขนาด 10 แรงม้าจะเหลือ 6.4 แรงม้าความเร็วรอบตกและกระแสไฟฟ้าสูงขึ้น เพื่อให้มีกำลังขับโหลดที่ 10 แรงม้าได้ |
| สมมุติถ้าแรงดันไฟฟ้าตกเกิน 20% | กำลังไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นเป็น 144% ของพิกัด เช่น ฮีตเตอร์ 100 W จะกลายเป็น 144 W และกระแสไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้น 20% ของพิกัด เป็นผลอาจทำให้ฮีตเตอร์ทำงานไม่ทนทาน | กำลังขับมอเตอร์จะเพิ่มขึ้นเป็น 144% ของพิกัด เช่น มอเตอร์ขนาด 10 แรงม้าจะกลายเป็น 14.4 แรงม้า มีข้อดีก็คือ ความเร็วรอบสูงขึ้นกว่าพิกัด ข้อเสียคือ เกิดค่าความสูญเสียในแกนเหล็กสูงมากจนอาจทำให้มอเตอร์ไหม้ได้ |
2. กระแสไฟฟ้าตกหรือเกิน
กระแสไฟฟ้าเกินเป็นผลมาจากแรงดันไฟฟ้าเกินในโหลดความต้านทาน เช่น ฮีตเตอร์หรือเป็นผลจาก มอเตอร์ขับโหลดเกินพิกัด ซึ่งเป็นผลเสียคือ ทำให้อุปกรณืดังกล่าว เกิดความร้อนขึ้นอาจทำให้อุปกรณ์นั้น เกิดความเสียหายในที่สุด จึงจำเป็นต้องป้องกันไว้
ส่วนกระแสแสตกนั้น เป็นผลมาจากแรงดันไฟฟ้าตกทำให้ฮีตเตอร์ทำงานไม่เต็มที่ ทำให้งานไม่ได้กำลังไฟฟ้าที่ต้องการ ส่วนทางโหลดประเภทมอเตอร์นั้นจะหมายถึงการที่โหลดรับภาวะผิดปกติ เช่น มอเตอร์ขับสายพาน แล้วสายพานเกิดการขาดขึ้นมาจะทำให้มอเตอร์ตัวนั้นแสตก
3. ลำดับเฟสผิด (Phase Sequence)
เป็นความผิดปกติที่เกิดเฉพาะไฟฟ้าระบบ 3 เฟส เท่านั้น ถ้าเป็นการต่อใช้งานกับโหลดประเภทฮีตเตอร์จะไม่เกิดความผิดปกติอะไร แต่ถ้าเป็ฯโหลดประเภทมอเตอร์ จะเกิดความเสียหายคือ มอเตอร์จะหมุนกลับทิศทาง จะเกิดความเสียหายบางงาน เช่น มอเตอร์ในงานเครื่องปรับอากาศ ซึ่งต้องหมุนเพียงตามเข็มนาฬิกาเท่านั้น หากลำดับเฟสผิด มอเตอร์หมุนทวนเข็มนาฬิกาเป็นผลให้มอเตอร์และระบบอาจเกิดความเสียหายได้
4. เฟสหาย (Phase Loss)
เป็นความผิดปกติที่เกิดเฉพาะไฟฟ้าระบบ 3 เฟส เท่านั้น ถ้าเป็นความเสียหายในโหลดประเภทฮีตเตอร์ จะเกิดความเสียหายคือ กำลังไฟฟ้าจะตกลงไป 33% เมื่อ เฟสหายไป 1 เฟส และกำลังจะตกไป 66% เมื่อเฟสหายไป 2 เฟส เป็นผลทำให้งานที่ทำไม่ได้กำลังงานไฟฟ้าตามต้องการ ส่วนกรณีของมอเตอร์ มอเตอร์จะไม่เกิดสนามแม่เหล็กหมุน (มอเตอร์ไม่หมุน) และทำให้มอเตอร์ไหม้ด้วยเวลาภายในไม่กี่วินาที
5. เฟสไม่สมมาตร (Phase Asymmetry)
โดยปกติในระบบ 3 เฟส จะจ่ายแรงดันไฟฟ้าในอัตราที่เท่ากัน 3 เฟสในความหมายของไม่สมมาตร คือ แหล่งจ่ายไฟที่เข้ามาแรงดันไฟฟ้าเท่ากันนั่นเอง ทำให้เกิดความไม่สมดุลย์คือ บางเฟส จะทำงานหนักมีกระแสสูง บางเฟสจะทำงานเบากว่ามีกระแสที่ต่ำกว่า โดยการปรับตั้งจะตั้งเพื่อป้องกันอุปกรณ์อย่างเช่น มอเตอร์นั่นเอง
6. ความถี่ (Frequency)
จะใช้ในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ เพื่อป้องกันความเสียหายจากความถี่ทางไฟฟ้าแก่อุปกรณ์ ดังเช่น หม้อแปลงและมอเตอร์ ยกตัวอย่าง หากความถี่สูงกว่าปกติ มอเตอร์จะหมุนด้วยความเร็วที่เกินพิกัดและความถี่ต่ำกว่าปกติ มอเตอร์และหม้อแปลงจะเกิดค่าสูญเสียในแกนเหล็กสูงมากจนอาจทำให้เกิดความเสียหายได้
7. เพาเวอร์เฟคเตอร์ (Power Factor)
จะใช้ในบางลักษณะงานเช่น ต้องการควบคุมมอเตอร์ อะซิงโครนัส (Asynchronous Motor) ซึ่งเป็นมอเตอร์ที่ใช้ตามโรงงานอุตสาหกรรมเมื่อมอเตอร์รับโหลดมากเพาเวอร์เฟคเตอร์จะสูง และเมื่อมอเตอร์รับโหลดน้อยเพาเวอร์เฟคเตอร์จะต่ำจะใช้ควบคุมไม่ให้มอเตอร์ทำงานเบาและหนักเกินไป มักใช้ในการขับเพลามูเล่ เป็นต้น
