นิวทรัลพ่วงข้ามหม้อแปลง ทำไมบาลานซ์เฟสอย่างเดียวไม่จบ
ก่อนจะเกลี่ยโหลดให้สามเฟสสมดุล ต้องรู้ก่อนว่ากระแสที่วัดได้เป็นของระบบเราจริงหรือเปล่า เพราะถ้านิวทรัลสองระบบพ่วงถึงกันอยู่ ตัวเลขที่อ่านมามันไม่ใช่ของเราคนเดียว
พอดีตอนไปเก็บข้อมูลเพื่อออกแบบฟีดเดอร์ใหม่ให้อาคารบริการแห่งหนึ่ง (อ่านตอนวินิจฉัยสายเมนก่อนหน้า) ช่างประจำที่นั่นบ่นให้ฟังว่าเกลี่ยโหลดสามเฟสยังไงก็ไม่ลง เฟส A สูงกว่าเพื่อนตลอด แล้วที่แปลกกว่านั้นคือวันหยุดที่ทั้งอาคารไม่มีใครทำงาน เฟส A ยังค้างอยู่ 30-40 A มากกว่าอีกสองเฟส ผมเลยขอไล่ดูโครงสร้างต้นทางทั้งระบบ แล้วเจอสาเหตุที่ทำให้งานบาลานซ์เฟสเป็นงานที่ทำไม่ได้ตั้งแต่แรก บทความนี้ผมเอาทั้งวิธีไล่ ทั้งกับดักตอนวัด และลำดับการแก้ที่ห้ามสลับมาเล่าให้ครบ
ตัวเลขและโครงสร้างในบทความนี้เป็นของไซต์งานหนึ่งเท่านั้น ใช้อ้างอิงเป็นแนวทางการวินิจฉัยได้ แต่งานจริงต้องให้วิศวกรไฟฟ้าคำนวณและรับรอง และที่สำคัญที่สุด งานฝั่งแรงสูงกับงานจั๊มสายที่หม้อแปลง ต้องให้การไฟฟ้าเป็นผู้ทำเท่านั้น จุดจั๊มพวกนี้อยู่สูงและอยู่ใกล้สายแรงสูง ต้องใช้รถกระเช้าและต้องมีการดับไฟตามขั้นตอน ห้ามให้ช่างทั่วไปขึ้นไปทำเองไม่ว่ากรณีใด
อาการ เฟส A ค้าง 30-40 A ตอนที่ไม่ควรมีโหลด
อาการตั้งต้นมีสองข้อ ข้อแรกคือเกลี่ยโหลดไม่ลง ไล่ย้ายวงจรในตู้ยังไงเฟส A ก็ยังสูงกว่าเพื่อน ข้อสองคือวันหยุดที่ปิดแผนกหมดแล้ว เฟส A ยังค้างอยู่ 30-40 A เหนืออีกสองเฟส
ข้อสองนี่แหละคือเบาะแสหลัก โหลดที่หายไปตามวันหยุดคือโหลดของอาคาร ส่วนโหลดที่ไม่หายตามวันหยุดแปลว่ามันไม่ใช่โหลดของอาคาร พอตั้งสมมติฐานแบบนี้แล้วออกไปไล่แนวสายจริง ก็เจอว่ามีบ้านพักหลายหลังต่อไฟอยู่บนสายเมนของอาคาร ทั้งที่บ้านพักมีสายของตัวเองจากหม้อแปลงอีกลูกอยู่แล้ว
โครงสร้างจริง สองระบบที่ควรแยกแต่ไม่แยก
โครงสร้างที่ควรจะเป็นคือหม้อแปลงสองลูกต่างคนต่างจ่ายระบบของตัวเอง ลูกใหม่จ่ายฝั่งอาคารบริการ ลูกเก่าจ่ายฝั่งแฟลตกับบ้านพัก แต่สภาพจริงที่ไล่ได้คือมีสองจุดที่ทำให้สองระบบกลายเป็นระบบเดียวกัน
| หัวข้อ | สภาพที่ควรจะเป็น | สภาพจริงที่ไล่เจอ |
|---|---|---|
| หม้อแปลงลูกใหม่ | จ่ายเฉพาะฝั่งอาคารบริการ | จ่ายอาคาร บวกบ้านพักบางหลังที่แอบเกาะสายเมน |
