การวัดฮาร์มอนิก Harmonic measurment
โดย : Admin
|
การวัดฮาร์มอนิก
Harmonic measurment |
||||||||||||
| sakchai@pea.or.th | ||||||||||||
ในการวัดค่าระดับฮาร์มอนิก เพื่อตรวจสอบค่าตามขีดจำกัดของมาตรฐาน หรือวิเคราะห์ระบบ เช่น การออกแบบฟิลเตอร์ สำหรับกำจัดหรือลดฮาร์มอนิก เพื่อให้ได้ค่าที่ถูกต้องต้องมีการพิจารณา ถึง เครื่องมือวัด วิธีการวัด และจุดตรวจวัดให้เหมาะสม และสอดคล้องกับระบบ รวมทั้งคุณลักษณะ ของฮาร์มอนิกที่ทำการตรวจวัด |
||||||||||||
เครื่องมือวัด เครื่องมือวัดฮาร์มอนิกที่ใช้อยู่ในปัจจุบันโดยทั่วไปเป็นลักษณะเครื่องมือวัดแบบ Time- Domain คือทำการวัด Sample สัญญาณในช่วงเวลาสั้นๆ มาวิเคราะห์ตามวิธี DFT (Digital Fourier-Transform Technique) มาตรฐาน IEC 1000-4-7 ได้มีการกำหนดค่า Sample ของเครื่องมือวัดฯ ที่ 10 Cycle ของ ระบบที่มีความถี่หลักมูล 50 Hz และ12 Cycle ที่ 60Hz คือเครื่องมือวัดฯ จะนำคุณลักษณะของกระแสหรือ แรงดันทุกๆ 200 ms มาทำการวิเคราะห์และค่าผิดพลาดในการSampleแต่ละครั้งต้องมีค่าไม่เกิน 0.03% ของจำนวน Cycle ที่กำหนดดังข้างต้น สำหรับเครื่องมือวัดฯที่ใช้ต้องตรวจวัดฮาร์มอนิก มาตรฐาน IEEE 519-1992ได้มีการกำหนดค่าดังกล่าวต้องมีค่ามากกว่าลำดับที่ 50 และค่าSampling rate ที่ใช้สำหรับ เครื่องมือวัดฮาร์มอนิกของผลิตภัณฑ์ ต่างๆ จะอยู่ในช่วงระหว่าง 83 - 133 / cycle |
||||||||||||
|
|
||||||||||||
 |
||||||||||||
|
รูปที่ 1 จุดต่อร่วมทางด้านแรงสูง
|
||||||||||||
ในการวัดค่าฮาร์มอนิกที่จุดต่อร่วมนี้ ต้องทำการวัดผ่านหม้อแปลงแรงดัน (PT) และหม้อแปลง กระแส (CT) ซึ่งต้องมีคุณสมบัติการตอบสนองได้อย่างถูกต้องในความถี่ช่วงกว้าง การวัดแรงดันโดย ผ่านหม้อแปลงแรงดันนั้น ควรมีคุณสมบัติในการตอบสนองความถี่ได้ดีที่ความถี่มากกว่า 3 kHz และ ค่า accuracy ควรอยู่ในช่วงไม่เกิน 3% ที่ความถี่มากกว่า 5 kHz และข้อแนะนำในการวัดแรงดัน ฮาร์มอนิกนั้น ไม่ควรวัดผ่านหม้อแปลงแรงดันแบบคาปาซิเตอร์ (CVT) เพราะอาจทำให้เกิดการวัดที่ผิด พลาดได้ เนื่องจากตัว CVT ไม่สามารถตอบสนองความถี่ได้ดีที่ความถี่สูงๆ และอาจเกิดปัญหาเรโซแนนซ์ ภายในตัวมันเองได้ในช่วงความถี่ฮาร์มอนิกที่ต้องการตรวจวัด ส่วนการวัดกระแสต้องทำการวัดผ่าน หม้อแปลงกระแส (CT ) นั้นควรมีค่า accuracy อยู่ในช่วงไม่เกิน 3% ที่ความถี่มากกว่า 10 kHz และผล จากการใช้ หม้อแปลงกระแสช่วยในการวัด ทำให้ค่า มุมของกระแสฮาร์มอนิกที่วัดได้มีค่าคลาดเคลื่อนไป จากลักษณะจริง ซึ่งจะมีผลต่อการนำค่าดังกล่าวไปใช้ในการวิเคราะห์ต่อไป แต่ในบางครั้งอาจมีความ จำเป็นที่ไม่สามารถวัดที่จุดต่อร่วมดังกล่าวได้ โดยต้องไปทำการวัดทางด้านหลังของหม้อแปลง และต้องทำ การแปลง ค่าที่วัดได้ไปทางด้านแรงสูง ซึ่งเป็นจุดตรวจสอบดังกล่าว โดยการแปลงค่าผ่านอัตราส่วนของ หม้อแปลง และยังต้องมีการพิจารณาถึงลักษณะการต่อหม้อแปลงด้วย เพราะจะมีผลต่อค่ากระแสฮาร์มอนิก บางลำดับ เช่น หม้อแปลงที่ต่อแบบ เดลต้า-วาย ฮาร์มอนิกลำดับศูนย์ (Zero Sequence) ที่มีอยู่ด้านหลัง หม้อแปลง ไม่สามารถไหลผ่านขดลวดของหม้อแปลงออกไปที่จุดร่วมดังกล่าวได้ ดังรูปที่ 2.1และ 2.2 แสดง ความแตกต่างของกระแสฮาร์มอนิกด้านปฐมภูมิและทุติยภูมิจากผลการต่อหม้อแปลงแบบ เดลต้า-วาย |
||||||||||||
 |
||||||||||||
รูปที่2.1 กระแสฮาร์มอนิกทางด้านทุติยภูมิต่อแบบวาย รูปที่2.2 กระแสฮาร์มอนิกทางด้านปฐมภูมิต่อแบบเดลต้า |
||||||||||||
1.2 จุดต่อร่วมที่อยู่ด้านหลังหม้อแปลง จุดต่อร่วมนี้จะใช้กับผู้ใช้ไฟขนาดแรงดันไม่เกิน 410 V ซึ่งเป็น ผู้ไฟขนาดเล็ก ไม่มี หม้อแปลงเฉพาะราย โดยใช้หม้อแปลงในระบบจำหน่ายของการไฟฟ้า ดังรูปที่ 3 |
||||||||||||
 |
||||||||||||
|
รูปที่3 จุดต่อร่วมทางด้านแรงต่ำ |
||||||||||||
2. จุดตรวจวัดเพื่อวิเคราะห์ฮาร์มอนิก เป็นจุดวัดเพื่อใช้สำหรับวิเคราะห์ฮาร์มอนิกในระบบอย่างละเอียดสำหรับการศึกษาและการแก้ไข ปัญหาฮาร์มอนิกดังเช่น จุดตรวจวัดแหล่งจ่ายฮาร์มอนิก เพื่อวิเคราะห์คุณลักษณะกระแสฮาร์มอนิกของ โหลดที่เป็นแหล่งจ่ายฮาร์มอนิก จุดตรวจวัดอุปกรณ์ในระบบ เพื่อวิเคราะห์ระดับฮาร์มอนิกที่ตัวอุปกรณ์ ที่อาจได้รับผลกระทบจากฮาร์มอนิก หรือตรวจสอบระดับฮาร์มอนิกจากการติดตั้งฟิลเตอร์ และจุดตรวจ วัดอื่นๆ ในระบบเพื่อประกอบในการวิเคราะห์ฮาร์มอนิก |
||||||||||||
ช่วงเวลาการวัด เนื่องจากระบบไฟฟ้าบางแห่งมีการใช้โหลดฮาร์มอนิกแต่ละช่วงเวลาไม่คงที่ ซึ่งในการประเมิน ระดับฮาร์มอนิก จากการตรวจวัดในช่วงเวลาสั้นๆนั้นข้อมูลที่ได้มาจะไม่ถูกต้องนัก เช่นโหลดฮาร์มอนิก ประเภทที่มีคุณลักษณะการทำงานเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา เช่น อุปกรณ์ประเภทเตาหลอมหรืออาร์ค จึงต้องมีการกำหนดช่วงเวลาการวัดให้เหมาะสมสำหรับ ช่วงเวลาการทำงานของโหลดฮาร์มอนิกดังกล่าว และสำหรับโหลดฮาร์มอนิกที่มีคุณลักษณะการทำงานคงที่ตลอดเวลา การตรวจวัดอย่างน้อย ต้องให้ครบ ช่วงรอบการทำงานของอุปกรณ์และต้องมีการพิจารณาถึงช่วงเวลาการใช้อุปกรณ์ในขณะนั้น ด้วยว่ามีการ ใช้งานเต็มพิกัดหรือไม่เพราะจะมีผลต่อขนาดกระแสฮาร์มอนิกที่ไหลเข้าสู่ระบบ สำหรับการตรวจวัดฮาร์มอนิกตามมาตรฐาน PRC - PQG - 1998 จากข้อกำหนดของการไฟฟ้าฯ มีข้อแนะนำการวัดดังตารางที่ 1 ซึ่งในช่วงเวลาของการวัด จะขึ้นอยู่กับลักษณะการทำงานโหลดของ ผู้ใช้ไฟ โดยค่าที่นำมาพิจารณาเพื่อประเมินเทียบกับข้อขีดจำกัดของมาตรฐาน ให้ใช้ค่าความเพี้ยนสูงสุด ดังนั้นระบบที่มีการทำงานของโหลดระบบไม่คงที่ ช่วงเวลาการตรวจวัดต้องให้ครบช่วงเวลาการทำงาน ของระบบที่มีการเปลี่ยนแปลง ซึ่งอาจใช้เวลาประมาณอย่างน้อย 1 สัปดาห์
|
||||||||||||
|
ตารางที่1 เวลาการตรวจวัดฮาร์มอนิกตามมาตรฐาน PRC-PQG-01-1998
|
||||||||||||
|
||||||||||||
| สำหรับรายละเอียดเทคนิคการวัดฮาร์มอนิก สามารถศึกษาเพิ่มเติมตามข้อแนะนำตามมาตรฐาน IEC 1000-4-7 |
||||||||||||
เอกสารอ้างอิง 1. PRC-PQG-01-1998 ข้อกำหนดกฎเกณฑ์ฮาร์มอนิกเกี่ยวกับไฟฟ้าประเภทธุรกิจและอุตสาหกรรม "คณะทำงานศึกษา และกำหนดค่าที่เหมาะสมของ Power Quality" 2. IEC 1000-4-7 General guide on harmonic end interharmonics measurement and instrumentation, For power supply systems and equipment connected thereto 3. Ronald H. Simpson " Instrumentation , Measurement Techniques , and Analytical Tools in Power Quality Studies" IEEE Transactions On Industrial applications, vol.34, No.3 May /June1995 4.Peter E. Sutherland, "Harmonic Measurement in Industrial Power System " IEEE Transactions On Industrial applications, vol.31, No.1 , January /February 1995 |
เนื้อหาโดย: 9engineer.com (http://9engineer.com/)