การคำนวณโหลดไฟฟ้าแบบง่าย ๆ สำหรับช่างไฟมือใหม่

การคำนวณโหลดไฟฟ้า เป็นขั้นตอนสำคัญสำหรับงานไฟฟ้าเรียกได้ว่าเป็นหัวใจของงานไฟฟ้าเลยก็ว่าได้ เพราะเป็นขั้นตอนที่ละเอียดอ่อน ซึ่งการคำนวณโหลดวงจรไฟฟ้า คือ การคํานวณโหลดรวมของสถานที่ที่เราต้องการไม่ว่าจะเป็นอาคาร สถานประกอบการ ในการคำนวณค่าโหลดไฟฟ้ารวมจะเป็นตัวกําหนดขนาดของบริภัณฑ์ประธาน มิเตอร์ไฟฟ้า (บริภัณฑ์ประธาน หมายถึง อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทำหน้าที่ปลดวงจร ประกอบไปด้วย 2 ส่วนที่สำคัญ คือ เครื่องปลดวงจร และเครื่องป้องกันกระแสเกิน)

การคำนวณโหลดไฟฟ้า แบ่งได้เป็น 3 ส่วน

1. การคำนวณโหลดวงจรย่อย

สิ่งที่ต้องคำนวณสำหรับวงจรย่อย คือ ขนาดพิกัดของวงจรย่อย ,ขนาดสายไฟฟ้าสำหรับวงจรย่อยต้องมีขนาดไม่น้อยกว่า 2.5 mm  และขนาดที่แน่นอนของท่อ หรือรางเดินสายไฟฟ้าวงจรย่อยโดยทั่วไปจะเป็นโหลดชนิดเดียวกันทั้งหมด สามารถแบ่งโหลดในวงจรย่อยได้เป็น 4 ประเภท

• วงจรย่อยแสงสว่าง 

จะประกอบด้วย วงจรย่อยแสงสว่างเท่านั้นพิกัดวงจรย่อย คือ 5, 10, 15 และ 20 A. แต่โดยทั่วไปจะนิยมกำหนดขนาดพิกัดวงจรย่อยแสงสว่างเป็น 15 หรือ 20 A. เพื่อความสะดวกและประหยัด(จำนวนวงจรน้อยลง) หากมีการโหลดแสงสว่างขนาดใหญ่จะต้องออกแบบจากโหลดที่ติดตั้งจริงแต่ขนาดพิกัดวงจรย่อยต้องไม่เกิน 50 A.

• วงจรย่อยเต้ารับ 

จะต้องคิดขนาด 180 VA. ต่อ 1 เต้ารับโดยเลือกใช้วงจรย่อยขนาด 5, 10, 15 หรือ 20 A. มักกำหนดวงจรย่อยสำหรับเต้ารับทั่วไปจะมีจำนวนเต้ารับไม่เกิน 10 ตัว ขนาดพิกัดของวงจรย่อยเต้ารับทั่วไปขนาด 15 A. สามารถเลือกใช้สายไฟฟ้า THW ขนาด 2.5 mm2 เดินสายในท่อได้ (18 A)สำหรับวงจรเต้ารับของเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่ติดตั้งถาวร ให้คิดจากโหลดที่ติดตั้งจริง

• วงจรย่อยเฉพาะ

จะต้องเป็นวงจรย่อยที่จ่ายให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดเดียวเท่านั้น โดยขนาดพิกัดวงจรย่อยจะคิดจากขนาดของโหลดที่ติดตั้งจริง สามารถหาขนาดโหลดได้จาก

• • เครื่องใช้ไฟฟ้าทั่วไป > แผ่นป้ายประจำเครื่อง (name plate)
    • มอเตอร์ไฟฟ้า > คำนวณตามวิธีการของการคำนวณมอเตอร์ไฟฟ้า

• วงจรย่อยผสม (ไม่แนะนำ)

จะประกอบด้วยโหลดของอุปกรณ์ไฟฟ้าตั้งแต่ 2 ชนิดขึ้นไป ควรหลีกเลี่ยงการออกแบบวงจรย่อยประเภทนี้ เนื่องจากยุ่งยาก

ขั้นตอนการออกแบบวงจรย่อย

• จำแนกโหลดเพื่อวางแผนการจัดโหลดในแต่ละวงจรย่อย
• คำนวณค่ากระแสของแต่ละวงจรย่อย (อ่านจาก name plate ได้)
• เลือกขนาดพิกัดของแต่ละวงจรย่อย (อุปกรณ์ป้องกันกระแสเกิน)
• เลือกขนาดสายสำหรับแต่ละวงจรย่อย รวมถึงสายดินของแต่อุปกรณ์ไฟฟ้าด้วย
• เลือกขนาดท่อร้อยสายของแต่ละวงจรย่อยให้เหมาะสม
• เลือกขนาดอุปกรณ์อื่นๆ เช่น เครื่องควบคุมมอเตอร์ เป็นต้น

2. การคำนวณขนาดวงจรสายป้อน

การคำนวณโหลดสำหรับสายป้อนต้องคำนวณตามข้อกำหนดดังต่อไปนี้

• สายป้อนต้องมีขนาดกระแสไฟฟ้าเพียงพอสำหรับการจ่ายโหลด และต้องไม่น้อยกว่าผลรวมของโหลดในวงจรย่อยเมื่อใช้ดีมานแฟคเตอร์
• สามารถอิง Demand Factor ได้จากตารางของวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์
• เต้ารับในอาคารที่อยู่อาศัย ที่ต่อกับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ทราบโหลดแน่นอน ให้คำนวณโหลดจากเต้ารับที่มีขนาดสูงสุด 1 เครื่องรวมกับร้อยละ 40 ของขนาดโหลดในเต้ารับที่เหลือ
• Demand Factor ใช้สำหรับสายป้อนเท่านั้น ห้ามใช้กับวงจรย่อย

