Top 50 Popular Supplier
1 การเพิ่มเว็บลงใน e-directory 60,937
2 E&L INTERNATIONAL CO., LTD. 59,142
3 T.N. METAL WORKS Co., Ltd. 55,934
4 เคอีบี (KEB ) ประเทศไทย 52,441
5 ฟิลิปส์อิเล็กทรอนิกส์ (ประเทศไทย) จำกัด 41,571
6 บ.ไทนามิคส์ จำกัด 37,556
7 สถาบันไทยเยอรมัน 36,268
8 Industrial Provision co., ltd 33,575
9 ลาดกระบัง ทูลส์ แอนด์ ดาย จำกัด 33,177
10 Infinity Engineering System Co.,Ltd 30,865
11 สยาม เอลมาเทค (siam elmatech) 29,147
12 ไทยเทคนิค อีเล็คตริค จำกัด 28,129
13 ฟอร์จูน เมคคานิค แอนด์ ซัพพลาย 27,438
14 เอเชียเทค พาวเวอร์คอนโทรล จำกัด 26,771
15 บริษัท เวิลด์ ไฮดรอลิคส์ จำกัด 26,522
16 โปรไดร์ฟ ซิสเต็ม จำกัด 23,643
17 ซี.เค.แอล.โพลีเทค เอ็นจิเนียริ่ง 23,082
18 ธรรมคุณ ออโตเมชั่น 21,281
19 P.D.S. Automation co.,ltd 19,860
20 AVERA CO., LTD. 19,295
21 เลิศบุศย์ 18,718
22 ห้างหุ้นส่วนสามัญ เอ-รีไซเคิล กรุ๊ป 17,497
23 เทคนิคอล พรีซิชั่น แมชชีนนิ่ง 17,362
24 แมชชีนเทค 16,997
25 Electronics Source Co.,Ltd. 16,903
26 มากิโน (ประเทศไทย) 16,403
27 ทรอนิคส์เซิร์ฟ จำกัด 16,067
28 Pro-face South-East Asia Pacific Co., Ltd. 16,024
29 อีดีเอ อินเตอร์เนชั่นเนล จำกัด 15,811
30 SAMWHA THAILAND 15,407
31 โครงการพัฒนาอุตสาหกรรมแม่พิมพ์ 15,183
32 CHEMTEC AUTOMATION CO.,LTD. 14,848
33 ดีไซน์ โธร แมนูแฟคเจอริ่ง 14,807
34 IWASHITA INSTRUMENTS (THAILAND) LTD. 14,788
35 Intelligent Mechantronics System (Thailand) 14,684
36 I-Mechanics Co.,Ltd. 14,606
37 เอส.เอส.บี สยาม จำกัด 14,571
38 ศรีทองเนมเพลท จำกัด 14,204
39 Systems integrator 14,108
40 วอยก้า จำกัด 14,059
41 Advanced Technology Equipment 13,855
42 เอ็นเทค แอสโซซิเอท จำกัด 13,832
43 ดาต้า เอ็นทรี่ กรุ๊ป จำกัด 13,685
44 Autodesk Asia Pte Co., Ltd. 13,582
45 SUNAI GROUP CO.,LTD. 13,562
46 Pan Drives Co.,Ltd 13,480
47 มิตราคม (Mitracom) 13,454
48 CHENGGANG Electrical Engineering 13,414
49 K.P. Trading Group Company Limited 13,412
50 เลิศบุศย์ 12,290
22/10/2556 09:25 น. , อ่าน 5,211 ครั้ง
Bookmark and Share
ปัญหาฮาร์มอนิก
โดย : Admin

ฮาร์มอนิก (Harmonic) คืออะไร?

