การตั้งค่า Overload Relay สำหรับป้องกันมอเตอร์ในระบบอุตสาหกรรม

Overload Relay เป็นอุปกรณ์ป้องกันมอเตอร์ไฟฟ้าที่ทำงานโดยตรวจจับกระแสเกิน (Overcurrent) ที่เกิดจากภาระโหลดเกินพิกัดหรือเฟสสูญหาย ซึ่งเป็นสาเหตุหลักของความเสียหายของมอเตอร์ในระบบปั๊มน้ำ สายพานลำเลียง และเครื่องจักรกลอื่นๆ ที่พบในงานอุตสาหกรรมทั่วไป การตั้งค่าที่ถูกต้องตามมาตรฐาน IEC 60947-4-1 เป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้การป้องกันมีประสิทธิภาพสูงสุด โดยไม่ทำให้เกิดการสะดุดผิดพลาด (Nuisance Trip) ระหว่างการทำงานปกติ

หลักการพื้นฐานของ Overload Relay

Overload Relay มีสองประเภทหลักที่ใช้ในปัจจุบัน:

• Bimetallic Thermal Overload Relay: ใช้หลักการขยายตัวของโลหะสองชนิดเมื่อถูกความร้อนจากกระแสที่ไหลผ่าน ทำให้หน้าสัมผัสเปิดในเวลาที่กำหนดตาม Class Trip (Class 10, 20 หรือ 30) เหมาะสำหรับมอเตอร์ทั่วไปที่สตาร์ทไม่บ่อย ตัวอย่างรุ่นจาก ABB คือ TA25DU และจาก Mitsubishi คือ TH-N12
• Electronic Overload Relay: ใช้เซนเซอร์ตรวจจับกระแสและประมวลผลด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ ให้ความแม่นยำสูงและสามารถตั้งค่าเพิ่มเติม เช่น การป้องกันเฟสสูญหาย (Phase Loss) และการหน่วงเวลาได้ ตัวอย่างรุ่นจาก Schneider คือ LRD series (TeSys) และจาก ABB คือ EF series

ขั้นตอนการตั้งค่า Overload Relay ที่ถูกต้อง

การตั้งค่า Overload Relay ต้องอ้างอิงจากค่ากระแสพิกัดที่ระบุบนเนมเพลทของมอเตอร์ (Full Load Current - FLC) ซึ่งหาได้จากมาตรฐาน IEC 60034 หรือจากเอกสารของผู้ผลิตมอเตอร์ ขั้นตอนสำคัญมีดังนี้:

• ตรวจสอบค่า FLC ของมอเตอร์: อ่านค่าจากเนมเพลทมอเตอร์ เช่น มอเตอร์ 3 เฟส 380V, 5HP มี FLC ประมาณ 7.6A ตามตารางมาตรฐาน IEC 60947-4-1
• ตั้งค่า Overload Relay ระหว่าง 100% ถึง 105% ของ FLC: สำหรับมอเตอร์ที่ทำงานต่อเนื่อง (S1) ให้ตั้งที่ 1.0 เท่าของ FLC สำหรับมอเตอร์ที่มีรอบสตาร์ทบ่อย (S3) อาจตั้งที่ 1.05 เท่าเพื่อป้องกันการสะดุดระหว่างสตาร์ท
• เลือก Class Trip ที่เหมาะสม: ใช้ Class 10 สำหรับมอเตอร์ที่สตาร์ทเร็ว (เช่น ปั๊มน้ำทั่วไป) Class 20 สำหรับมอเตอร์ที่มีความเฉื่อยสูง (เช่น พัดลมหรือสายพาน) และ Class 30 สำหรับมอเตอร์ที่สตาร์ทหนัก เช่น เครื่องอัดอากาศ (Compressor)
• ทดสอบการทำงาน: หลังตั้งค่า ควรทดสอบจำลองสภาวะ Overload ด้วยเครื่องมือทดสอบ (Test Rig) หรือใช้ฟังก์ชัน Test บนตัวรีเลย์ เพื่อยืนยันว่าการทำงานสอดคล้องกับข้อกำหนด

ตัวอย่างการตั้งค่าจากผู้ผลิตชั้นนำ

สำหรับงานจริงที่ O.T. PRO CONTROL ดำเนินการ เราแนะนำแนวทางดังต่อไปนี้:

• ABB รุ่น TA25DU (Thermal): ตั้งค่าโดยหมุนปุ่มปรับกระแส (Current Setting Dial) ไปที่ค่า FLC ของมอเตอร์ เช่น ตั้งที่ 7.6A สำหรับมอเตอร์ 5HP ต้องแน่ใจว่าช่วงการตั้งค่ารองรับ (เช่น TA25DU รองรับ 0.1-25A)
• Schneider รุ่น LRD22 (TeSys): ใช้ไขควงกดปุ่มล็อกและหมุนไปที่ค่า FLC ตามสเกลบนตัวรีเลย์ มี Class 10A สำหรับมอเตอร์ทั่วไป และมี LED แสดงสถานะการทำงาน
• Mitsubishi รุ่น TH-N12: หมุนปุ่มตั้งค่าที่ด้านหน้าตามค่า FLC และเลือก Class Trip โดยการปรับสวิตช์ภายใน (Class 10 หรือ 20) เหมาะสำหรับตู้ควบคุมปั๊มน้ำในอาคาร
• Wecon รุ่น WRS-25: เป็นรีเลย์แบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ตั้งค่าได้ละเอียดผ่านหน้าจอ LCD รองรับฟังก์ชันป้องกันเฟสสูญหายและแสดงค่ากระแสแบบ Real-time

ข้อควรระวังในการตั้งค่า

• อย่าตั้งค่าเกิน 110% ของ FLC: เพราะจะทำให้มอเตอร์ทำงานที่กระแสเกินได้นานเกินไปจนขดลวดร้อนเสียหาย ตามมาตรฐาน IEC 60947-4-1 ต้องตั้งค่าไม่เกิน 1.1 เท่า
• ตรวจสอบขนาดสายไฟและคอนแทคเตอร์: Overload Relay ต้องทำงานร่วมกับคอนแทคเตอร์ที่มีพิกัดกระแสเท่ากันหรือสูงกว่า เช่น ใช้ ABB AF09 ร่วมกับ TA25DU สำหรับมอเตอร์ 7.6A
• ปรับตามสภาพแวดล้อม: หากตู้ควบคุมอยู่ในที่อุณหภูมิสูงกว่า 40°C ควรลดค่า FCL ลง 5-10% เพื่อชดเชยการทำงานของ Bimetallic ที่ไวต่อความร้อน

บทสรุป

การตั้งค่า Overload Relay ที่ถูกต้องเป็นหัวใจสำคัญของการป้องกันมอเตอร์ในระบบอุตสาหกรรม วิศวกรหน้างานควรยึดถือค่า FLC จากเนมเพลทของมอเตอร์เป็นหลัก ปรับตาม Class Trip ที่เหมาะสมกับลักษณะการสตาร์ท และเลือกใช้รีเลย์จากผู้ผลิตที่มีมาตรฐาน IEC เช่น ABB, Mitsubishi, Schneider หรือ Wecon เพื่อความน่าเชื่อถือของระบบ การทดสอบหลังติดตั้งและการบำรุงรักษาตามระยะเวลาจะช่วยยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์และลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงในระยะยาว