มาตรฐานฮาร์มอนิกในประเทศไทย
โดย : Admin


มาตรฐานฮาร์มอนิกในประเทศไทย 
ศักดิ์ชัย นรสิงห์ ( sakchai@pea.or.th) 
 

       
          ปัจจุบันปัญหาฮาร์มอนิกกำลังเป็นเรื่องที่สนใจจากผู้ที่ทำงานเกี่ยวข้องกับการทำงานของอุปกรณ์ที่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของกระแส และ แรงดัน และอุปกรณ์ที่เป็นแหล่งจ่ายฮาร์มอนิกและรวมไปถึงผู้ที่ทำงานเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบระดับฮาร์มอนิก โดยทั่วไปแล้วกรณีที่ฮาร์มอนิกอยู่ในระบบ (ไม่พิจารณาถึงปัญหาฮาร์มอนิกรีโซแนนซ์ )แล้วมีค่าไม่เกินขีดจำกัดตามมาตรฐานของฮาร์มอนิก ก็จะไม่เกิดผลกระทบต่ออุปกรณ์

            ปัจจุบันการไฟฟ้าได้มีการนำ PRC-PQG-01-1998 ข้อกำหนดกฎเกณฑ์ฮาร์มอนิกเกี่ยวกับไฟฟ้าประเภทธุรกิจและอุตสาหกรรม [1]  ซึ่งจัดทำโดยคณะทำงานปรับปรุงความเชื่อถือได้ของระบบไฟฟ้าของสามการไฟฟ้า  มาบังคับใช้กับผู้ใช้ไฟประเภทธุรกิจและอุตสาหกรรม ที่ทำสัญญาซื้อขายกับการไฟฟ้าแล้ว โดยอ้างอิงจากมาตรฐานต่างๆดังนี้  

1) Engineering Recommendation G.5/3 September 1976 The Electricity Council Chief Engineer  Conference "Limits for Harmonics in The United Kingdom Electricity Supply System"  
2) The State Energy Comission of Western Australia (SECWA)  Part 2 : Technical Requirement.  
3)  IEC 1000 : Electromagnetic Compatibility (EMC)
  - Part 4 : Testing and Measurement Techniques
     - Section 7 : General Guide on Harmonics and Interharmonics Measurements and Instrumentation for Power Supply Systems and Equipment Connected thereto

          และปัจจุบันคณะทำงานฯดังกล่าวกำลังพิจารณาปรับปรุงมาตรฐานดังกล่าวโดยอ้างอิงตาม Engineering Recommendation G.5/4 ปี 2000 เป็นหลักในการพิจารณาปรับปรุง ในบทความนี้จะกล่าวถึงข้อกำหนดกฎเกณฑ์ฮาร์มอนิกเกี่ยวกับไฟฟ้าประเภทธุรกิจแลtอุตสาหกรรม PRC-PQG-01-1998 สรุปย่อดังนี้
 

 ขั้นตอนที่1 พิจารณาจากขนาดของอุปกรณ์ : อุปกรณ์ที่สามารถนำเข้าระบบได้โดยไม่พิจารณาในส่วนฮาร์มอนิก 
  
1.1 อุปกรณ์ 3 เฟส ชนิด Convertor หรือ A.C.Regulator ไม่เกินหนึ่งตัว และมีขนาดไม่เกินตามตารางที่ 1 แต่ถ้ามีหลายตัวให้ไปพิจารณาในขั้นตอนที่ 2

                                ตารางที่ 1   ขนาดสูงสุดของอุปกรณ์ประเภท Convertor และ A.C. Regulator แต่ละตัว
ระดับแรงดันไฟฟ้า
ที่จุดต่อร่วม (kV)
 
  Convertors ชนิด 3 เฟส (kVA)
A.C. Regulator ชนิด 3 เฟส (kVA) 
3-Pulse
6-Pulse
12-Pulse
6-Thyristor
3-Thyristor /3-Diode
0.400
8
12
-
14
10
11 and 12
85
130
250
150
100


