Top 50 Popular Supplier
1 การเพิ่มเว็บลงใน e-directory 53,660
2 T.N. METAL WORKS Co., Ltd. 48,101
3 เคอีบี (KEB ) ประเทศไทย 37,880
4 ฟิลิปส์อิเล็กทรอนิกส์ (ประเทศไทย) จำกัด 33,627
5 บ.ไทนามิคส์ จำกัด 29,703
6 สถาบันไทยเยอรมัน 29,348
7 ลาดกระบัง ทูลส์ แอนด์ ดาย จำกัด 26,257
8 Industrial Provision co., ltd 26,183
9 Infinity Engineering System Co.,Ltd 23,844
10 สยาม เอลมาเทค (siam elmatech) 22,807
11 ไทยเทคนิค อีเล็คตริค จำกัด 22,251
12 ฟอร์จูน เมคคานิค แอนด์ ซัพพลาย 21,210
13 เอเชียเทค พาวเวอร์คอนโทรล จำกัด 20,884
14 บริษัท เวิลด์ ไฮดรอลิคส์ จำกัด 20,117
15 โปรไดร์ฟ ซิสเต็ม จำกัด 18,449
16 ซี.เค.แอล.โพลีเทค เอ็นจิเนียริ่ง 17,395
17 ธรรมคุณ ออโตเมชั่น 16,371
18 AVERA CO., LTD. 14,398
19 P.D.S. Automation co.,ltd 14,220
20 เลิศบุศย์ 14,114
21 ห้างหุ้นส่วนสามัญ เอ-รีไซเคิล กรุ๊ป 12,924
22 แมชชีนเทค 12,580
23 เทคนิคอล พรีซิชั่น แมชชีนนิ่ง 12,488
24 ทรอนิคส์เซิร์ฟ จำกัด 11,585
25 Electronics Source Co.,Ltd. 11,548
26 มากิโน (ประเทศไทย) 11,543
27 Pro-face South-East Asia Pacific Co., Ltd. 11,541
28 อีดีเอ อินเตอร์เนชั่นเนล จำกัด 11,502
29 โครงการพัฒนาอุตสาหกรรมแม่พิมพ์ 10,869
30 ดีไซน์ โธร แมนูแฟคเจอริ่ง 10,645
31 IWASHITA INSTRUMENTS (THAILAND) LTD. 10,613
32 ศรีทองเนมเพลท จำกัด 10,426
33 Intelligent Mechantronics System (Thailand) 10,290
34 เอส.เอส.บี สยาม จำกัด 10,187
35 I-Mechanics Co.,Ltd. 9,929
36 CHEMTEC AUTOMATION CO.,LTD. 9,928
37 SAMWHA THAILAND 9,880
38 เอ็นเทค แอสโซซิเอท จำกัด 9,774
39 ดาต้า เอ็นทรี่ กรุ๊ป จำกัด 9,736
40 วอยก้า จำกัด 9,718
41 มิตราคม (Mitracom) 9,706
42 Advanced Technology Equipment 9,706
43 Pan Drives Co.,Ltd 9,686
44 SUNAI GROUP CO.,LTD. 9,650
45 K.P. Trading Group Company Limited 9,650
46 Systems integrator 9,594
47 Autodesk Asia Pte Co., Ltd. 9,542
48 เลิศบุศย์ 9,059
49 CHENGGANG Electrical Engineering 8,662
50 AirTAC Enterprise Group 8,575
16/10/2557 19:44 น. , อ่าน 4,715 ครั้ง
Bookmark and Share
อุปกรณ์เพื่อการอนุรักษ์พลังงานไฟฟ้าและปัญหาคุณภาพไฟฟ้า เรื่องเล็กหรือใหญ่?
โดย : Admin

อุปกรณ์เพื่อการอนุรักษ์พลังงานไฟฟ้าและปัญหาคุณภาพไฟฟ้า เรื่องเล็กหรือใหญ่?

