ระบบไฟ เฟสเดียว กะ 3 เฟส คืออะไร

ระบบไฟ เฟสเดียว / 3 เฟส จะเป็นระบบในส่วนการใช้งานของผู้บริโภคครับ จริงๆแล้ว ตอนที่เราสร้างบ้าน สร้างโรงงาน เราต้องเลือกนะครับ ว่าจะใช้แบบไหนโดยดูการใช้ไฟของอุปกรณ์ต่างๆในบ้านหรือโรงงาน แล้วทางวิศวกรหรือช่างไฟในโครงการ จะเป็นคนออกแบบให้ครับ หลังจากนั้นก็เดินไฟให้ถูกต้องตามมาตรฐาน แล้วทำเรื่องยื่นขอใช้ไฟ พอทางการไฟฟ้ามาตรวจแล้วได้ตามมาตรฐานก็จะนำมิตเตอร์เก็บค่าไฟมาติดให้ครับ

ในปัจจุบันเราใช้ไฟฟ้ากันมากขึ้น ยิ่งการมาถึงของรถไฟฟ้า ที่ใช้กระแสไฟมหาศาลในการชาร์จ ทำให้มี ลูกค้าถามกันมามากขึ้นครับว่าจะออกแบบเผื่อไว้อย่างไรดี บางทีอยากเปลี่ยนจาก เฟสเดียวเป็น 3 เฟสทำได้ไหม อะไรคือการบาลานซ์ ในระบบ 3 เฟส บทความนี้จะพยายามอธิบายให้ง่ายที่สุดตามความเข้าใจของ แอดนะครับ

เกริ่นมานานแล้วแล้วเริ่มเลยดีกว่า

ไฟ 1 เฟส จะมี สายไฟ 2 เส้น บางคนหลุดเรียกไฟ 2 เฟส จริงๆแล้วไม่ใช่นะครับ เป็นเฟสเดียว
ถ้าเคยต่อถ่านไฟฉายใส่หลอดให้สว่างในโครงการวิทย์ คงจะพอจำกันได้นะครับ โดยเรามีขั้ว + และ – ใช่ไหม แต่ไฟกลุ่มใช้แบตเตอร์รี่เราจะเรียกว่าไฟกระแสตรง (Direct Current – DC) ส่วนไฟฟ้าใช้ตามบ้านเราเรียกว่ากระแสสลับ (Alternating Current – AC ) ซึ่งอันนี้ต้องดูรูปคลื่นครับ ยาก—ข้ามก่อน

ไฟจะครบวงจรต้องมีเส้นทางให้พลังงานไหลไปครับ ซึ่งถ้าใน DC เราจะดูที่ขั้ว + , – แต่ถ้าเป็น AC เราจะใช้ L (Line- เส้นที่มีไฟ) , N (Neutral-เส้นที่ไม่มีไฟ-เส้นกลาง) แทนครับผม ซึ่งเราจะใช้แรงดัน V-Volt ความต่างศักย์ เป็นตัวสร้างเส้นทางให้กระแสไฟไหล พอเราเปิดสวิตซ์ไฟ ไฟก็จะไหลจาก L ไป N ก็จะครบวงจรครับ ไฟเลยติดสว่าง

ไฟเฟสเดียวมาจากไหน เริ่มต้นคือ ระบบไฟในสายส่งจะมาเป็น 3 เฟส อยู่แล้วครับ ซึ่งจะส่งมาด้วยแรงดันที่สูงมากหลายหมื่นโวลต์ ซึ่งก็จะอยู่ริมถนนที่เราเห็นได้ทั่วไป ก็จะเห็นมีสายไฟ 3 กลุ่ม บนเสาไฟครับ

ถ้าต้องการใช้ไฟ 1 เฟส ก็จะต้องเอาหม้อแปลงเข้ามาแปลง โดยการเอาเส้นสายส่งที่มีไฟ 2 เส้น (จาก 3 เส้น) ผ่านหม้อแปลง ต่อกราวน์ที่หม้อแปลงได้เป็น เส้นที่มีไฟ ถ้าเอาไขควงเช็คไฟจะติดสว่าง (L) เส้นกลาง (N) ซึ่งจะมีแรงดัน 230V (220V เป็นตำราเก่าแต่ยังติดปากอยู่)

หลังจากนั้นเราก็ต่อไฟ L N 230V ที่ได้หลังหม้อแปลง ผ่านมิตเตอร์การไฟฟ้ามาใช้งานในบ้านครับ

สำหรับไฟ 3 เฟสนั้นจะดึงจากสายส่งทั้ง 3 เส้นเลย หลังจากผ่านหม้อแปลงแล้ว จะเพิ่มมาอีก 1 เส้น คือ N ที่ได้จากการตอกกราวน์ ที่เสาไฟใต้หม้อแปลง