1.2 อุปกรณ์ 1 เฟส

1.2.1  ต้องผลิตตามมาตรฐาน IEC-1000-3-2 ซึ่งเป็นมาตรฐานกำหนดขีดจำกัดฮาร์มอนิกที่ปล่อยจากอุปกรณ์ขนาดไม่เกิน 16 แอมป์ต่อเฟส (หรือสามารถดูได้จาก ข้อกำหนดกฎหนดเกณฑ์ฮาร์มอนิกที่เกิดจากอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในบ้าน ซึ่งจัดทำโดยโดยคณะทำงานปรับปรุงความเชื่อถือได้ของระบบไฟฟ้าของสามการไฟฟ้า) 
1.2.2   อุปกรณ์ Convertor หรือ A.C.Regulator แรงดัน 230 โวลท์ เพื่อการใช้งานในอุตสาหกรรมที่ไม่สร้างกระแสฮาร์มอนิกอันดับคู่ มีขนาดไม่เกิน5 kVA โดยติดตั้งไม่เกินหนึ่งตัวต่อเฟส  
1.2.3  ถ้ามีการติดตั้งอุปกรณ์มากกว่าหนึ่งตัวต่อหนึ่งเฟสให้พิจารณาตามขั้นตอนที่ 2
 

    ขั้นตอนที่2  พิจารณาจากระดับกระแสฮาร์มอนิก   อุปกรณ์ที่ไม่ผ่านข้อกำหนดในขั้นตอนที่1 สามารถนำเข้าระบบได้เมื่อ
  2.1 อุปกรณ์ 3 เฟส
        2.1.1 ค่ากระแสฮาร์มอนิกที่จุดต่อร่วมต้องไม่เกินค่าขีดจำกัดในตารางที่ 2

              ตารางที่ 2  ขีดจำกัดกระแสฮาร์มอนิกสำหรับผู้ใช้ไฟฟ้ารายใดๆที่จุดต่อร่วม

ระดับแรงดันไฟฟ้า
ที่จุดต่อร่วม (kV)
 
MVAsc
Base
 
อันดับฮาร์มอนิกและขีดจำกัดของกระแส (A rms)
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
0.400
10
48
34
22
56
11
40
9
8
7
19
6
16
5
5
5
6
4
6
11 and 12
100
13
8
6
10
4
8
3
3
3
7
2
6
2
2
2
2
1
1
22 , 24 and 33
500
11
7
5
9
4
6
3
2
2
6
2
5
2
1
1
2
1
1
69
500
8.8
5.9
4.3
7.3
3.3
4.9
2.3
1.6
1.6
4.9
1.6
4.3
1.6
1
1
1.6
1
1
115 and above
1,000
5
4
3
4
2
3
1
1
1
3
1
3
1
1
1
1
1
1

                                     
2.1.2  หากค่า MVAsc ต่ำสุด ณ จุดต่อร่วมมีค่าแตกต่างจากค่า MVAsc Base ที่ระบุในตารางที่ 2  ยอมให้ปรับค่ากระแสฮาร์มอนิกที่ยอมให้ไหลเข้าสู่ระบบด้วยสมการ

                                                                   

               Ih = กระแสฮาร์มอนิก(A) ลำดับที่ h ที่ยอมให้ไหลเข้าสู่ระบบ เมื่อค่า MVAsc เป็น MVAsc1
               Ihp = กระแสฮาร์มอนิก(A) ลำดับที่ h ที่กำหนดในตารางที่ 2
               MVAsc1 = ค่าMVAsc ต่ำสุด ณ จุด PCC มีค่าไม่เท่ากับค่า MVAscBase
               MVAscBase = ค่า MVAscBase สำหรับค่ากระแสฮาร์มอนิกตามตารางที่ 2

    ขั้นตอนที่3 
       อุปกรณ์ไม่เป็นเชิงเส้นที่ไม่ผ่านการพิจารณาตามขั้นตอนที่ 2 ผู้ใช้ไฟอาจสามารถเชื่อมต่อโหลดดังกล่าวกับระบบไฟฟ้าได้ถ้ามีการศึกษาทำการวิเคราะห์คำนวณจากคุณลักษณะระบบ และพฤติกรรมฮาร์มอนิก ของโหลดอย่างละเอียด โดยผลของแรงดันฮาร์มอนิกที่ได้ต้องไม่เกินขีดจำกัดตามตารางที่ 3
 