   สำหรับงานคุณภาพกำลังงานไฟฟ้าสามารถอธิบายได้อย่างง่ายคือค่าความถี่ที่ไม่ต้องการให้มีหรือเกิดขึ้นในระบบไฟฟ้าไม่ว่าจะเป็นของแรงดันหรือกระแสไฟฟ้า

     สำหรับประเทศไทยความถี่ของการผลิตและส่งจ่ายกระแสไฟฟ้าคือ 50Hz (50Hz คือความถี่ฐานหรือฮาร์มอนิกลำดับที่ 1  :  fundamental frequency or 1st order harmonic) ดังนั้นความถี่ของแรงดันและกระแสไฟฟ้านอกจากความถี่ 50Hz นี้เป็นสิ่งที่ไม่ต้องการให้เกิดขึ้น  โดยทั่วไปความถี่ที่ไม่ต้องการนี้จะเกิดขึ้นเป็นจำนวนเท่าของความถี่ 50Hz


 
รูปที่ 1 ตัวอย่างรูปคลื่นที่เกิดขึ้นจากการรวมตัวหรือบวกกันจากฮาร์มอนิกลำดับที่ 1 และ 3


รูปที่ 1 แสดงตัวอย่างรูปคลื่นที่เกิดขึ้นจากการรวมตัวหรือบวกกันจากฮาร์มอนิกลำดับที่ 1 และ 3 ซึ่งผลที่ได้จะสังเกตได้ว่าจะมีความผิดเพี้ยนจากรูปคลื่นไซน์พื้นฐานอย่างชัดเจน ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้กับแรงดันและกระแสไฟฟ้าในระบบที่มีโหลดอิเล็กทรอนิกส์เป็นจำนวนมากดังที่กล่าวไปแล้ว โดยอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือเครื่องจักรแต่ละชนิดจะมีคุณสมบัติทำให้เกิดฮาร์มอนิกต่างกัน และขนาดความรุนแรงของปัญหาฮาร์มอนิก โดยทั่วไปนิยามจากค่าเปอร์เซ็นต์ความเพี้ยนเชิงฮาร์มอนิกรวม (%Total Harmonics Distortion: %THD) ซึ่งเป็นค่าที่บอกถึงปริมาณผลรวมฮาร์มอนิกลำดับที่ 2 ขึ้นไปเทียบกับลำดับที่ 1 (THD = 0% หมายความว่าเป็นรูปคลื่นไซน์ที่ต้องการในอุดมคติ)


%THDv = ค่าเปอร์เซ็นต์ความเพี้ยนแรงดันเชิงฮาร์มอนิกรวม, %THDi = ค่าเปอร์เซ็นต์ความเพี้ยนกระแสเชิงฮาร์มอนิกรวม


ปัญหากระแสฮาร์มอนิกต่อระบบไฟฟ้ามีดังต่อไปนี้

  • ทำให้กำลังงานสูญเสียของหม้อแปลงเพิ่มขึ้นทั้งจากลวดตัวนำและแกนแม่เหล็ก
  • กระแสฮาร์มอนิกที่ไหลอยู่ในระบบทำให้เกิดกำลังงานสูญเสียในสายตัวนำมากขึ้นเนื่องจากกระแสฮาร์มอนิกทำให้ค่ากระแสและความต้านทานของสายสูงขึ้น
  • ทำให้เกิดกำลังงานสูญเสียในคาปาซิเตอร์แก้ค่าตัวประกอบกำลัง (Capacitor Bank) และทำให้เกิดความร้อนสูงขึ้น
  • กระแสฮาร์มอนิก Triplen (ลำดับที่ 3,6,9..) จะรวมกันไหลอยู่ในสายนิวตรอลทำให้เกิดความร้อนสูง
  • ทำให้อุปกรณ์ได้รับความเสียหายเนื่องจากได้รับกระแสและแรงดันเกินพิกัด
  • ผลของกระแสฮาร์มอนิกต่อเครื่องจักรไฟฟ้าโดยเฉพาะอย่างยิ่งมอเตอร์และอุปกรณ์ที่มีการทำงานโดยใช้ผลของสนามแม่เหล็กทำให้กำลังงานสูญเสียเพิ่มขึ้นเป็นผลทำให้เครื่องจักรร้อนและมีอายุการใช้งานสั้นกว่าปกติ
  • ทำให้รีเลย์และอุปกรณ์ป้องกันทางไฟฟ้าทำงานผิดพลาด
  • ทำให้มิเตอร์วัดค่าไฟฟ้า (Watt-Hour Meter) ทำการวัดค่าผิดพลาดได้
  • ทำให้เกิดสัญญาณรบกวน (Noise) ในระบบสื่อสารและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานผิดพลาด

 

 
รูปที่ 2 ตัวอย่างรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าที่มีความเพี้ยนและสเปคตรัมแสดงส่วนประกอบฮาร์มอนิก

 

 
รูปที่ 3 ตัวอย่างรูปคลื่นกระแสไฟฟ้าที่มีความเพี้ยนและสเปคตรัมแสดงส่วนประกอบฮาร์มอนิก


ในการออกแบบและติดตั้งระบบไฟฟ้าภายในอาคารสำนักงานและโรงงานอุตสาหกรรมถ้าเป็นอาคารและโรงงานที่ถูกสร้างมาในระยะ 10 ถึง 20 ปีที่ผ่านมา ส่วนใหญ่จะไม่ได้ถูกออกแบบมาสำหรับรองรับปัญหากระแสฮาร์มอนิกจากอุปกรณ์เครื่องจักรสมัยใหม่ที่ติดตั้งเพิ่มเติม (ในปัจจุบันถ้าในขั้นตอนการออกแบบไม่ได้ออกแบบเพื่อรองรับก็มีปัญหาเช่นเดียวกัน) โดยในระยะแรกขณะที่จำนวนหรือปริมาณอุปกรณ์และเครื่องจักรที่สร้างปัญหากระแสฮาร์มอนิกมีไม่มากในระบบ ปัญหาที่เกิดขึ้นคือความร้อนสะสมที่อุปกรณ์ที่กระแสฮาร์มอนิกไหลผ่านจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย เช่น หม้อแปลง สายไฟและอุปกรณ์ภายในตู้ MDB โดยที่ผู้รับผิดชอบด้านไฟฟ้าอาจจะยังไม่สังเกตได้ แต่เมื่อปริมาณกระแสฮาร์มอนิกในระบบมีมากขึ้นจะสร้างสิ่งผิดปกติที่สังเกตได้ดังนี้ สายนิวตรอลจะมีความร้อนสูง หม้อแปลงและตู้ MDB จะมีความร้อนสูงและมีเสียงสั่นคราง คาปาซิเตอร์แก้ค่าตัวประกอบกำลังจะร้อนและเสียหายบ่อย อุปกรณ์ป้องกันในระบบ เช่น เบรกเกอร์และรีเลย์จะทำงานเองโดยไม่ทราบสาเหตุ นอกจากนั้นกระแสฮาร์มอนิกยังเป็นสาเหตุหลักของแรงดันฮาร์มอนิกที่จุดต่อร่วมและสร้างปัญหาให้กับอุปกรณ์และเครื่องจักรในระบบไฟฟ้า