ระบบ 3 เฟสเราจะได้สายไฟมาหน้าบ้านทั้งหมด 4 เส้นนะครับ โดยจะมีเส้นที่มีไฟ 3 เส้น (เอาไขควงเช็คไฟจะติดสว่าง) โดยสัญลักษณ์ และชื่อเรียก จะป้องกันการสับสนกับ L ในระบบ 1 เฟส เลยเรียกว่า R , S , T แทน และเส้นกลาง N : 1 เส้นครับผม

ทีนี้ไฟทั้ง 4 เส้นที่เราได้มาใช้งาน ถ้าเราวัดความต่างศักย์ V-Volt ระหว่างเส้นที่มีไฟ คู่ใดคู่หนึ่ง (ระหว่าง R,S,T)เราจะได้ 380-400V ครับ แต่ถ้าเราวัด V ระหว่างเส้นที่มีไฟ กับ N เราจะได้แรงดัน 220-230V ซึ่งเท่ากับไฟ 1 เฟสครับ
ดังนั้นในอีกความหมายคือ ระบบ 3 เฟส คือเราจะได้วงจร 3 เฟส มาใช้ 1 วงจร และสามารถแยกย่อยเป็นระบบ 1 เฟส ได้อีก 3 วงจรครับผม

ทำไมเราถึงต้องมีทั้ง 2 ระบบนี้ด้วย ถ้าอธิบายแบบง่ายๆเลยคือ ในการใช้กำลังไฟเท่ากัน ไฟ 3 เฟสจะใช้กระแสในแต่ละเส้นน้อยกว่า ไฟเฟสเดียวครับผม สมมติว่า เรามีอุปกรณ์ไฟฟ้าชิ้นหนึ่ง ใช้กำลังไฟ 5000W กระแสที่ใช้งาน ของ ไฟเฟสเดียวและ 3 เฟสจะเป็นตามนี้ครับ

ข้ามการคำนวณไปเลยนะครับ 555 ถ้าดูแบบง่ายๆเลย จะเห็นว่า กระแสจะเฉลี่ย ไปในทุกเส้น แทนที่จะรวมกันอยู่ในเส้นเดียว อันนี้คือมีผลดี ต่อการใช้อุปกรณ์อื่นๆร่วมครับ เช่น เบรคเกอร์ และสายไฟ ถ้าใช้ระบบเฟสเดียว เบรคเกอร์ก็ต้องใช้ 2P 30A สายไฟต้องราวๆ 4mm – 6mm / เฟส นะครับ ถ้าเป็น 3 เฟส เบรคเกอร์ ก็ 3P 10A สายไฟก็ลดเหลือ 1.5mm-2.5mm / เฟส จะเห็นว่าสามารถลดปริมาณกระแสได้ราวๆนึงเลย โดยรวมก็จะทำให้ มีความปลอดภัยมากขึ้น และ มีโอกาสที่ค่าใช้จ่ายทางด้านอุปกรณ์ต่างๆถูกลงครับ

การทำไฟเป็น 3 เฟสไม่ช่วยทำให้จ่ายค่าไฟถูกลงนะครับ จริงๆคือมีโอกาสแพงขึ้นด้วยซ้ำ เพราะ ระบบ 3 เฟสต้องการการจัดการครับ ลองจินตนาการว่า ถ้าเรามีการใช้ไฟเส้นในเส้นหนึ่ง มากกว่าอีก 2 เส้นมากๆ จะเป็นอย่างไร เช่นเฟส R มีกระแส 50A , S มี 2A , T มี 10A เป็นต้น

สิ่งที่จะเกิดขึ้นก็คือกระแสไม่สมดุลในเส้น N ครับ ซึ่งก็จะมีผลเสียตามมาในเรื่อง แรงดันตกบางเฟส อันนี้แย่เลยถ้าใครใช้มอเตอร์ 3 เฟส และค่าความสูญเสียทางไฟฟ้ามากขึ้น , สาย N ร้อน เสื่อมไว เป็นต้น
ดังนั้นในการใช้งานระบบไฟ 3 เฟสจึงควรทำให้กระแสที่ไหลในเส้น R S T ใกล้เคียงกัน ถ้าจะให้เท่ากันเลยเป็นไปไม่ได้นะครับ ซึ่งการทำให้ใกล้เคียงกันจะเรียกว่าการ บาลานซ์เฟส

