Simon Harper
เวลาเลือกหม้อแปลงกระแส หรือ Current Transformer (CT) หลายคนมักมองตัวเลขอัตราส่วนก่อน เช่น 100/5A, 500/5A หรือ 1000/5A เพราะเป็นค่าที่บอกความสัมพันธ์ระหว่างกระแสด้าน Primary กับกระแสด้าน Secondary แต่ในสเปกของหม้อแปลงกระแสยังมีอีกค่าหนึ่งที่สำคัญไม่แพ้กัน นั่นคือ Accuracy Class ซึ่งใช้บอกระดับความแม่นยำของ CT ภายใต้เงื่อนไขที่มาตรฐานหรือผู้ผลิตกำหนด
เหตุผลที่ต้องมี Accuracy Class เพราะ CT ไม่สามารถถ่ายทอดค่ากระแสจาก Primary ไปยัง Secondary ได้ตรงตามอัตราส่วนแบบสมบูรณ์ในทุกสภาวะ จึงต้องมีการกำหนดระดับความแม่นยำเพื่อให้รู้ว่าอุปกรณ์รุ่นนั้นเหมาะกับงานลักษณะใด และสามารถรักษาความคลาดเคลื่อนได้อยู่ในขอบเขตใด IEC 61869-2 เป็นมาตรฐานที่กำหนดข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับ Current Transformer ที่ใช้ร่วมกับเครื่องมือวัดและอุปกรณ์ป้องกันทางไฟฟ้า
Accuracy Class บอกอะไรเกี่ยวกับหม้อแปลงกระแส
สำหรับ CT ที่ใช้ในงานวัด อาจพบ Accuracy Class เช่น Class 0.5, Class 1 หรือ Class 3 โดยเมื่อเปรียบเทียบอุปกรณ์สำหรับงานวัดภายใต้กรอบมาตรฐานและเงื่อนไขเดียวกัน Class ที่มีตัวเลขต่ำกว่าจะมีข้อกำหนดด้านความแม่นยำที่เข้มงวดกว่า Schneider Electric มี CT สำหรับงานวัดที่แบ่งระดับความแม่นยำในลักษณะดังกล่าว และระบุว่าความสามารถในการรักษา Accuracy Class ยังสัมพันธ์กับภาระของวงจร Secondary ด้วย
อย่างไรก็ตาม ไม่ควรตีความว่า Class 0.5 หมายถึง “ผิดพลาดไม่เกิน 0.5% ทุกเวลาและทุกช่วงกระแส” เพราะขีดจำกัดความคลาดเคลื่อนของแต่ละ Class เปลี่ยนไปตามระดับกระแสที่กำลังวัด ตัวอย่างข้อมูลของ Schneider แสดงให้เห็นว่า CT Class 1 มีค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ต่างกันเมื่อทำงานที่กระแสต่ำและเมื่อทำงานใกล้กระแสพิกัด ดังนั้นการดูเลข Class เพียงตัวเดียวจึงยังไม่เพียงพอที่จะบอกความแม่นยำในทุกสภาวะ
ทำไมค่าความแม่นยำถึงมีผลกับมิเตอร์
มิเตอร์ที่ใช้งานร่วมกับหม้อแปลงกระแสไม่ได้วัดกระแสในสายเมนโดยตรง แต่รับกระแสจากด้าน Secondary ของ CT หากค่าที่ส่งออกมามีความคลาดเคลื่อน ค่าที่มิเตอร์นำไปแสดงผลหรือใช้คำนวณก็ย่อมได้รับผลตามไปด้วย โดยเฉพาะงานวัดกำลังไฟฟ้าและพลังงาน ซึ่งนอกจากความคลาดเคลื่อนของอัตราส่วนกระแสแล้ว ความคลาดเคลื่อนด้านมุมเฟสของ CT ก็มีความสำคัญเช่นกัน
ด้วยเหตุนี้ CT สองตัวที่มีอัตราส่วน 500/5A เท่ากันจึงไม่ได้หมายความว่าจะมีคุณสมบัติเหมือนกันทั้งหมด หาก Accuracy Class หรือพิกัดอื่นต่างกัน ความเหมาะสมกับงานก็อาจต่างกันตามไปด้วย การเลือกหม้อแปลงกระแสจึงไม่ควรดูเพียงว่า Primary และ Secondary ตรงกับค่าที่ต้องการหรือไม่ แต่ต้องดูระดับความแม่นยำที่งานนั้นต้องการด้วย
Accuracy Class ต้องดูร่วมกับ Burden
อีกเรื่องที่มีผลกับความแม่นยำคือ Burden ของวงจร Secondary ซึ่งไม่ได้เกิดจากมิเตอร์เพียงอย่างเดียว แต่รวมถึงสายและอุปกรณ์อื่นที่ต่ออยู่ด้วย Schneider Electric ระบุว่าการพิจารณา Accuracy Class ของ CT ต้องดูภาระจาก Meter และ Cable ร่วมกัน หากภาระรวมอยู่ภายในค่า Max VA ที่กำหนดสำหรับ Class นั้น CT จึงสามารถทำงานตาม Accuracy Class ที่ระบุภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว
จึงเป็นไปได้ว่าแม้จะเลือกหม้อแปลงกระแส Class 0.5 มาแล้ว แต่ถ้าวงจร Secondary มี Burden สูงเกินขอบเขตที่รุ่นนั้นรองรับ ก็ไม่ควรคาดหวังว่า CT จะยังรักษาความแม่นยำตาม Class เดิมได้ทุกกรณี นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมเวลาพิจารณาระบบวัดจึงต้องดู Accuracy Class และ Burden ควบคู่กัน ไม่ใช่เลือกจากตัวเลข Class เพียงค่าเดียว
Class เดียวกันก็ไม่ได้แม่นเท่ากันทุกช่วงกระแส
ระดับกระแสที่นำมาวัดก็มีผลต่อความคลาดเคลื่อนเช่นกัน โดยเฉพาะในช่วงที่กระแสจริงต่ำมากเมื่อเทียบกับ Rated Current ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือความแตกต่างระหว่าง Class 0.5 กับ Class 0.5S ซึ่ง Class 0.5S มีข้อกำหนดด้านความแม่นยำที่เข้มงวดกว่าในช่วงกระแสต่ำบางช่วง Schneider ระบุว่าที่ช่วงประมาณ 1–5% ของกระแสพิกัด Class 0.5S มีค่าความคลาดเคลื่อนด้านอัตราส่วนที่อนุญาตต่ำกว่า Class 0.5
ดังนั้นการเลือกหม้อแปลงกระแสจึงไม่ควรใช้หลักว่า “ตัวเลข Class ต่ำกว่าดีกว่าเสมอ” โดยไม่ดูการใช้งานจริง ต้องพิจารณาด้วยว่าระบบทำงานอยู่ในช่วงกระแสใด ต้องการความแม่นยำระดับไหน และ CT รุ่นนั้นถูกกำหนดให้รักษาความแม่นยำภายใต้เงื่อนไขใด
งานวัดกับงานป้องกันใช้ Class คนละแนวคิด
Accuracy Class ของ CT ไม่ได้มีเฉพาะ Class 0.5 หรือ Class 1 ที่พบในงาน Metering เท่านั้น เพราะหม้อแปลงกระแสสำหรับงาน Protection มีเป้าหมายการทำงานต่างออกไป งานวัดเน้นการถ่ายทอดค่ากระแสให้แม่นยำในช่วงที่ใช้วัดตามปกติ ขณะที่ Protection CT ต้องสามารถส่งข้อมูลกระแสผิดปกติไปยังรีเลย์ได้ตามข้อกำหนดของระบบป้องกัน
จึงมี Class อย่าง 5P10 หรือ 5P20 สำหรับ Protection CT ซึ่งไม่ควรนำเลข 10 หรือ 20 ไปเปรียบเทียบกับ Class 0.5 หรือ Class 1 โดยตรง Schneider อธิบายว่า 5P10 และ 5P20 เป็น Protection Class และตัวเลข 10 หรือ 20 เกี่ยวข้องกับ Accuracy Limit Factor หรือ ALF ซึ่ง IEC 61869-2 นิยามว่าเป็นอัตราส่วนระหว่าง Rated Accuracy Limit Primary Current กับ Rated Primary Current
เพราะฉะนั้นก่อนเปรียบเทียบ Accuracy Class ต้องดูก่อนว่าหม้อแปลงกระแสตัวนั้นออกแบบมาสำหรับงาน Metering หรือ Protection ไม่ควรเห็นตัวเลข Class แล้วนำมาเรียงว่าแบบไหน “แม่นกว่า” โดยไม่ดูความหมายของ Class และวัตถุประสงค์การใช้งาน
Accuracy Class ไม่ใช่แค่ตัวเลขประกอบสเปก
Accuracy Class มีไว้เพื่อบอกระดับความแม่นยำที่หม้อแปลงกระแสต้องรักษาได้ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด จึงเป็นค่าที่มีผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือของข้อมูลที่ส่งไปยังมิเตอร์หรือระบบป้องกัน แต่ Class เพียงอย่างเดียวไม่ได้บอกทุกอย่าง เพราะยังต้องพิจารณาทั้งอัตราส่วนกระแส ช่วงกระแสใช้งาน Burden ของวงจร Secondary และประเภทของงานร่วมกัน
เวลาจะเลือกหม้อแปลงกระแสจึงควรเริ่มจาก Ratio ที่เหมาะกับกระแสในระบบ แล้วดูต่อว่า Accuracy Class และ Rated Burden ตรงกับความต้องการหรือไม่ หากเป็นงานวัดที่ต้องการความแม่นยำสูง การเลือกรุ่นที่มี Class เหมาะสมและควบคุมภาระของวงจร Secondary ให้อยู่ภายในขอบเขตที่ผู้ผลิตกำหนด จะช่วยให้ระบบวัดทำงานได้ตามระดับความแม่นยำที่ออกแบบไว้มากกว่าเลือกจากค่า 100/5A หรือ 500/5A เพียงอย่างเดียว
Comments