ระบบไฟฟ้า 3 เฟส คืออะไร? แตกต่างจากไฟฟ้า 1 เฟสอย่างไร?

พลังงานไฟฟ้าเป็นปัจจัยพื้นฐานสำคัญอย่างยิ่งต่อการดำเนินชีวิตและการขับเคลื่อนภาคธุรกิจในปัจจุบัน ซึ่งไฟฟ้า 3 เฟส คือ หนึ่งในสองระบบหลักที่ใช้ในการส่งจ่ายพลังงานไฟฟ้าสู่ที่อยู่อาศัย อาคารสำนักงาน หรือโรงงานอุตสาหกรรม เพื่อให้ระบบและอุปกรณ์ต่าง ๆ สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม ระบบไฟฟ้าที่ใช้ในแต่ละสถานที่อาจมีความแตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับปริมาณและความต้องการในการใช้พลังงาน 

บทความนี้จะพาไปทำความเข้าใจถึงความแตกต่างระหว่างระบบไฟฟ้า 1 เฟส และระบบไฟฟ้า 3 เฟส รวมถึงเจาะลึกว่าระบบไฟฟ้า 3 เฟสเหมาะกับการใช้งานประเภทใดบ้าง

ระบบไฟฟ้า คืออะไรและมีกี่แบบ? 

ระบบไฟฟ้า คือ กลไกการ “จัดส่ง” และ “แจกจ่าย” พลังงานไฟฟ้า จากแหล่งกำเนิดไปยังอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ ให้สามารถทำงานได้ตามที่เราต้องการ 

โดยระบบไฟฟ้าในประเทศไทย แบ่งออกเป็น 2 ประเภทหลัก ได้แก่ ระบบไฟฟ้า 1 เฟส และ ระบบไฟฟ้า 3 เฟส ซึ่งแต่ละแบบมีโครงสร้างการทำงาน คุณสมบัติ และข้อจำกัดที่แตกต่างกัน การทำความเข้าใจระบบทั้งสองนี้จึงเป็นสิ่งจำเป็นต่อการเลือกใช้งานให้เหมาะสมกับปริมาณการใช้ไฟฟ้า และวัตถุประสงค์ของอาคารสถานที่นั้น ๆ

ระบบไฟฟ้า 1 เฟส คืออะไร? 

ระบบไฟฟ้า 1 เฟส คือ ระบบที่นิยมใช้ในอาคารพักอาศัยทั่วไป ซึ่งออกแบบมาเพื่อรองรับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ต้องการกำลังไฟฟ้าไม่สูงมากนัก เช่น โทรทัศน์ ตู้เย็น พัดลม หรืออุปกรณ์ให้แสงสว่าง ระบบนี้ประกอบด้วยสายไฟฟ้า 2 เส้น ได้แก่ สายเฟส (Line) ซึ่งเป็นสายที่มีกระแสไฟฟ้าไหล และ สายกลาง (Neutral) ซึ่งเป็นสายที่ทำหน้าที่ให้วงจรไฟฟ้าครบสมบูรณ์ โดยทั่วไปมีแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานอยู่ที่ 220-230 โวลต์ (Volt) ความถี่ 50 เฮิรตซ์ (Hz) ในประเทศไทย การติดตั้งและบำรุงรักษาระบบ 1 เฟสมีความซับซ้อนน้อยกว่าและเหมาะสมกับการใช้งานที่ไม่ต้องการพลังงานไฟฟ้าในปริมาณมาก

ระบบไฟฟ้า 3 เฟส คืออะไร? 