ปัญหาแรงดันฮาร์มอนิกต่อระบบไฟฟ้ามีดังต่อไปนี้

  • ทำให้กระแสไฟฟ้าที่จ่ายออกจากจุดต่อร่วมมีส่วนประกอบฮาร์มอนิกออกไปแม้ว่าโหลดที่นำมาต่อมีคุณสมบัติเชิงเส้น
  • ถ้ามีแรงดันฮาร์มอนิกในลำดับที่ 5 และ 11 ซึ่งเป็นเนกาทีฟซีแควนซ์ จะทำให้มอเตอร์ที่ได้รับแรงดันนี้เข้าไปจะเกิดแรงหมุนในทิศทางกลับหรือต้านกับทิศทางการหมุนปกติทำให้มอเตอร์ร้อนเนื่องจากต้องใช้กำลังงานเพื่อต้านแรงนี้
  • อุปกรณ์ที่ทำงานโดยผลของสนามแม่เหล็ก เช่น บัลลาสต์แกนเหล็ก แม่เหล็กไฟฟ้า หม้อแปลงจะร้อนผิดปกติเนื่องจากผลของแรงดันฮาร์มอนิกในลำดับที่ 5 และ 11 จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กต้านภายในแกนเหล็กทำให้ต้องการกระแสไฟฟ้าขาเข้าและใช้กำลังงานไฟฟ้ามากกว่าปกติ
  • เป็นสาเหตุของการเรโซแนนซ์ทางกลของมอเตอร์ทำให้มอเตอร์ทำงานสั่นอย่างผิดปกติ
  • เป็นสาเหตุให้อุปกรณ์ที่ต้องทำงานเข้าจังหวะ (Synchronization) กับความถี่สายกำลัง เช่น เครื่องสำรองไฟฟ้า (UPS) สวิตช์ถ่ายโอนอัตโนมัติ (ATS) วงจรอิเล็กทรอนิกส์กำลัง-ไทริสเตอร์ชนิดควบคุมเฟส ระบบการสื่อสารข้อมูล ทำงานผิดพลาดได้
  • เป็นสาเหตุให้วงจรอิเล็กทรอนิกส์คอมพิวเตอร์ทำงานผิดพลาดหรือเสียหายได้

 

ตารางแสดงขีดจำกัดความเพี้ยนฮาร์มอนิกของแรงดันสำหรับผู้ใช้


ตารางด้านบนแสดงขีดจำกัดแรงดันฮาร์มอนิกสำหรับผู้ใช้ไฟฟ้ารายใดๆ ที่จุดต่อร่วม โดยนำมาจากเอกสารข้อกำหนดกฎเกณฑ์ฮาร์มอนิกเกี่ยวกับไฟฟ้าประเภทธุรกิจและอุตสาหกรรม ซึ่งกำหนดโดย การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย การไฟฟ้านครหลวง การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค โดยข้อกำหนดนี้ออกมาเพื่อเป็นการควบคุมปริมาณกระแสฮาร์มอนิกจากผู้ใช้ไฟฟ้า จะต้องมีค่าต่ำกว่าขีดจำกัดดังกล่าวจึงจะอนุญาตให้ต่อเชื่อมกับระบบหรือจำหน่ายกระแสไฟฟ้าให้กับผู้ขอใช้ไฟฟ้า แม้ว่าปัจจุบันข้อกำหนดนี้จะมีความเข้มงวดกับผู้ยื่นขอใช้ไฟรายใหม่แต่ในความเป็นจริงแล้วหากมีการตรวจสอบกันอย่างจริงจังจะพบผู้ใช้ไฟฟ้าเป็นจำนวนมากสร้างปริมาณกระแสฮาร์มอนิกเกินขีดจำกัดนี้ ซึ่งจะก่อให้เกิดปัญหาดังที่กล่าวมาแล้ว ดังนั้นการควบคุมปริมาณกระแสฮาร์มอนิกในระบบไฟฟ้าของผู้ใช้ไฟจะเป็นการลดปัญหา ความเสียหายที่เกิดขึ้นกับผู้ใช้ไฟเองและยังเป็นการปฏิบัติตามข้อกำหนดกฏเกณฑ์ของผู้ให้บริการไฟฟ้าด้วย

 

บทความโดย บริษัท เพาเวอร์ ควอลิตี้ ทีม จำกัด

หากมีข้อสงสัยหรือศึกษาบทความเพิ่มเติมสามารถติดตามได้ที่ www.pq-team.com



นายเอ็นจิเนียร์ขอสงวนสิทธิ์รับรองความถูกต้อง โปรดใช้วิจารณญาณในการรับข่าวสารข้อมูล


 ลิงค์ช่องยูทุปของ 9engineer.com => คลิก=> technology talk
 
ขอกำลังใจจากเพื่อนๆสมาชิกช่วยสนับสนุนด้วยการกดซับสไคร์ กดกระดิ่งติดตาม กดไลค์และกดแชร์ด้วยครับ

25 November 2020
:: MEMBER LOGIN
E-mail Account
Password
:: OUR SPONSORS
relay vs contactor
adtech
keb
rian