ดร.อิษฎา บุญญาอรุณเนตร

บทความนี้จะอธิบายถึงความสำคัญของการเลือกอุปกรณ์เพื่อการอนุรักษ์พลังงานที่มีคุณสมบัติด้านคุณภาพกำลังไฟฟ้าที่ดี ผลกระทบของการติดตั้งอุปกรณ์ที่สร้างปัญหาคุณภาพกำลังไฟฟ้าในปริมาณมาก ตัวอย่างปัญหาที่เกิดขึ้นและการแก้ปัญหา

ไม่มีใครปฎิเสธประโยชน์ของการติดตั้งหรือเปลี่ยนมาใช้อุปกรณ์เพื่อการอนุรักษ์พลังงานไฟฟ้า เช่นอุปกรณ์ปรับความเร็วรอบมอเตอร์(VSD) บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ หลอด LED ที่ใช้การทำงานของวจรอิเล็กทรอนิกส์กำลังว่าสามารถลดการใช้กำลังงานไฟฟ้าอันเป็นผลให้ค่าไฟฟ้าที่ต้องจ่ายลดลงหรือประหยัดซึ่งเป็นผลที่ทุกคนต้องการ โดยทั่วไปแล้วคนส่วนใหญ่จะให้ความสำคัญกับตัวเลขกำลังงานไฟฟ้า (วัตต์, Watt) ที่อุปกรณ์เหล่านั้นใช้หรือกำลังงานที่ลดลงหลังการติดตั้ง ซึ่งส่งผลถึงค่าไฟฟ้าที่ต้องจ่ายโดยตรงลดลงและส่วนใหญ่ก็จะพยายามปรับเปลี่ยนมาใช้ในจำนวนมากขึ้น เพื่อคาดหวังผลการประหยัดที่มากขึ้น ในการเลือกอุปกรณ์เพื่อการอนุรักษ์พลังงานไฟฟ้ามาติดตั้งใช้งานนั้นส่วนใหญ่ก็จะพิจารณาเรื่องราคา ระยะเวลาคืนทุน กำลังไฟฟ้าที่ลดลง รุ่นและยี่ห้อของผลิตภัณฑ์และอื่นๆ สิ่งหนึ่งที่คนส่วนใหญ่ละเลยหรือคิดว่าไม่จำเป็นต้องพิจารณาได้แก่คุณสมบัติด้านคุณภาพกำลังไฟฟ้าของอุปกรณ์อนุรักษ์พลังงานที่จะทำการติดตั้ง ซึ่งผู้ผลิตอุปกรณ์เหล่านี้ส่วนใหญ่จะมีรุ่นของอุปกรณ์ที่มีคุณสมบัติด้านคุณภาพไฟฟ้าที่ดีแต่มักจะเป็นรุ่นที่ราคาสูงกว่ารุ่นปกติจึงมักจะทำให้ผู้ลงทุนไม่ให้ความสนใจ

 

คุณสมบัติการส่งจ่ายไฟฟ้าในอุดมคติ

 

(a)     ส่วนประกอบในระบบส่งจ่ายไฟฟ้า                            (b)  รูปคลื่นแรงดันและกระแสไฟฟ้าในอุดมคติ

รูปที่ 1 ระบบการส่งจ่ายกำลังไฟฟ้าและรูปคลื่นแรงดัน กระแสไฟฟ้าในอุดมคติที่มีประสิทธิภาพสูงสุด

ในรูปที่ 1 แสดงส่วนประกอบระบบการส่งจ่ายกระแสไฟฟ้าตั้งแต่โรงเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้าไปยังผู้ใช้ไฟฟ้า ในอุดมคติแล้วเราต้องการให้รูปคลื่นของแรงดันและกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเป็นไปตามรูป 1(b) กล่าวคือทั้งกระแสและแรงดันป็นรูปคลื่นไซน์บริสุทธิ์และมีช่วงเวลาที่เกิดทับซ้อนกันพอดี ซึ่งเราเรียกว่ามีเปอร์เซ็นต์ความเพี้ยนเชิงฮาร์มอนิกของแรงดันและกระแส (THDv,THDi) เท่ากับศูนย์ และมีค่าตัวประกอบกำลัง (PF.) เท่ากับ 1 ในกรณีนี้การส่งจ่ายกำลังงานไฟฟ้าจะมีประสิทธิภาพสูงสุดหรือกล่าวได้ว่ากรณีนี้จะมีกำลังงานสูญเสียในการส่งจ่ายกำลังงานไฟฟ้าต่ำที่สุด

คุณภาพไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับการเลือกอุปกรณ์เพื่อการอนุรักษ์พลังงานไฟฟ้าคืออะไร?

