วัตถุประสงค์
- เผยแพร่ประสพการณ์จากหน้างานจริง
- ผู้ที่สนใจสามารถแลกเปลี่ยนความรู้แนะนำต่อยอด
- เป็นข้อมูลที่สามารถนำไปปรับใช้ในกรณีที่มีผู้ประสพปัญหาเดียวกัน
ลักษณะของปัญหา
- บ้านพักพนักงานเรือนแถว 8 ห้อง สร้างอยู่บนพื้นดินต่ำกว่าถนน 3 เมตรเศษ
ต่อมาพื้นที่ใกล้เคียงทุกด้านถมดินสูงเท่ากับถนน บริเวณบ้านพักจึงกลายสภาพเป็นบ่อ
กว้าง 50 ลึก 15 สูง 3 เมตร โดยประมาณ
แนวทางแก้ปัญหาเบื้องต้น ... สูบน้ำด้วยปั๊มพญานาค
- ต้นกำลังเป็นเครื่องยนต์เอนกประสงค์
- ต้นกำลังเป็นมอเตอร์ 3 เฟสขนาด 5 แรงม้า
จากข้อมูลเบื้องต้นจะทำให้มีภาพรวมดังนี้คือ
- มีขอบคันดินโดยรอบสูง 3 เมตรเศษ
- ปรับมุมลาดเอียงขอบคันดินบริเวณจุดติดตั้งเครื่องสูบน้ำเป็นมุม 45 องศา
- สั่งประกอบเครื่องสูบน้ำพญานาคขนาด 6 นิ้ว ยาว 8 เมตรวัดจากมุมเอียงท่อทางออก มุมเอียงท่อ 45 องศา
ตัดสินใจเลือกต้นกำลังเป็นมอเตอร์ 3 เฟส 5 แรงม้า เนื่องจาก
- สามารถออกแบบเป็นระบบอัตโนมัติได้ กรณีฝนตกระดับน้ำสูงกลางดึก ไม่ต้องมีคนดูแล
- สามารถใช้ไฟฟ้าจากเครื่องกำเหนิดไฟฟ้าได้ กรณีไฟฟ้าดับในช่วงฝนตก
เนื่องจากใช้เลือกมอเตอร์เป็นต้นกำลังจากเหตุผลข้างต้น ประกอบกับมีตัวแปรที่สำคัญคือระยะทาง 150 เมตรวัดจากห้องควบคุมไฟฟ้า
ดังนั้นเรื่องแรงดันตกจึงเป็นเรื่องที่ผมให้ความสำคัญมากเพราะถ้าทำไปแล้วใช้งานไม่ได้ก็จะเสียหายทั้งตัวอาคารและการลงทุนทำระบบสูบน้ำ
เรื่องของเรื่องดันตก ...
ทุกท่านที่ทำงานเกี่ยวกับระบบไฟฟ้าทุกคนทราบดีว่าแรงดันจะตกได้ไม่เกิน 5 เปอร์เซนต์โดยรวมซึ่งแบ่งออกเป็น ...