ระบบไฟฟ้า 3 เฟส คือ ระบบที่ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อรองรับความต้องการพลังงานไฟฟ้าที่สูงกว่ามาก มักพบในอาคารพาณิชย์ขนาดใหญ่ โรงงานอุตสาหกรรม หรือที่พักอาศัยที่จำเป็นต้องใช้เครื่องใช้ไฟฟ้ากำลังสูง ไฟฟ้า 3 เฟส คือ การรวมกันของกระแสไฟฟ้าสลับ 3 ชุด ซึ่งแต่ละชุดมีมุมเฟสต่างกัน 120 องศา ส่งผลให้เกิดการจ่ายพลังงานไฟฟ้าที่ต่อเนื่องและมีความเสถียรสูง โดยมีแรงดันไฟฟ้าระหว่างเฟสอยู่ที่ 380-400 โวลต์ ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าระหว่างเฟสกับสายกลางจะอยู่ที่ 220-230 โวลต์ ซึ่งเป็นระดับเดียวกับระบบ 1 เฟส ระบบนี้จึงเหมาะสำหรับการขับเคลื่อนเครื่องจักรขนาดใหญ่ หรืออุปกรณ์ที่ต้องการพลังงานอย่างต่อเนื่องและสม่ำเสมอ

ระบบไฟฟ้า 1 เฟส และระบบไฟฟ้า 3 เฟส แตกต่างกันอย่างไร? 

ความแตกต่างระหว่างระบบไฟฟ้าทั้งสองประเภท  สามารถดูได้จาก

• จำนวนสายไฟ

บางคนอาจสงสัยว่า ไฟ 3 เฟส มีสายอะไรบ้าง? ซึ่งโดยทั่วไประบบไฟฟ้า 3 เฟส ประกอบด้วยสายไฟฟ้าอย่างน้อย 4 เส้น ได้แก่ สายเฟส 3 เส้น (L1, L2, L3) และสายกลาง (N) 1 เส้น บางระบบอาจมีสายดิน (Ground) เพิ่มเติมเข้ามา ในขณะที่ระบบไฟฟ้า 1 เฟส จะมีเพียงสายเฟส 1 เส้น และสายกลาง 1 เส้นเท่านั้น

• แรงดันไฟฟ้า (Voltage)

ระบบไฟฟ้า 1 เฟส ให้แรงดัน 220V ส่วนระบบ 3 เฟส ให้แรงดัน 380V ระหว่างเฟส อย่างไรก็ตาม หากวัดจากเฟสใดเฟสหนึ่งกับสายกลางจะได้แรงดัน 220V เช่นกัน

• กำลังไฟฟ้า (Power)

ไฟฟ้า 3 เฟส คือ ระบบที่สามารถจ่ายกำลังไฟฟ้าได้มากกว่าและมีความต่อเนื่องสูงกว่าระบบ 1 เฟส ประมาณ 3 เท่า ด้วยจำนวนเฟสที่มากกว่า ทำให้การส่งผ่านพลังงานมีประสิทธิภาพสูง

• ความเสถียร (Stability)

การจ่ายกระแสไฟฟ้าที่เหลื่อมกันทั้ง 3 เฟส ทำให้ระบบ 3 เฟสมีความเสถียรในการจ่ายไฟสูงกว่า ลดปัญหาไฟตกหรือไฟกระชากได้ดี เหมาะสำหรับโหลดที่ต้องการกำลังต่อเนื่องและสม่ำเสมอ

• การใช้งาน

ระบบ 1 เฟส เหมาะสำหรับบ้านพักอาศัยทั่วไป ส่วนระบบ 3 เฟส เหมาะสำหรับอาคารขนาดใหญ่ โรงงานอุตสาหกรรม หรือสถานที่ที่ต้องการใช้ไฟฟ้าปริมาณมากและเครื่องจักรขนาดใหญ่

ประเทศอื่นแบ่งระบบไฟฟ้าเป็น  1 เฟส 3 เฟส แบบนี้ด้วยไหม?