ในที่นี้จะอธิบายในประเด็นที่มักถูกละเลยในการพิจารณาเวลาที่เลือกอุปกรณ์เพื่อมติดตั้งเสมอคือปริมาณกระแสฮาร์มอนิกที่เกิดจากอุปกรณ์ที่ติดตั้งเข้าไป กระแสฮาร์มอนิกที่เกิดขึ้นจากอุปกรณ์อธิบายง่ายๆได้ว่าเป็นกระแสที่ไหลเข้าอุปกรณ์ โดยมีความถี่สูงกว่าเป็นจำนวนเท่าของความถี่ 50Hz ซึ่งเป็นความถี่ของการส่งจ่ายกระแสไฟฟ้าในประเทศไทย ซึ่งจะเป็นสาเหตุทำให้รูปคลื่นของกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าเพี้ยนไปจากรูปที่ 1 และเป็นสาเหตุทำให้ค่า PF. ของระบบไฟฟ้าต่ำลงเป็นผลให้เกิดกำลังงานสูญเสียเพิ่มมากขึ้นเกิดการทำงานผิดพลาดและเสียหายของอุปกรณ์เครื่องจักรในระบบ และถ้าผู้ใช้ไฟฟ้ารายใดมีค่า PF. ที่เกิดขึ้นต่ำกว่า 0.85 ก็จะถูกทางการไฟฟ้าเรียกเก็บค่าปรับเพิ่มตามปริมาณ kvar ที่เกิดขึ้น

 

                      (a) แรงดันที่จ่ายให้หลอด LED       (b) ตัวอย่างกระแสหลอดที่ 1         (b) ตัวอย่างกระแสหลอดที่ 2

รูปที่ 2 แสดงผลการตรวจวัดเปรียบเทียบความเพี้ยนเชิงฮาร์มอนิกของกระแสของหลอด LED 2 รุ่นที่มีในท้องตลาด 

รูปที่ 2 แสดงตัวอย่างผลการตรวจวัดกระแสฮาร์มอนิกที่เกิดจากหลอด LED เปรียบเทียบกัน 2 รุ่นที่มีจำหน่ายอยู่ในท้องตลาด แม้ว่าหลอด LED ทั้ง 2 จะมีการใช้กำลังงานไฟฟ้าและให้แสงสว่างพอๆกันแต่เมื่อพิจารณาด้านคุณภาพไฟฟ้าที่เกิดขึ้นพบว่าหลอดที่ 1 สร้างปัญหากระแสฮาร์มอนิกออกมาในปริมาณที่มากกว่าหลอดที่ 2 อย่างมีนัยสำคัญซึ่งสังเกตได้จากรูปคลื่นกระแสที่มีความเพี้ยนจากรูปคลื่นไซน์อย่างรุนแรงและจำนวนสเปคตรัมของฮาร์มอนิกที่เกิดขึ้นจำนวนและปริมาณมาก

 

              (a) แรงดันที่จ่ายให้ VSD        (b) ตัวอย่างกระแส VSD ตัวที่ 1      (b) ตัวอย่างกระแส VSD ตัวที่ 2

รูปที่ 3 แสดงผลการตรวจวัดเปรียบเทียบความเพี้ยนเชิงฮาร์มอนิกของกระแสของ VSD 2 รุ่นที่มีในท้องตลาด

 รูปที่ 3 แสดงผลการตรวจวัดกระแสฮาร์มอนิกที่เกิดจากการใช้งาน VSD เปรียบเทียบกัน 2 รุ่นที่มีจำหน่ายอยู่ในท้องตลาด พบว่า VSD ตัวที่ 1 สร้างปัญหากระแสฮาร์มอนิกออกมาในปริมาณที่มากกว่า VSD ตัวที่ 2 อย่างมีนัยสำคัญซึ่งสังเกตได้จากรูปคลื่นกระแสที่มีความเพี้ยนจากรูปคลื่นไซน์อย่างรุนแรงและจำนวนสเปคตรัมของฮาร์มอนิกที่เกิดขึ้นจำนวนและปริมาณมาก จากตัวอย่างผลตรวจวัดเปรียบเทียบคุณสมบัติด้านคุณภาพกำลังไฟฟ้าของทั้งหลอด LED และ VSD  สำหรับปรับความเร็วรอบมอเตอร์ที่นิยมใช้ในงานอนุรักษ์พลังงานไฟฟ้านั้นมีข้อแตกต่างกันอย่างชัดเจน โดยทั่วไปแล้วการใช้งานอุปกรณ์เพื่อการอนุรักษ์พลังงานไฟฟ้าที่มีคุณสมบัติด้านคุณภาพกำลังไฟฟ้าไม่ดีนั้น ถ้ามีการติดตั้งใช้งานในปริมาณหรือจำนวนไม่มากนัก จะไม่สร้างผลกระทบหรือปัญหารุนแรงกับระบบไฟฟ้าแต่ถ้ามีการติดตั้งใช้งานกันมากขึ้นจำเป็นที่จะต้องนำมาพิจารณาประกอบในการเลือกรุ่นที่เหมาะสมหรือจำเป็นต้องวางแผนรองรับหรือแก้ไขปัญหาที่จะเกิดขึ้นตามมา