อ้อใครที่บอกว่าทำ 3 เฟสแล้วค่าไฟถูกลง ถ้าบาลานซ์ไม่ดี ค่าไฟจะแพงขึ้นนะครับ

การบาลานซ์เฟส คือการนำอุปกรณ์ไฟฟ้า ไปกระจายกันอยู่ในแต่ละเฟส เพื่อเวลาใช้งานกระแสจะถูกเฉลี่ยไปนั่นเองครับ เช่น ถ้าเรามี เครื่องทำน้ำอุ่น 3 เครื่อง แต่ไปใช้ไปอยู่ที่ R เส้นเดียว เวลาเปิดใช้ก็จะมีกระแสไหลแค่ R ส่วน S กับ T ไม่มีใช้งานเลย อันนี้ไม่บาลานซ์ ครับ ซึ่งเราอาจจะต้องกระจาย ไป เฟสละ 1 ตัวอย่างนี้เป็นต้น

แต่ในความเป็นจริง เราคงไม่มีอุปกรณ์ไฟฟ้าที่หารด้วย 3 ลงตัวเสมอใช่ไหมครับ บางที อุ่น 5 แอร์ 4 อย่างนี้ เวลากระจายมันต้องเฉลี่ยกันไฟทีละเฟสซึ่ง วิศวกรหรือช่างไฟที่ออกแบบ ต้องใช้ ตารางโหลด เพื่อมาจัดการตรงนี้ครับผม

เป็นตัวอย่างนะครับ ซึ่ง ตาราง load 3 เฟส จะมี 3 ช่องใส่ค่ากำลังไฟ (VA) ตามรายการอุปกรณ์ไฟฟ้าทางซ้ายครับ ผลรวมของแต่ละเฟสจะอยู่ในกรอบสีชมพู ซึ่งถ้าบาลานซ์แล้วค่าออกมาจะใกล้เคียงกันครับผม

การใส่ค่า VA จะต้องคำนวนตามมาตรฐานของ วสท. ส่วนใหญ่จะเป็นค่าประมาณการครับ ปลั๊กจะอยู่ที่ราวๆ 180VA ต่อ จุด นอกนั้นส่วนใหญ่คิดค่ากำลังไฟฟ้าที่ใช้ หารด้วย 0.8 ครับ (อันนี้เอาไว้บทความหน้านะครับ)

ทีนี้เราจะทำอย่างไรเพื่อให้เราเลือกใช้ไฟ เฟสเดียว หรือ 3เฟสได้ตรงตามความต้องการ
อย่างแรกเลยนะครับ มีอุปกรณ์ที่ใช้เป็นระบบ 3 เฟส หรือเปล่า เช่นเครื่องชาร์จรถเป็น 3 เฟส , แอร์เป็น 3 เฟส ถ้ามีก็หนีไม่ได้ครับ ต้องไป 3 เฟส เลย

ถ้าไม่มีอุปกรณ์ 3 เฟส แต่มีการใช้ไฟเยอะๆ คำว่าเยอะอันนี้ดูจากจำนวนอุปกรณ์ที่กินไฟเยอะๆครับ เช่น
เตาไฟฟ้า แอร์ เครื่องทำน้ำอุ่น ที่ชาร์จรถ ถ้ามีรวมๆกันเกิน 10 จุดนะครับ แนะนำไป 3 เฟสจะดีกว่าครับ แต่ถ้าน้อยกว่าก็แล้วแต่การตัดสินใจครับ เพราะค่าใช้จ่ายในการขอใช้ไฟมีโอกาสจะสูงกว่า

ที่อุปกรณ์ใช้ไฟเยอะๆ รวมเกิน 10 ชิ้น แนะนำไป 3 เฟส เพราะว่า เวลายื่นขอใช้ไฟ เฟสเดียว ทางการไฟฟ้าจะคิดบางอุปกรณ์ ที่คิด demand 100% (demand คือโอกาสในการใช้งานอุปกรณ์ครับ เช่น เรามีปลั๊กในบ้าน 20 จุด เราคงไม่ใช้พร้อมกันทุกจุดใช่ไหมครับ ความหมายของ demand 50% คือ เราใช้ปลั๊กโดยเฉลี่ยพร้อมกัน 10 จุด ถ้า demand 80% คือเราใช้ปลั๊กโดยเฉลี่ยพร้อมกัน 16จุด เป็นต้น)