| หม้อแปลงลูกเก่า | จ่ายแฟลตกับบ้านพักทั้งหมด | จ่ายบางส่วน สายบ้านพักของตัวเองว่างงานอยู่ |
| นิวทรัลสองระบบ | แยกขาดจากกัน | จั๊มพ่วงถึงกันที่หม้อแปลง |
| นิวทรัลบ้านพัก | ใช้ของสายบ้านพักเอง | จั๊มรวมกับนิวทรัลสายเมนอาคาร |
| ผลที่ตามมา | วัดโหลดแต่ละระบบได้ตรง | วัดที่ตู้เมนแล้วได้โหลดปนกันสองระบบ |
สรุปเป็นสองข้อ ข้อแรก นิวทรัลของหม้อแปลงสองลูกพ่วงถึงกัน ข้อสอง บ้านพักหลายหลังใช้นิวทรัลร่วมกับสายเมนของอาคาร และบางหลังหนักกว่านั้นคือ ต่อทั้งเฟสและนิวทรัลจากสายเมนของอาคารโดยตรง ทั้งที่มีสายของตัวเองพาดอยู่ข้างบนนั่นแหละ แค่ไม่ได้ใช้
ทำไมนิวทรัลพ่วงทำให้บาลานซ์ไม่ได้
ในระบบสามเฟสสี่สายที่สมดุล กระแสในนิวทรัลจะเข้าใกล้ศูนย์ เพราะกระแสสามเฟสหักล้างกันทางเวกเตอร์ ยิ่งไม่สมดุลมาก กระแสในนิวทรัลยิ่งสูง สูตรที่ใช้ประมาณคือแบบนี้
import math
def neutral_current(ia, ib, ic):
"""กระแสนิวทรัลของระบบ 3 เฟส 4 สาย กรณีโหลดไม่สมดุล (ประมาณ)"""
return math.sqrt(ia*ia + ib*ib + ic*ic - ia*ib - ib*ic - ic*ia)
print(round(neutral_current(100, 100, 100), 1)) # สมดุล -> 0.0
print(round(neutral_current(140, 100, 100), 1)) # A เกิน 40 A
print(round(neutral_current(292, 100, 103), 1)) # ถ้าเฟส A ต่างเกือบ 200 A
ผลที่ได้จากสคริปต์ข้างบน
100 / 100 / 100 -> 0.0 A สมดุล นิวทรัลแทบไม่มีกระแส
140 / 100 / 100 -> 40.0 A ต่างกัน 40 A นิวทรัลรับ 40 A
292 / 100 / 103 -> 190.5 A ต่างเกือบ 200 A นิวทรัลรับหนักมาก
สูตรนี้ใช้กับโหลดที่เป็นความต้านทานล้วนและคลื่นไม่เพี้ยน
ถ้าเป็นโหลดสวิตชิ่งเยอะ ต้องคิดฮาร์มอนิกลำดับที่สามที่บวกกันในนิวทรัลอีกชั้น
ทีนี้พอนิวทรัลของสองระบบพ่วงถึงกัน มันไม่ได้แค่ทำให้กระแสนิวทรัลสูงขึ้น มันทำให้ กระแสไหลข้ามระบบได้ โหลดของบ้านพักที่จ่ายจากหม้อแปลงลูกเก่า สามารถไหลกลับผ่านนิวทรัลที่พ่วงกันไปโผล่ที่ฝั่งหม้อแปลงลูกใหม่ ผลคือสิ่งที่ช่างวัดได้ที่ตู้เมนอาคารไม่ใช่โหลดของอาคารล้วน ๆ อีกต่อไป
ปัญหาไม่ใช่แค่ว่าโหลดเกิน แต่คือ วัดแล้วตีความไม่ได้ ช่างย้ายวงจรในตู้ไปเฟส B เพื่อให้สมดุล แต่โหลดที่ทำให้เฟส A สูงอยู่นอกตู้และไม่ได้ขยับตาม พอย้ายไปย้ายมาก็กลายเป็นทำให้ระบบเพี้ยนหนักกว่าเดิม งานบาลานซ์เฟสจะเริ่มได้ต่อเมื่อแยกสองระบบออกจากกันเรียบร้อยแล้วเท่านั้น