 

มาตรฐานที่เกี่ยวช้องกับกระแสฮาร์มอนิกในระบบไฟฟ้า

เมื่อปริมาณกระแสฮาร์มอนิกในระบบไฟฟ้ามีมากขึ้น ตามจำนวนการติดตั้งอุปกรณ์เพื่อการอนุรักษ์พลังงานที่เพิ่มมากขึ้นจนอาจก่อให้เกิดปัญหาได้นั้น ในประเทศไทยหรือสากลก็มีมาตรฐานที่ใช้บังคับ แนะนำหรือเป็นเกณฑ์เพื่อการพิจารณาเพื่อปรับปรุงแก้ไขให้อยู่ในระดับที่ปลอดภัยและไม่สร้างผลกระทบต่อผู้ใช้ไฟฟ้ารายอื่น ตารางที่ 1 แสดงขีดจำกัดกระแสฮาร์มอนิกที่ยอมให้เกิดขึ้นกับผู้ใช้ไฟฟ้าใดๆในระบบจำหน่ายซี่งกำหนดโดยหน่วยงานด้านไฟฟ้าของประเทศไทย และตารางที่ 2 แสดงค่าเปอร์เซ็นของกระแสฮาร์มอนิกที่ยอมให้เกิดขึ้นในระบบไฟฟ้าตามมาตรฐาน IEEE 519 โดยที่ไม่สร้างผลกระทบต่อระบบและผู้ใช้ไฟฟ้ารายอื่น

 

ตารางที่ 1 ข้อกำหนดกฎเกณฑ์ฮาร์มอนิกเกี่ยวกับไฟฟ้าประเภทธุรกิจและอุตสาหกรรม (PRC-PQG-01-1998) ”,

การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย การไฟฟ้านครหลวง การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค, 1998.

ตารางที่ 2 IEEE 519-1992, Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in

Electric Power Systems.

 

 

ตัวอย่างผลกระทบที่เกิดขึ้นจากอุปกรณ์เพื่อการอนุรักษ์พลังงานที่สร้างปัญหากระแสฮาร์มอนิก

ปัญหากระแสในสายนิวตรอลสูง : ในกรณีที่มีการติดตั้งอุปกรณ์เพื่อการอนุรักษ์พลังงานไฟฟ้าที่สร้างปัญหากระแสฮาร์มอนิกเป็นจำนวนมากในระบบไฟฟ้าจนเกินเกณฑ์มาตรฐานด้านกระแสฮาร์มอนิกที่ได้ระบุไว้ในหัวข้อที่แล้วนั้น ในหัวข้อนี้จะยกตัวอย่างผลกระทบที่เกิดขึ้นภายหลังการติดตั้งที่ตรวจวัดได้อย่างชัดเจน

 

                            (a) กระแสเฟสและนิวตรอล                       (b) ส่วนประกอบกระแสฮาร์มอนิก

รูปที่ 4 กระแสนิวตรอลสูงเนื่องจากกระแสฮาร์มอนิกลำดับที่ 3

ตัวอย่างแรกเป็นผลการตรวจวัดอาคารขนาดใหญ่ที่มีปัญหากระแสนิวตรอลสูงเนื่องจากกระแสฮาร์มอนิกลำดับที่ 3 ที่เกิดจากการติดตั้งบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกและหลอด LED ที่สร้างปัญหากระแสฮาร์มอนิกเป็นจำนวนมาก จากรูปคลื่นในรูปที่ 4 จะเห็นกระแสนิวตรอลมีค่าสูงถึง 1,080A แม้ว่ากระแสของแต่ละเฟสจะมีค่าใกล้เคียงกันก็ตาม ซึ่งเมื่อพิจารณาความถี่ของกระแสนิวตรอลที่เกิดขึ้นจะพบว่ามีความถี่สูงเป็น 3 เท่าของความถี่ 50Hz ซึ่งก็คือกระแสฮาร์มอนิกอันดับที่ 3 นั่นเอง ซึ่งปัญหาที่เกิดขึ้นนี้แสดงให้เห็นถึงกระแสที่ไหลในสายนิวตรอลที่มีค่าสูงซึ่งโดยปกติระบบไฟฟ้าจะใช้ขนาดหรือพิกัดของสายนิวตรอลนี้เล็กกว่าขนาดของสายเฟสจึงทำให้มีโอกาสที่จะเกิดความร้อนสูงในสายจนเกิดอันตรายได้  