เรื่องของการคิด demand จะแยกออกไปอีกส่วนนะครับ เพราะรายละเอียดค่อนข้างเยอะ แต่เบื้องต้นขอให้เข้าใจว่า ไฟเฟสเดียว มีหลายชนิดอุปกรณ์ที่ต้องคิด demand 100% เสมอ เช่น แอร์ ทำให้เวลาคำนวณกระแสใช้งานออกมาจะสูงกว่าการใช้งานในชีวิตจริงครับ เช่นถ้ามีแอร์ 10A = 4 เครื่อง ก็ 40A แล้วครับ แต่ในชีวิตจริงเราอาจจะเปิดพร้อมกันแค่ 2 เครื่อง 20A อะไรแบบนี้ กระแส 40A นี่ก็มิเตอร์​ 15/45 แล้วครับ เวลาขอไฟอาจจะต้องใช้ขนาดถัดไปคือ 30/100A ซึ่งสิ่งที่ตามมาก็คือ ราคาสายไฟ กับอุปกรณ์ป้องกันต่างๆก็ต้องจ่ายในส่วนนี้มากขึ้นตาม

จริงๆแล้วทาง วสท.ออกแบบมาตรฐานมาเพื่อป้องกันการใช้ไฟฟ้าเกินครับ ซึ่งก็จะมองถึงความปลอดภัยเป็นหลัก ถ้า มิเตอร์ 15/45 เมน 50A เราเปิด แอร์ 4 ตัวพร้อมกัน แล้วเปิดเตา เปิดเครื่องทำน้ำอุ่น ก็มีโอกาสที่มิเตอร์หน้าบ้านจะไหม้ได้ ไม่ก็เบรคเกอร์เมนทริป ข้อจำกัดในส่วนนี้บางทีช่างหรือเจ้าของโครงการไม่ได้บอกนะครับเพราะการคิด demand ต่ำๆจะทำให้ของถูกลง แล้วบางคนพอเบรคเกอร์ทริปก็มาหาซื้อขนาดที่รองรับกระแสได้มากขึ้นโดยไม่ได้ดูระบบเก่าโดยรวม พอเปลี่ยนแล้วบางทีกลับทำให้เกิดปัญหาใหม่ตามมาอีก ดังนั้นถ้าพอจ่ายไหวก็ให้ช่างหรือวิศวกรที่ออกแบบทำตามมาตรฐานเถอะครับ

ส่วนไฟ 3 เฟสจะยอมให้ใช้ demand ราวๆ 80% ของกระแสใช้งานทั้งหมดครับ ถ้า design ดีๆ ก็จะทำให้ประหยัดและได้อุปกรณ์ที่หาได้ง่ายในท้องตลาดมากกว่า เช่น เฟสเดียวอาจจะไปถึง 200A แต่ถ้า 3 เฟส อาจจะเหลือเฟสละ ราวๆ 50-60A ซึ่งก็ทำให้ราคาอุปกรณ์ถูกลงเยอะเลยครับ

สำหรับคนที่อยากจะเปลี่ยนระบบไฟจากเฟสเดียวเป็น 3 เฟส อาจจะต้องดูรายละเอียดตามนี้ครับผม
1. การเปลี่ยนเป็นระบบ 3 เฟส ต้องทำการเดินสายเมนใหม่ จาก 2 เป็น 4 เส้น ต้องดูขนาดเบรคเกอร์ที่ใช้ด้วยครับ บางทีอาจจะต้องเปลี่ยน 2 เส้นเดิมเลยถ้าใช้ไม่ได้

2. ต้องทำการขอมิเตอร์ใหม่ครับ โดยต้องเดินสายให้เรียบร้อยตามมาตรฐาน และนัดให้ทางการไฟฟ้าในพื้นที่มาตรวจ เพื่อขอใช้มิเตอร์ครับ ส่วนนี้มีค่าใช้จ่าย ทั้งการเรียกตรวจและ ค่าขอใช้มิเตอร์ครับผม

3. ระบบไฟในบ้าน ถ้าเป็นตู้พ่วงหลายๆใบ ต้องดูการใช้งานให้ดีครับผม เพราะจะทำบาลานซ์ยากขึ้น

4. ระบบวงจรย่อยเฟสเดียวสามารถใช้วงจรเดิมได้ครับ แต่ต้องเอามากระจายทำบาลานซ์ไปตามเฟส

5. จุดติดตั้งตู้ 3 เฟสจะมีขนาดใหญ่กว่า เฟสเดียวครับ ต้องการพื้นที่พอสมควร ถ้าต้องขยับตู้ บางทีสายไม่ถึงต้องต่อเพิ่ม ทั้งนี้จุดต่อต้องทำให้เรียบร้อยครับ สลิป ท่อหด เทป ต้องแน่นหนาเพราะจุดต่อเยอะๆจะมีความเสี่ยงที่จุดต่อมาชนกันแล้วเกิดไฟช๊อตครับผม

เป็นไงบ้างครับ คงพอได้ข้อมูลเพื่อการตัดสินใจว่าจะใช้ไฟระบบไหนได้ดีขึ้นครับผม