Leading PF. ในระบบไฟฟ้าสร้างปัญหาหรือไม่?
แนวทางการแก้ปัญหาและอุปกรณ์ที่ใช้
จากตอนที่แล้ว (Leading PF. ในระบบไฟฟ้าสร้างปัญหาหรือไม่?) เราได้พูดถึงสาเหตุและปัญหาของ Leading PF. หรือ Reverse kvar ในระบบไฟฟ้า ครั้งนี้เราจะพูดถึงแนวทางการพิจารณาการแก้ปัญหาที่เกิดขึ้น อย่างไรก็ตามต้องขออธิบายก่อนว่าปัญหานี้จะไม่ได้พบโดยทั่วไปแต่จะเป็นกรณี เฉพาะสำหรับระบบไฟฟ้าแรงต่ำในอาคารที่มีการใช้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์ในปริมาณมากเมื่อเทียบกับโหลดมอเตอร์หรือโหลดในโรงงาน อุตสาหกรรมทั่วไป
การแก้ปัญหาวิธีแรกที่เป็นไปได้ในทางทฤษฎีเมื่อมีปัญหากระแสนำหน้า (Leading) ในระบบไฟฟ้าสามารถแก้ไขได้โดยการติดตั้ง Inductor หรือ Reactor เข้าไปในระบบเพื่อดึงมุมของกระแสให้กลับมาใกล้เคียงกับมุมของแรงดันหรือถ้า มีขนาดใหญ่ขึ้นก็จะสามารถดึงให้กลับมาล้าหลังได้ (Lagging) อย่างไรก็ตามโดยวิธีการนี้อาจทำได้ถ้าอยู่บนเงื่อนไขว่าค่า Inductive reactive power ที่ต้องการชดเชยเนื่องจากโหลดจะต้องมีค่าคงที่หรือไม่เปลี่ยนแปลงมากและที่ สำคัญที่สุดคือในระบบไฟฟ้าควรจะไม่มีกระแสหรือแรงดันฮาร์มอนิกอยู่ในระบบ น่าเสียดายว่าในทางปฏิบัตินั้นโหลดที่สร้างปัญหา Leading PF. นั้นส่วนใหญ่หรือแทบทั้งหมดจะเป็นโหลด Non-linear ซึ่งสร้างปัญหาฮาร์มอนิกและมีการใช้กำลังงานที่มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอด เวลา ปัญหาที่เกิดขึ้นจะแบ่งได้ 2 กรณีจากวิธีการนี้ กล่าวคือปัญหาที่ 1 จะเกิดจากปัญหาเรโซแนนซ์ที่ความถี่สูงซึ่งเป็นผลมาจากค่า Inductance ของ Reactor ที่ติดตั้งเข้าไปร่วมกับ Capacitance ที่มีอยู่ในโหลดแต่ละตัว ปัญหาที่ 2 จะเกิดจากการตัด-ต่อ Reactor เข้าสู่ระบบในแต่ละครั้งก็มีโอกาสสูงที่จะสร้างกระแสกระชาก (Inrush current) ให้กับระบบไฟฟ้าได้
อุปกรณ์หรือเทคโนโลยีในปัจจุบันที่จะนำ มาแก้ปัญหานี้ได้เป็นอย่างดีโดยไม่สร้างความเสี่ยงจากเหตุการณ์ดังที่กล่าว มาแล้วได้แก่ Active Power Filter (APF) และ Static Var Generator (SVG) ซึ่งอุปกรณ์ทั้ง 2 ชนิดนี้สามารถชดเชยหรือแก้ไขปัญหา Leading PF./Reverse kvar ในระบบได้โดยใช้หลักการของแหล่งจ่ายกระแสจากอินเวอเตอร์ที่จะฉีดกระแสรีแอ คทีฟเข้าสู่ระบบเพื่อชดเชยกำลังงานรีแอคทีที่ต้องการได้ ความแตกต่างในการใช้งานของอุปกรณ์ APF และ SVG นั้นต่างกันตรงความสามารถในการกำจัดฮาร์มอนิกที่เกิดขึ้นโดย APF สามารถกำจัดฮาร์มอนิกได้ถึงอันดับที่ 50 พร้อมกับการชดเชยกำลังงานรีแอคทีฟ ส่วน SVG นั้นสามารถกำจัดฮาร์มอนิกได้ในอันดับต้นๆ เท่านั้นโดยจะเน้นในการชดเชยกำลังงานรีแอคทีฟเป็นหลัก แต่เมื่อพิจารณาถึงค่าใช้จ่ายและการลงทุนที่เกิดขึ้นจะพบว่า เงินลงทุนต่อ kvar ที่ต้องการของ APF จะสูงกว่า SVG รายละเอียดเพิ่มเติมสำหรับ อุปกรณ์ทั้ง 2 ชนิด สามารถหาเพิ่มเติมใน www.pq-team.com
รูปคลื่นกระแสไฟฟ้าตัวอย่างแสดงการทำงานเปรียบเทียบการทำงานกรณีชดเชยเฉพาะ กำลังงานรีแอคทีฟและชดเชยกำลังงานรีแอคทีฟและกระแสฮาร์มอนิกพร้อมกัน