3. การคำนวณโหลดสำหรับสายประธาน

เป็นการโหลดทุกแผงจ่ายไฟทั้งหมดในระบบมารวมกัน ซึ่งสายประธานจะต้องมีขนาดกระแสเพียงพอสำหรับการจ่ายโหลด และต้องไม่น้อยกว่าผลรวมของโหลดทั้งหมดในอาคารเมื่อใช้ดีมานแฟค

เตอร์

การจัดทำรายการโหลด (Load Schedule)

ㆍทำให้ง่ายต่อการออกแบบ และการเพิ่มเติมโหลดในอนาคต

ㆍมีรายละเอียดของแต่ละวงจรย่อยอย่างชัดเจน เพื่อให้

ㆍง่ายต่อการจัดโหลดให้สมดุลกัน 3 เฟส (Load Balancing)

ㆍแบบฟอร์ม เหมือนการกัดวงจรจริงใน กล่อง Load Center หรือConsumer Unit

ㆍสามารถคำนวณหาโหลดสายป้อนได้.

ขั้นตอนการจัดทำรายการโหลด

1. รวมโหลดของแต่ละวงจรย่อย โดยแบ่งเป็น วงจรย่อยแสงสว่าง,วงจรย่อยเต้ารับ, วงจรย่อยเฉพาะ, วงจรย่อยเครื่องปรับอากาศ และวงจรย่อยมอเตอร์

2. จัดเรียงวงจรย่อยแสงสว่างลงในแบบฟอร์มก่อนเป็นลำดับแรกโดยใช้หมายเลขวงจรย่อยเรียงตามลำดับเฟส คือ 1(A), 3(B), 5(C) ตามด้วย 2(A), 4(B), 6(C) และ 7(A), 9(B), 11(C) และต่อไปเรื่อยๆจบครบทุกวงจรย่อยแสงสว่าง ทั้งนี้เพื่อที่จะเป็นการทำให้เกิดความสมดุลระหว่างเฟสนั่นเอง

3. จัดเรียงวงจรย่อยเต้ารับในลำดับต่อมา โดยใช้หมายเลขวงจรย่อยต่อจากหมายเลขวงจรย่อยแสงสว่าง และพยายามจัดให้เกิดความสมดุลกันเองเท่าที่จะทำได้

4. จัดเรียงวงจรย่อยของโหลดเฉพาะในลำดับถัดไป ถ้ามีโหลดเฉพาะหลายชุด ก็ควรจัดโหลดให้เกิดความสมดุลเช่นเดียวกัน

5. จัดเรียงวงจรย่อยของเครื่องปรับอากาศ และพยายามทำให้โหลดสมดุล

6. จัดเรียงวงจรย่อยมอเตอร์เป็นลำดับสุดท้าย และพยายามทำให้โหลดสมดุลเช่นกัน

7. หลังจากจัดเรียงวงจรย่อยต่างๆ แล้วควรมีการเผื่อการวงจรย่อยสำรองในอนาคตเพิ่มเติมหากมีอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น โดยวงจรย่อยสำรองนี้อาจเป็นวงจรย่อยที่ถูกเว้นว่างเอาไว้ หรือวงจรย่อยที่มีเซอรกิตเบรกเกอร์

8. ทำการรวมโหลดของแต่ละเฟส แล้วตรวจสอบว่าโหลดของแต่ละเฟสสมดุลหรือไม่ ที่สำคัญคือความแตกต่างของโหลดแต่ละเฟสต้องไม่เกิน 20 % แต่ถ้าโหลดไม่สมดุลให้ทำการย้ายโหลด หรือสลับหมายเลขของวงจรเพื่อให้โหลดแต่ละเฟสมีความสมดุลขึ้น

9. ทำการรวมโหลดทั้งหมดเข้าด้วยกัน จะได้โหลดติดตั้งทั้งหมด (Total Connected Load) ของแผงโหลดวงจรย่อย

10. คำนวณหาขนาดของสายป้อน และขนาดของอุปกรณ์ป้องกันสายป้อนรวมถึงขนาดของท่อร้อยสาย เพื่อให้สมดุลและพอดีกับการใช้งาน

และนี่เป็นการคำนวณโหลดไฟฟ้าเบื้องต้นสำหรับช่างไฟมือใหม่ ซึ่งถือเป็นขั้นตอนสำคัญของการเริ่มต้นในการสร้างวงจรไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับสายไฟโดยตรงจึงต้องมีความรอบคอบ และวางแผนเป็นอย่างดี ให้เหมาะสมกับการใช้งาน และพื้นที่นั้นๆ เพื่อความปลอดภัยของชีวิต

และความปลอดภัยที่มากับสายไฟก็คือรางไฟที่มีคุณภาพ ที่ช่างไฟส่วนใหญ่มั่นใจอย่าง KJL รางไฟที่ทำจากวัสดุที่มีความแข็งแรงทนทานใช้งานได้อย่างยาวนาน มีมาตรฐานกันน้ำ กันฝุ่น มีให้เลือกได้ตามการใช้งานไม่ว่าจะเป็นรางไวร์เวย์ , รางเคเบิ้ลเทรย์ และ รางเคเบิ้ลแลดเดอร์ สั่งด่วน ได้เร็ว สั่งทำได้ตามความต้องการ         

ที่มา : http://eng.rtu.ac.th/ESD/ch8.pdf