กับดักการวัด มิเตอร์อ่าน 2928 / 0996 / 1032
หน้างานมีมิเตอร์วัดกำลังไฟติดอยู่ที่ตู้แล้ว จอแสดงค่าสามเฟสเป็น L1 2928, L2 0996, L3 1032 พร้อมหน่วยแอมป์ ตอนถ่ายรูปมาผมเกือบเอาไปใส่เอกสารเลย ดีที่หยุดคิดก่อน เพราะตัวเลขชุดนี้ตีความได้หลายทางและแต่ละทางให้ข้อสรุปคนละเรื่องกันเลย
| การตีความ | L1 | L2 | L3 | ส่วนต่าง A กับ B |
|---|---|---|---|---|
| อ่านตรงตัว หนึ่งตำแหน่งทศนิยม | 292.8 A | 99.6 A | 103.2 A | เกือบ 200 A |
| ตั้ง CT คนละอัตราส่วนกับที่คิด | ค่าเปลี่ยนตามอัตราส่วนจริง | ไม่แน่นอน | ||
| สิ่งที่ช่างเล่าจากการวัดด้วยคลิปแอมป์ | เฟส A สูงกว่าเพื่อน | — | — | 30-40 A |
ส่วนต่างระหว่าง "ต่างกัน 30 A" กับ "ต่างกัน 200 A" คือคนละข้อสรุปทางวิศวกรรมโดยสิ้นเชิง อันแรกคือความไม่สมดุลที่แก้ด้วยการย้ายวงจร อันหลังคือระบบที่มีอะไรผิดปกติหนักและอาจต้องหยุดใช้งานทันที ผมเลยยึดกติกาว่า ค่าจากมิเตอร์ที่ยังไม่ยืนยัน CT ratio กับตำแหน่งจุดทศนิยม ห้ามใช้เป็นตัวเลขอ้างอิงในเอกสารเด็ดขาด ให้เขียนว่า "รอยืนยัน" ไว้ก่อน แล้วไปวัดซ้ำด้วยคลิปแอมป์ที่จุดเดียวกันเทียบ
วิธียืนยันที่ผมใช้มีสามข้อ ข้อแรกเปิดเมนูตั้งค่าของมิเตอร์ดูว่า CT primary ตั้งไว้เท่าไร แล้วไปดูของจริงที่คล้องอยู่ว่าเป็นอัตราส่วนเดียวกันหรือเปล่า ข้อสองคล้องคลิปแอมป์วัดที่สายเส้นเดียวกันในจังหวะเดียวกันแล้วเทียบ ข้อสามดูค่ากำลังไฟรวมที่มิเตอร์คำนวณเทียบกับกระแสที่แสดง ถ้าอัตราส่วนผิดตัวเลขสองชุดนี้จะขัดกันเอง
เช็คความสมเหตุสมผลของค่าที่อ่านได้
P (kW) ที่มิเตอร์แสดง เทียบกับ sqrt(3) x V x I x pf
ถ้ามิเตอร์บอก I รวมระดับ 290 A ที่ 380 V -> ควรเห็น P ราว 170-190 kW
ถ้าจอบอก P อยู่แถว 60-70 kW -> ค่ากระแสที่อ่านผิดอัตราส่วนแน่นอน
หลักการ: อย่าเชื่อค่าตัวเดียว ให้หาค่าที่สองที่คำนวณกลับมาหากันได้เสมอ
ลำดับการแก้ที่ห้ามสลับ
พอรู้โครงสร้างแล้วทางแก้ไม่ยาก แต่ลำดับสำคัญมาก ถ้าสลับขั้นตอนจะเกิดสภาพอันตรายทันที
- ประสานการไฟฟ้าขอดับไฟฝั่งบ้านพักทั้งหมดก่อนเริ่มงาน ห้ามทำงานบนสายที่ยังมีไฟ
- แยกนิวทรัลของบ้านพักออกจากสายเมนอาคาร ทีละหลัง ให้ครบทุกหลังตลอดแนวสายที่พาดผ่าน หลังไหนที่ต่อทั้งเฟสและนิวทรัลจากสายอาคาร ต้องย้ายกลับไปสายบ้านพักทั้งชุด