ประเทศส่วนใหญ่ทั่วโลกก็แบ่งระบบไฟฟ้าออกเป็น 1 เฟส (Single-Phase) และ 3 เฟส (Three-Phase) เช่นเดียวกัน แต่รายละเอียดปลีกย่อยของระบบไฟฟ้าในแต่ละประเทศอาจแตกต่างกันไป เช่น แรงดันไฟฟ้าประเทศส่วนใหญ่ในยุโรป, เอเชีย (รวมถึงไทย), แอฟริกา, ออสเตรเลีย จะใช้แรงดันไฟฟ้าประมาณ 220-240V สำหรับ 1 เฟส และ 380-415V สำหรับ 3 เฟส ที่ความถี่ 50 Hz

ประเทศในอเมริกาเหนือ (สหรัฐอเมริกา, แคนาดา, เม็กซิโก) และบางส่วนของอเมริกากลาง/ใต้ จะใช้แรงดันไฟฟ้าประมาณ 100-127V สำหรับ 1 เฟส และมีแรงดัน 3 เฟสที่แตกต่างกันไป (เช่น 208V, 240V, 480V, 600V) ที่ความถี่ 60 Hz

บางประเทศมีแรงดันผสม เช่น ญี่ปุ่นมีทั้ง 100V และ 200V และบางภูมิภาคอาจมีความถี่ 50Hz หรือ 60Hz แตกต่างกันไปภายในประเทศเดียวกัน

นอกจากนี้ยังมีเรื่องของรูปแบบปลั๊กและเต้ารับ (Plug and Socket Types) แม้ระบบจะคล้ายกัน แต่หน้าตาของปลั๊กและเต้ารับก็แตกต่างกันไปอย่างมากในแต่ละประเทศ ซึ่งเป็นเหตุผลที่เราต้องใช้ปลั๊กอะแดปเตอร์เมื่อเดินทางไปต่างประเทศนั่นเอง

ระบบไฟฟ้า 3 เฟส เหมาะสำหรับการใช้งานแบบไหน? 

ระบบไฟฟ้า 3 เฟส เหมาะสำหรับการใช้งานในลักษณะที่ต้องการพลังงานไฟฟ้าสูงและมีความเสถียร เช่น

• บ้านขนาดใหญ่

บ้านที่ติดตั้งเครื่องใช้ไฟฟ้ากำลังสูงจำนวนมาก เช่น เครื่องปรับอากาศหลายเครื่อง เครื่องทำน้ำอุ่นขนาดใหญ่ เตาอบไฟฟ้า หรือปั๊มน้ำแรงดันสูง ควรใช้ระบบไฟฟ้า 3 เฟส เพื่อรองรับการใช้พลังงานไฟฟ้าจำนวนมากได้อย่างเพียงพอ ลดปัญหาไฟตก ไฟกระชาก และเพิ่มความเสถียรของระบบไฟฟ้าภายในบ้าน

• อาคารสำนักงาน

อาคารสำนักงานในปัจจุบันมีการใช้พลังงานไฟฟ้าสูงมาก ทั้งจากระบบปรับอากาศขนาดใหญ่ คอมพิวเตอร์จำนวนมาก เซิร์ฟเวอร์ ระบบแสงสว่าง และอุปกรณ์สำนักงานอื่น ๆ การมีระบบไฟฟ้า 3 เฟส ช่วยให้การจ่ายกระแสไฟฟ้ามีความเสถียรและเพียงพอต่อความต้องการของอุปกรณ์ ลดความเสี่ยงของปัญหาไฟฟ้าขัดข้องที่อาจส่งผลกระทบต่อการทำงาน

• สถานประกอบการขนาดใหญ่

เช่น ห้างสรรพสินค้า โรงแรม โรงพยาบาล หรือศูนย์การค้า ที่มีการใช้พลังงานไฟฟ้ามหาศาลตลอด 24 ชั่วโมง การติดตั้งระบบไฟฟ้า 3 เฟส เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง เพื่อให้มั่นใจได้ว่าระบบจ่ายไฟฟ้าจะมีความต่อเนื่องและเสถียรภาพสูง สามารถรองรับโหลดไฟฟ้าจากระบบปรับอากาศ ลิฟต์ บันไดเลื่อน ระบบแสงสว่าง และเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่น ๆ ได้อย่างไม่ติดขัด