- แรงดันตกในสาย Feeder ช่วงแรกจากหม้อแปลงถึงตู้เมนสวิทช์ไม่เกิน 2 เปอร์เซนต์
- แรงดันตกในวงจรย่อยจากตู้เมนสวิทช์ถึงปลายทางไม่เกิน 3 เปอร์เซนต์ที่โหลดสูงสุด
รวมทั้งหมดไม่เกิน 5 เปอร์เซนต์ เพราะฉะนั้นกรณีของผมนี้ แรงดันปลายทางที่จุดสูบน้ำต้องมีแรงดันไม่ต่ำกว่า 380V
แสดงว่าแรงดันทั้งระบบจากหม้อแปลงถึงเครื่องสูบน้ำ จะตกเกิน 20V ไม่ได้ ... 400/5 เปอร์เซนต์
สิ่งที่เปลี่ยนแปลงไม่ได้คือ
- มอเตอร์ 5 HP 3 เฟสกระแส 8 แอมป์
- ระยะทาง 150 เมตร
ผมจึงนำข้อจำกัดดังกล่าวไปเข้าสูตรคำนวนดังนี้โดยการเปิดตารางสายไฟ ... ผมเลือกเบอร์ THW 4.0 sq.mm
ขัอมูลจากตารางสายไฟ สายเบอร์ 4 มีความต้านทานเท่ากับ 9.60 (mV/A/m)
ดังนั้นก็จะเท่ากับ (9.60/1000)
คูณกระแสของมอเตอร์ 8.5 แอมป์
คูณด้วยระยะทางหน่วยเป็นเมตรคือ 150
เพราะฉะนั้นจะมีแรงดันตกเท่ากับ (9.60/1000) x8.5 x150 = 12.24V
ดังนั้นแรงดันที่ปลายทางเมื่อโหลดเต็มที่เท่ากับ 400 - 12.24 = 387.76V
ผมตัดสินใจนาทีสุดท้ายเลือกใช้สาย THW #6 แทนเพราะว่า
- เกรงว่ามอเตอร์ 5 HP กับมุมเอียงของท่อที่ชันถึง 45 องศา จะสูบน้ำไม่ขึ้น
- ผมไม่มีประสพการณ์และกลัวพลาด จึงเผื่อขนาดสายไฟกรณีที่ต้องใช้มอเตอร์ใหญ่มากกว่า 5 HP
ขัอมูลจากตารางสายไฟ สายเบอร์ 6 มีความต้านทานเท่ากับ 6.40 (mV/A/m)
ดังนั้นก็จะเท่ากับ (6.40/1000)
คูณกระแสของมอเตอร์ 7.5HP 12 แอมป์
คูณด้วยระยะทางหน่วยเป็นเมตรคือ 150
เพราะฉะนั้นจะมีแรงดันตกเท่ากับ (6.40/1000) x12 x150 = 11.50V
ดังนั้นแรงดันที่ปลายทางเมื่อโหลดเต็มที่เท่ากับ 400 - 11.52 = 388.48V
และแล้วสิ่งที่ผมเป็นกังวลก็เป็นจริง ...
มอเตอร์ 5 HP ของเก่าที่ผมมีอยู่ ข้อมูลที่เนมเพลทเป็นดังนั้นครับ
ความเร็วโรเตอร์เมื่อมีโหลดสูงสุด 1230 รอบ/นาที
220V 15.5A Delta
380V 8.5A Star
เครื่องสูบน้ำจัดพูลเลย์มาให้ดังนี้ พูลเลย์มอเตอร์ 4 นิ้ว พูลเลย์ปั๊ม 6 นิ้ว
ดังนั้นรอบของใบพัดเท่ากับ (4/6) x 1230 ซึ่งเป็นความเร็วเมื่อมีโหลดเต็มที่ เท่ากับ 820 รอบ/นาที
ปรากฏว่าสูบน้ำไม่ขึ้นครับ ....
ผมจึงเปลี่ยนพูลเลย์มอเตอร์ใหม่เป็น 5 นิ้วแทนความเร็วรอบจึงเท่ากับ (5/6)x1230 = 1025 รอบ
ผลคือปั๊มน้ำขึ้นมาได้เต็มท่อและพุ่งไกล 1 เมตร แต่กระแสมอเตอร์ก็พุ่งตามจาก 8.5 เป็น 11 แอมป์ แรงดันที่ผมวัดขณะมีโหลดคือ 388V
ถ้าผมเลือกใช้สายเบอร์ 4 คงต้องคิดหนักที่เดียวเพราะจะมีค่าแรงดันตกถึง17V ซึ่งหมื่นเหม่มาก ๆ
สิ่งที่ผมคิดว่าเป็นประเด็นที่ควรระวังคือ
- แรงดันที่ตู้เมนสวิทช์ ณ.ที่แห่งนั้นเป็นเท่าไหร่
- ถ้าแรงดันต้นทางต่ำอยู่แล้ว ถึงจะออกแบบระบบสายที่ดี ก็อาจมีปัญหาได้เพราะแรงดันที่เหลือเมื่อโหลดเต็มที่ก็จะตกลงไปอีก
- ถ้าเป็นระบบซิงเกิลเฟส ยิ่งน่าเป็นห่วงเพราะจะมีกระแสตกคร่อมสายนิวตรอลด้วย
กรณีของผมแรงดัน ณ.ตู้เมนสวิทช์คือ 400V ใกล้เคียงกับ Tap ที่หม้อแปลง (ผมมีหม้อแปลงเป็นของตัวเอง)
ดังนั้นผมจึงมีแรงดันมากพอที่จะใช้งาน ถึงแม้จะตกไปถึง 3 เปอร์เซนต์จากระยะทาง แต่ก็ยังไม่เกิน 5 เปอร์เซนต์ในภาพรวม
แรงดันยังมีค่าเกิน 380V ซึ่งมอเตอร์สามารถทำงานได้แน่ ๆ ดังนั้นผู้ออกแบบจึงต้องคำนึงตัวแปรนี้ด้วยครับ
สรุปคือผมสามารถสูบน้ำได้ภายใต้ข้อจำกัดทางวิศวกรรม
ท่านใดที่ต้องการสูบน้ำและมีตัวแปรคล้าย ๆ กับผม สามารถนำตัวเลขที่ผมใช้ในการคำนวนนี้
ไปใช้งานจริงได้โดยไม่มีปัญหาครับ ...