- เมื่อครบทุกหลังแล้ว ค่อยให้การไฟฟ้าแยกนิวทรัลที่หม้อแปลง โดยจั๊มนิวทรัลเส้นใหม่ขนาด 120 ตร.มม. ที่เตรียมไว้ ขนาดนี้พอสำหรับนิวทรัลของทั้งอาคารในปัจจุบัน
- วัดกระแสแต่ละเฟสใหม่ทั้งระบบ ตอนนี้ค่าที่อ่านได้เป็นของอาคารล้วน ๆ แล้ว ค่อยไล่ย้ายโหลดให้สมดุล
- ตามด้วยงานจุดต่อ ทำความสะอาดขั้ว ขันย้ำให้แน่น แล้วพันเทปละลายใหม่ทุกจุด เน้นช่วงที่เสียหายหนักที่สุดก่อน
ข้อนี้คือจุดที่พลาดแล้วอันตรายจริง ถ้าไปตัดนิวทรัลที่หม้อแปลงก่อนที่บ้านพักทุกหลังจะแยกเสร็จ บ้านพักที่ยังอาศัยนิวทรัลร่วมอยู่จะกลายเป็นบ้านที่ ขาดนิวทรัล ทันที ผลคือแรงดันที่โหลดเฟสเดียวในบ้านเหวี่ยงไปตามความไม่สมดุล บ้านหนึ่งอาจได้แรงดันต่ำ อีกบ้านได้สูงเกินจนเครื่องใช้ไฟฟ้าพัง ลำดับนี้ห้ามสลับเด็ดขาด
ผลข้างเคียงที่ต้องบอกเจ้าของงานล่วงหน้า
เรื่องนี้ผมว่าสำคัญพอ ๆ กับตัวงาน เวลาแก้ระบบที่พ่วงกันมานาน โหลดที่เคยแอบวิ่งอยู่บนสายใหญ่จะกลับไปกองอยู่บนสายที่ควรจะรับมันตั้งแต่แรก แล้วสายนั้นอาจจะไม่ได้ใหญ่พอ
ในเคสนี้สายช่วงจากห้องเจนไปบ้านพักเป็น สายอลูมิเนียมขนาดเล็ก ตอนที่บ้านพักครึ่งหนึ่งแอบเกาะสายอาคารอยู่ สายเส้นนี้เลยดูเหมือนพอ พอย้ายบ้านพักกลับมาครบทุกหลัง โหลดทั้งหมดมากองที่นี่ อาการไฟตกที่เคยไม่มีจะไปโผล่ที่บ้านพักแทน
อาการอยู่ที่ฝั่งอาคาร
บ้านพักบางส่วนกินไฟจากสายอาคาร ทำให้สายอาคารรับภาระเกินและบาลานซ์เฟสไม่ได้ ส่วนสายบ้านพักเส้นเดิมว่างงาน ดูเหมือนไม่มีปัญหาอะไร
อาการย้ายไปที่บ้านพัก
โหลดกลับมากองบนสายอลูมิเนียมเส้นเล็กทั้งหมด แรงดันตกที่ปลายสายเพิ่มขึ้นทันที บ้านพักไฟตกทุกหลังแทน กลายเป็นย้ายปัญหา ไม่ใช่แก้ปัญหา
ทางออกคือต้องเดินสายใหม่ให้ใหญ่ขึ้นในช่วงต้นทางของฝั่งบ้านพักควบคู่ไปด้วย ไม่ใช่แค่แยกออกมาเฉย ๆ ตรงนี้ต้องเขียนใส่เอกสารและบอกเจ้าของงานตั้งแต่วันแรก ไม่งั้นพอแก้เสร็จแล้วมีคนโทรมาบ่นว่าไฟตก คนทำงานจะกลายเป็นฝ่ายผิดทั้งที่ทำถูกทุกขั้นตอน
งานจุดต่อคือการยืดเวลา ไม่ใช่การแก้
หลักฐานหน้างานที่ชัดที่สุดคือ วันแรกที่เข้าไปแก้ แค่ขยับขั้วต่อกับไขสายใหม่ที่จุดต่อไม่กี่จุด ระบบก็กลับมาใช้งานได้ นั่นยืนยันว่าจุดต่อหลวมจากความร้อนสะสมจริง แต่สายเมนของระบบนี้เป็นแบบต่อสายที่เสาทุกต้น แปลว่าต้องไล่ย้ำทั้งแนว และตราบใดที่โหลดยังเกินอยู่ จุดต่อพวกนั้นจะกลับมาหลวมอีกรอบเสมอ