• โรงงานอุตสาหกรรม

ระบบไฟฟ้า 3 เฟส ถือเป็นระบบไฟฟ้ามาตรฐานสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมเลยก็ว่าได้ เพราะเครื่องจักรกลส่วนใหญ่ เช่น มอเตอร์ไฟฟ้าขนาดใหญ่ ปั๊มน้ำกำลังสูง เครื่องอัดอากาศ หรือเครื่องจักรสำหรับกระบวนการผลิต ล้วนถูกออกแบบมาให้ทำงานด้วยระบบไฟฟ้า 3 เฟส เพื่อให้ได้กำลังสูงสุด ประสิทธิภาพในการทำงานที่ดีที่สุด ลดความร้อนสะสม รวมถึงการสั่นสะเทือนที่อาจเกิดขึ้นจากการจ่ายไฟที่ไม่สมดุล

ข้อดีของระบบไฟฟ้า 3 เฟส มีอะไรบ้าง?

1. ประหยัดค่าไฟในระยะยาว

แม้ค่าติดตั้งเริ่มต้นจะสูงกว่า แต่สำหรับผู้ที่จำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าในปริมาณมาก ระบบไฟฟ้า 3 เฟส คือ การลงทุนที่คุ้มค่า เนื่องจากมีการกระจายโหลดที่ดีกว่าและลดการสูญเสียพลังงานในสายส่งได้

2. เพิ่มเสถียรภาพและความปลอดภัย

ด้วยการจ่ายกระแสไฟฟ้าที่สม่ำเสมอและต่อเนื่องจากทั้งสามเฟส ช่วยลดปัญหาไฟฟ้าติด ๆ ดับ ๆ อันเกิดจากระบบจ่ายไฟไม่เพียงพอ และยังลดความเสี่ยงของการเกิดไฟฟ้าลัดวงจรหรืออุปกรณ์เสียหายจากไฟกระชาก

3. เครื่องใช้ไฟฟ้าทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ

อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ออกแบบมาสำหรับระบบ 3 เฟส เช่น มอเตอร์ขนาดใหญ่ สามารถทำงานได้อย่างเต็มกำลังและมีประสิทธิภาพสูงสุด เนื่องจากได้รับพลังงานที่สม่ำเสมอและเหมาะสม

4. ยืดอายุการใช้งานอุปกรณ์

การจ่ายกระแสไฟฟ้าที่สม่ำเสมอและมีเสถียรภาพสูง ช่วยลดภาระการทำงานหนักของเครื่องจักรและอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ ส่งผลให้การสึกหรอน้อยลง ลดความถี่ในการซ่อมบำรุง และทำให้มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น

5. กำลังไฟมากเพียงพอ

ระบบไฟฟ้า 3 เฟส เป็นการเพิ่มขีดความสามารถในการใช้พลังงานไฟฟ้า ทำให้สามารถต่อเติมหรือเพิ่มอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้พลังงานสูงได้โดยไม่ต้องกังวลเรื่องกำลังไฟฟ้าไม่เพียงพอ

ข้อควรระวังเกี่ยวกับระบบไฟฟ้า 3 เฟส

• อันตรายจากแรงดันไฟฟ้า

การทำงานกับไฟฟ้า 3 เฟส เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าที่สูงถึง 380-400 โวลต์ ซึ่งสูงกว่าระบบ 1 เฟสมาก การสัมผัสโดยตรงอาจเป็นอันตรายถึงชีวิตได้ ดังนั้น การติดตั้ง บำรุงรักษา หรือแก้ไขระบบนี้ ต้องดำเนินการโดยผู้ที่มีความรู้ความเชี่ยวชาญด้านไฟฟ้าเท่านั้น ห้ามบุคคลที่ไม่มีความชำนาญดำเนินการเด็ดขาด