มุมของเครื่องสูบน้ำพญานาคปรกติจะอยู่ราว 75 - 80 องศา แต่ผมถูกจำกัดด้วยพื้นที่จึงมีมุมที่แคบเพียง 45 องศา
ซึ่งถือว่าชันมากกว่าปรกติ ... จะผลต่อการเลือกใช้มอเตอร์ครับ ... ไม่ควรเชื่อข้อมูลจากผู้ขายแต่เพียงอย่างเดียว
การออกแบบระบบควรเผื่อไว้เล็กน้อย ดีกว่าการแก้ไขภายหลังซึ่งจะสิ้นเปลืองมากกว่าครับ
ท่านใดที่มีข้อมูล ต้องการแลกเปลี่ยนก็ขอเชิญนะครับ
ผมยินดีมาก ๆ เลยครับเพราะผมเองก็ทำไปแบบลูกทุ่ง ๆ บางอย่างก็อาจไม่เหมาะสมได้ครับ
กรณีศึกษาการสูบน้ำระยะไกลด้วยมอเตอร์
- เผยแพร่ประสพการณ์จากหน้างานจริง
- ผู้ที่สนใจสามารถแลกเปลี่ยนความรู้แนะนำต่อยอด
- เป็นข้อมูลที่สามารถนำไปปรับใช้ในกรณีที่มีผู้ประสพปัญหาเดียวกัน
ลักษณะของปัญหา
- บ้านพักพนักงานเรือนแถว 8 ห้อง สร้างอยู่บนพื้นดินต่ำกว่าถนน 3 เมตรเศษ
ต่อมาพื้นที่ใกล้เคียงทุกด้านถมดินสูงเท่ากับถนน บริเวณบ้านพักจึงกลายสภาพเป็นบ่อ
กว้าง 50 ลึก 15 สูง 3 เมตร โดยประมาณ
แนวทางแก้ปัญหาเบื้องต้น ... สูบน้ำด้วยปั๊มพญานาค
- ต้นกำลังเป็นเครื่องยนต์เอนกประสงค์
- ต้นกำลังเป็นมอเตอร์ 3 เฟสขนาด 5 แรงม้า
จากข้อมูลเบื้องต้นจะทำให้มีภาพรวมดังนี้คือ
- มีขอบคันดินโดยรอบสูง 3 เมตรเศษ
- ปรับมุมลาดเอียงขอบคันดินบริเวณจุดติดตั้งเครื่องสูบน้ำเป็นมุม 45 องศา
- สั่งประกอบเครื่องสูบน้ำพญานาคขนาด 6 นิ้ว ยาว 8 เมตรวัดจากมุมเอียงท่อทางออก มุมเอียงท่อ 45 องศา
ตัดสินใจเลือกต้นกำลังเป็นมอเตอร์ 3 เฟส 5 แรงม้า เนื่องจาก
- สามารถออกแบบเป็นระบบอัตโนมัติได้ กรณีฝนตกระดับน้ำสูงกลางดึก ไม่ต้องมีคนดูแล
- สามารถใช้ไฟฟ้าจากเครื่องกำเหนิดไฟฟ้าได้ กรณีไฟฟ้าดับในช่วงฝนตก
เนื่องจากใช้เลือกมอเตอร์เป็นต้นกำลังจากเหตุผลข้างต้น ประกอบกับมีตัวแปรที่สำคัญคือระยะทาง 150 เมตรวัดจากห้องควบคุมไฟฟ้า
ดังนั้นเรื่องแรงดันตกจึงเป็นเรื่องที่ผมให้ความสำคัญมากเพราะถ้าทำไปแล้วใช้งานไม่ได้ก็จะเสียหายทั้งตัวอาคารและการลงทุนทำระบบสูบน้ำ
เรื่องของเรื่องดันตก ...