เทปพันจุดต่อที่เสาทุกต้นร่อนหลุดหมดแล้ว เหลือขั้วเปลือยอยู่กลางแจ้ง ถ้ามีกิ่งไม้พาดถึงหรือความชื้นเข้าไปเมื่อไรคือลัดวงจรทันที ระหว่างที่ยังไม่ได้เดินสายใหม่ งานที่ควรทำก่อนเลยคือตัดกิ่งไม้ตามแนวสาย แล้วไล่พันเทปจุดต่อใหม่ให้ครบ อันนี้ทำได้เร็วและลดความเสี่ยงเฉพาะหน้าได้จริง
สรุป ลำดับความสำคัญของทั้งเคส
ผมเรียงลำดับให้ชัดอีกครั้ง ต้นเหตุหลักของอาการสายละลายคือ ตัวนำเส้นเดียวแบกโหลดหนักเกินพิกัด ส่วนนิวทรัลพ่วงกับบ้านพักที่แอบเกาะสายเป็น ตัวซ้ำเติมและตัวที่ทำให้วัดค่าไม่ได้ สองเรื่องนี้ต้องแก้ทั้งคู่ และห้ามใช้แทนกัน
| ช่วง | งานที่ทำ | ผลที่ได้ |
|---|---|---|
| ทันที | ประสานการไฟฟ้าดับไฟบ้านพัก แยกนิวทรัลและเฟสทีละหลัง แล้วให้การไฟฟ้าจั๊มนิวทรัลเส้นใหม่ที่หม้อแปลง | บ้านพักเป็นระบบของตัวเอง โหลดแปลกปลอมบนสายอาคารหายไป |
| ถัดมา | วัดกระแสแต่ละเฟสใหม่ ย้ายโหลดให้สมดุล ตัดกิ่งไม้ที่พาดใกล้แนวสาย | ระบบวัดได้จริง ลดความเสี่ยงลัดวงจรระหว่างรอ |
| หลังแก้สาย | ไล่ขั้วต่อทุกจุด ทำความสะอาด ขันแน่น พันเทปใหม่ | จุดต่อแน่น ฉนวนครบ ไม่มีขั้วเปลือยกลางแจ้ง |
| ระยะยาว | เดินฟีดเดอร์ใหม่แยกโหลดหนักออกจากสายเมนเดิม | สายเดิมเหลือโหลดเบา ไม่กลับมาหลวมและร้อนซ้ำ |
แยกนิวทรัลกับเกลี่ยเฟสเสร็จแล้ว โหลดแปลกปลอมหายไป ระบบวัดได้จริง แต่สายเมนเส้นเดิมก็ยังต้องแบกห้าโซนรวมทั้งโหลดหนักที่สุดอยู่ดี งานเดินฟีดเดอร์ใหม่เลยยังต้องทำอยู่เหมือนเดิม รายละเอียดการเลือกขนาดสายกับเบรกเกอร์ของฟีดเดอร์ใหม่ ผมเขียนไว้ใน ตอนเรื่องพิกัดกระแสกับวิธีติดตั้ง
สิ่งที่ผมอยากให้จำจากเคสนี้มีข้อเดียวครับ ก่อนจะเชื่อตัวเลขที่วัดมา ต้องรู้ก่อนว่ามันเป็นตัวเลขของระบบเราจริงหรือเปล่า และก่อนจะเอาค่าจากหน้าจอไปใส่รายงาน ต้องรู้ว่าอัตราส่วนของหม้อแปลงกระแสตั้งไว้เท่าไร สองข้อนี้กันความผิดพลาดที่แพงที่สุดได้แล้ว ตรงไหนผมอธิบายตกหล่นหรือมีโครงสร้างระบบแบบอื่นที่ไม่เหมือนนี้ เดี๋ยวกลับมาแก้เพิ่มให้ภายหลังครับ
เคยเจองานแบบนี้ไหม? ติดตรงไหน?
มาแลกวิธีกันต่อในบอร์ด LinuxThai
ความคิดเห็น 0
ยังไม่มีความคิดเห็น — เป็นคนแรกเลย