• ความซับซ้อนของระบบและการติดตั้ง

เนื่องจากมีสายไฟหลายเส้นและการจัดวงจรที่ซับซ้อนกว่าระบบ 1 เฟส การออกแบบและติดตั้งระบบไฟฟ้า 3 เฟส จึงต้องอาศัยการคำนวณที่แม่นยำ ประสบการณ์ และความเข้าใจในมาตรฐานทางไฟฟ้าอย่างละเอียด การติดตั้งที่ผิดพลาดอาจนำไปสู่ปัญหาการทำงานหรืออันตรายได้

• การกระจายโหลดที่ไม่สมดุล

หากมีการกระจายโหลด (การใช้ไฟฟ้า) ในแต่ละเฟสไม่เท่ากันหรือไม่สมดุล อาจส่งผลให้เกิดปัญหาแรงดันไฟฟ้าตกในบางเฟส หรือทำให้หม้อแปลงและอุปกรณ์ไฟฟ้าทำงานหนักเกินไป ซึ่งอาจทำให้อุปกรณ์เสียหาย หรือเกิดการสิ้นเปลืองพลังงาน การจัดการโหลดให้สมดุลจึงเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องอาศัยการออกแบบและการติดตั้งที่ถูกต้อง

• การจัดการระบบป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร

ด้วยกำลังไฟฟ้าที่สูงกว่าของระบบ 3 เฟส การออกแบบและเลือกใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรและการโอเวอร์โหลด เช่น เซอร์กิตเบรกเกอร์ หรือฟิวส์ จะต้องมีขนาดและพิกัดที่เหมาะสม เพื่อให้ระบบสามารถตัดวงจรได้อย่างรวดเร็วเมื่อเกิดความผิดปกติ และป้องกันความเสียหายรุนแรงต่ออุปกรณ์และผู้ใช้งาน

• การบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ

เพื่อให้ระบบไฟฟ้า 3 เฟสทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดและคงความปลอดภัยตลอดเวลา การตรวจสอบและบำรุงรักษาเชิงป้องกัน (Preventive Maintenance) โดยช่างผู้เชี่ยวชาญจึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่ง โดยในประเทศไทย ทั้งพระราชบัญญัติควบคุมอาคารและกฎหมายที่เกี่ยวข้องกับโรงงานอุตสาหกรรม มักกำหนดให้มีการตรวจสอบระบบไฟฟ้าอย่างน้อยปีละ 1 ครั้ง โดยเฉพาะในอาคารขนาดใหญ่หรือโรงงานที่ใช้กำลังไฟฟ้าสูง

การทำความเข้าใจว่า ไฟฟ้า 3 เฟส คืออะไร และมีความแตกต่างจากระบบ 1 เฟส อย่างไร ถือเป็นพื้นฐานสำคัญในการตัดสินใจเลือกใช้ระบบไฟฟ้าให้เหมาะสมกับความต้องการและลักษณะการใช้งาน ไม่ว่าจะเป็นบ้านพักอาศัยหรือสถานประกอบการ การเลือกระบบที่ถูกต้องจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้พลังงาน ลดปัญหาที่อาจเกิดขึ้น และที่สำคัญที่สุดคือเพิ่มความปลอดภัยในการใช้งานไฟฟ้า

เพื่อให้ระบบไฟฟ้าของคุณสมบูรณ์แบบและปลอดภัยมากที่สุด การเลือกใช้ผลิตภัณฑ์จัดการสายไฟที่มีคุณภาพก็เป็นเรื่องที่มองข้ามไม่ได้ KJLผู้นำนวัตกรรมตู้ไฟ รางไฟ ที่มีทั้ง รางวายเวย์ และ Cable Tray ผลิตตามมาตรฐานอุตสาหกรรม ช่วยจัดระเบียบสายไฟ ปกป้องสายไฟฟ้าให้ปลอดภัยจากปัจจัยภายนอก และยังช่วยยืดอายุการใช้งานของระบบไฟฟ้าให้ทำงานเต็มประสิทธิภาพ