ทุกท่านที่ทำงานเกี่ยวกับระบบไฟฟ้าทุกคนทราบดีว่าแรงดันจะตกได้ไม่เกิน 5 เปอร์เซนต์โดยรวมซึ่งแบ่งออกเป็น ...
- แรงดันตกในสาย Feeder ช่วงแรกจากหม้อแปลงถึงตู้เมนสวิทช์ไม่เกิน 2 เปอร์เซนต์
- แรงดันตกในวงจรย่อยจากตู้เมนสวิทช์ถึงปลายทางไม่เกิน 3 เปอร์เซนต์ที่โหลดสูงสุด
รวมทั้งหมดไม่เกิน 5 เปอร์เซนต์ เพราะฉะนั้นกรณีของผมนี้ แรงดันปลายทางที่จุดสูบน้ำต้องมีแรงดันไม่ต่ำกว่า 380V
แสดงว่าแรงดันทั้งระบบจากหม้อแปลงถึงเครื่องสูบน้ำ จะตกเกิน 20V ไม่ได้ ... 400/5 เปอร์เซนต์
สิ่งที่เปลี่ยนแปลงไม่ได้คือ
- มอเตอร์ 5 HP 3 เฟสกระแส 8 แอมป์
- ระยะทาง 150 เมตร
ผมจึงนำข้อจำกัดดังกล่าวไปเข้าสูตรคำนวนดังนี้โดยการเปิดตารางสายไฟ ... ผมเลือกเบอร์ THW 4.0 sq.mm
ขัอมูลจากตารางสายไฟ สายเบอร์ 4 มีความต้านทานเท่ากับ 9.60 (mV/A/m)
ดังนั้นก็จะเท่ากับ (9.60/1000)
คูณกระแสของมอเตอร์ 8.5 แอมป์
คูณด้วยระยะทางหน่วยเป็นเมตรคือ 150
เพราะฉะนั้นจะมีแรงดันตกเท่ากับ (9.60/1000) x8.5 x150 = 12.24V
ดังนั้นแรงดันที่ปลายทางเมื่อโหลดเต็มที่เท่ากับ 400 - 12.24 = 387.76V
ผมตัดสินใจนาทีสุดท้ายเลือกใช้สาย THW #6 แทนเพราะว่า
- เกรงว่ามอเตอร์ 5 HP กับมุมเอียงของท่อที่ชันถึง 45 องศา จะสูบน้ำไม่ขึ้น
- ผมไม่มีประสพการณ์และกลัวพลาด จึงเผื่อขนาดสายไฟกรณีที่ต้องใช้มอเตอร์ใหญ่มากกว่า 5 HP
ขัอมูลจากตารางสายไฟ สายเบอร์ 6 มีความต้านทานเท่ากับ 6.40 (mV/A/m)
ดังนั้นก็จะเท่ากับ (6.40/1000)
คูณกระแสของมอเตอร์ 7.5HP 12 แอมป์
คูณด้วยระยะทางหน่วยเป็นเมตรคือ 150
เพราะฉะนั้นจะมีแรงดันตกเท่ากับ (6.40/1000) x12 x150 = 11.50V
ดังนั้นแรงดันที่ปลายทางเมื่อโหลดเต็มที่เท่ากับ 400 - 11.52 = 388.48V
และแล้วสิ่งที่ผมเป็นกังวลก็เป็นจริง ...