                                    ตารางที่ 3 ขีดจำกัดความเพี้ยนฮาร์มอนิกของแรงดันสำหรับผู้ใช้ไฟฟ้ารายใดๆที่จุดต่อร่วม 

ระดับแรงดันไฟฟ้า
ที่จุดต่อร่วม (kV)
 
ค่าความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวม
ของแรงดัน (%THDv)
 
ค่าความเพี้ยนฮาร์มอนิกของแรงดัน
แต่ละอันดับ (THDv%)
อันดับคี่
อันดับคู่
0.400
5
4
2
11,12,24, and 24
4
3
1.75
33
3
2
1
69
2.45
1.63
0.82
115
1.5
1
0.5

 

ตัวอย่างการใช้มาตรฐานฯกับผู้ใช้ไฟ 4 ราย 
     1. รายที่1 รับไฟ 22 kV มีค่าพิกัดกำลังลัดวงจรที่จุดต่อร่วม (PPC) 200 MVA  ใช้โหลด Converter 6-P ขนาด 500 kVA
     2. รายที่2 รับไฟ 22 kV มีค่าพิกัดกำลังลัดวงจรที่จุดต่อร่วม (PPC) 200 MVA  ใช้โหลด Converter 6-P ขนาด 600 kVA
     3. รายที่3 รับไฟ 22 kV มีค่าพิกัดกำลังลัดวงจรที่จุดต่อร่วม (PPC) 200 MVA   ช้โหลด Converter 6-P ขนาด 750 kVA
     4. รายที่4 รับไฟ 400 V มีค่าพิกัดกำลังลัดวงจรที่จุดต่อร่วม (PPC) 4.3 MVA   ใช้โหลด Converter 6-P ขนาด 100 kVA

 ขั้นตอนที่ 1 
      ผู้ใช้ไฟฟ้ารายที่ 1 ,2 และ 3 รับไฟพิกัดแรงดัน 22 kV ให้ไปพิจารณาในขั้นตอนที่ 2 และผู้ใช้ไฟฟ้ารายที่ 4 รับไฟ 400 V แต่อุปกรณ์ Converter 6-P มีขนาด kVA เกินค่าที่กำหนด ตามตารางที่ 1 ให้ไปพิจารณาในขั้นตอนที่ 2 

ขั้นตอนที่2   จากการตรวจวัดที่จุดต่อร่วม และผลการปรับกระแสฮาร์มอนิกตามข้อ 2.1.2 ได้ผลตามตารางดังนี้
 

ตารางที่1 ผู้ใช้ไฟรายที่1 
ลำดับฮาร์มอนิก
5
7
11
13
17
19
ขีดจำกัดกระแสฮาร์มอนิกตามตารางที่2 Ihp  (A)
9
6
6
5
2
1
ขีดจำกัดกระแสฮาร์มอนิกที่ปรับใหม่  Ih (A)
3.6
2.4
2.4
2
0.8
0.4
กระแสฮาร์มอนิกจากการตรวจวัด ที่จุดต่อร่วม (A)
2.52
1.73
0.96
0.75
0.46
0.35
ขีดจำกัดแรงดันฮาร์มอนิก ตามตารางที่3  % Vh
3
3
3
3
3
3
แรงดันฮาร์มอนิกจากการตรวจวัดที่จุดต่อร่วม % Vh
0.24
0.23
0.2
0.18
0.15
0.13
ขีดจำกัดผลรวมแรงดันฮาร์มอนิก ตามตารางที่3 %THDv
ผลรวมแรงดันฮาร์มอนิกจากการวัดที่จุดต่อร่วม %THDv
4
0.56

ตารางที่2 ผู้ใช้ไฟรายที่2
  

เนื้อหาโดย: 9engineer.com (http://9engineer.com/)