มอเตอร์ 5 HP ของเก่าที่ผมมีอยู่ ข้อมูลที่เนมเพลทเป็นดังนั้นครับ
ความเร็วโรเตอร์เมื่อมีโหลดสูงสุด 1230 รอบ/นาที
220V 15.5A Delta
380V 8.5A Star
เครื่องสูบน้ำจัดพูลเลย์มาให้ดังนี้ พูลเลย์มอเตอร์ 4 นิ้ว พูลเลย์ปั๊ม 6 นิ้ว
ดังนั้นรอบของใบพัดเท่ากับ (4/6) x 1230 ซึ่งเป็นความเร็วเมื่อมีโหลดเต็มที่ เท่ากับ 820 รอบ/นาที
ปรากฏว่าสูบน้ำไม่ขึ้นครับ ....
ผมจึงเปลี่ยนพูลเลย์มอเตอร์ใหม่เป็น 5 นิ้วแทนความเร็วรอบจึงเท่ากับ (5/6)x1230 = 1025 รอบ
ผลคือปั๊มน้ำขึ้นมาได้เต็มท่อและพุ่งไกล 1 เมตร แต่กระแสมอเตอร์ก็พุ่งตามจาก 8.5 เป็น 11 แอมป์ แรงดันที่ผมวัดขณะมีโหลดคือ 388V
ถ้าผมเลือกใช้สายเบอร์ 4 คงต้องคิดหนักที่เดียวเพราะจะมีค่าแรงดันตกถึง17V ซึ่งหมื่นเหม่มาก ๆ
สิ่งที่ผมคิดว่าเป็นประเด็นที่ควรระวังคือ
- แรงดันที่ตู้เมนสวิทช์ ณ.ที่แห่งนั้นเป็นเท่าไหร่
- ถ้าแรงดันต้นทางต่ำอยู่แล้ว ถึงจะออกแบบระบบสายที่ดี ก็อาจมีปัญหาได้เพราะแรงดันที่เหลือเมื่อโหลดเต็มที่ก็จะตกลงไปอีก
- ถ้าเป็นระบบซิงเกิลเฟส ยิ่งน่าเป็นห่วงเพราะจะมีกระแสตกคร่อมสายนิวตรอลด้วย
กรณีของผมแรงดัน ณ.ตู้เมนสวิทช์คือ 400V ใกล้เคียงกับ Tap ที่หม้อแปลง (ผมมีหม้อแปลงเป็นของตัวเอง)
ดังนั้นผมจึงมีแรงดันมากพอที่จะใช้งาน ถึงแม้จะตกไปถึง 3 เปอร์เซนต์จากระยะทาง แต่ก็ยังไม่เกิน 5 เปอร์เซนต์ในภาพรวม
แรงดันยังมีค่าเกิน 380V ซึ่งมอเตอร์สามารถทำงานได้แน่ ๆ ดังนั้นผู้ออกแบบจึงต้องคำนึงตัวแปรนี้ด้วยครับ
สรุปคือผมสามารถสูบน้ำได้ภายใต้ข้อจำกัดทางวิศวกรรม
ท่านใดที่ต้องการสูบน้ำและมีตัวแปรคล้าย ๆ กับผม สามารถนำตัวเลขที่ผมใช้ในการคำนวนนี้
ไปใช้งานจริงได้โดยไม่มีปัญหาครับ ...
มุมของเครื่องสูบน้ำพญานาคปรกติจะอยู่ราว 75 - 80 องศา แต่ผมถูกจำกัดด้วยพื้นที่จึงมีมุมที่แคบเพียง 45 องศา
ซึ่งถือว่าชันมากกว่าปรกติ ... จะผลต่อการเลือกใช้มอเตอร์ครับ ... ไม่ควรเชื่อข้อมูลจากผู้ขายแต่เพียงอย่างเดียว
การออกแบบระบบควรเผื่อไว้เล็กน้อย ดีกว่าการแก้ไขภายหลังซึ่งจะสิ้นเปลืองมากกว่าครับ
ท่านใดที่มีข้อมูล ต้องการแลกเปลี่ยนก็ขอเชิญนะครับ
ผมยินดีมาก ๆ เลยครับเพราะผมเองก็ทำไปแบบลูกทุ่ง ๆ บางอย่างก็อาจไม่เหมาะสมได้ครับ