 

ปัญหาการเสียหายของ Cap Bank เนื่องจากเรโซแนนซ์ : โดยปกติในระบบไฟฟ้าทั่วๆไปค่าตัวประกอบกำลังหรือ PF ของระบบจะมีค่าต่ำเนื่องจากโหลดมีคุณสมบัติเป็นรีแอคทีฟโหลด เช่น มอเตอร์ และอุปกรณ์ที่จะนำมาชดเชยเพื่อปรบปรุงค่า PF ที่นิยมใช้ได้แก่ Cap. Bank แต่ในกรณีที่โหลดในระบบไฟฟ้าสร้างปัญหากระแสฮาร์มอนิกสูงเมื่อทำการต่อ Cap. Bank เข้าระบบเพื่อปรับรุงค่า PF นั้นมีโอกาสที่จะเกิดสภาวะเรโซแนนซ์ร่วมกับหม้อแปลง ซึ่งจะทำให้เกิดกระแสสูงที่ความถี่เรโซแนนซ์นั้นๆและเป็นสาเหตุให้ระบบป้องกันในระบบไฟฟ้าเกิดการทำงานหรือ Cap. Bank เกิดความเสียหายขึ้นได้

รูปที่ 5 ตัวอย่างสภาวะเรโซแนนซ์ที่เกิดขึ้นกับระบบไฟฟ้าอันเนื่องจากกระแสฮาร์มอนิก

 

รูปที่ 5 เป็นตัวอย่างแรงดันและกระแสขณะเกิดสภาวะเรโซแนนซ์กับกระแสฮาร์มอนิกลำดับที่ 11 เป็นผลมาจากอุปกรณ์ VSD ที่ติดตั้งในระบบซึ่งสร้างกระแสฮาร์มอนิกออกมา ซึ่งจะทำให้เกิดความร้อนสูงในหม้อแปลงและ Cap. Bank ซึ่งถ้าอุปกรณ์ป้องกันไม่ทำงานก็อาจทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรงได้

 

          ที่กล่าวมานี้เป็นเพียงตัวอย่างปัญหาที่เกิดขึ้นและพบได้บ่อย ซึ่งในความเป็นจริงแล้วปัญหาและความสูญเสียที่อาจเกิดกับระบบไฟฟ้เนื่องจากปัญหาฮาร์มอนิกและปัญหาคุณภาพไฟฟ้ามีหัวข้อมากกว่านี้ ผู้อ่านสามารถหาข้อมูลเพิ่มเติมตลอดจนวิธีการแก้ไขได้จากเอกสารด้านปัญหาคุณภาพกำลังไฟฟ้าหรือในเว็ปไซท์ www.pq-team.com เป็นต้น

แนวทางพิจารณาใช้อุปกรณ์เพื่อการอนุรักษ์พลังงานไฟฟ้าที่ไม่เกิดปัญหาคุณภาพไฟฟ้า

  •   นอกจากการเลือกอุปกรณ์อนุรักษ์พลังงานไฟฟ้าที่สามารถลดการใช้พลังงานไฟฟ้าแล้ว จะต้องพิจารณาเลือกอุปกรณ์ที่มีการสร้างปัญหาคุณภาพไฟฟ้าที่น้อยกว่าด้วย ดูได้จากค่า THDi ที่ต่ำ และ PF. ที่สูงแม้ว่าการลงทุนในช่วงแรกจะสูงกว่าแต่จะให้ผลตอบแทนในระยะยาวที่คุ้มค่า และเป็นการปฏิบัติตามกฏเกณฑ์มาตรฐานทั้งของประเทศไทยและสากล
  • อุปกรณ์ที่สร้างปัญหาคุณภาพไฟฟ้าน้อยกว่า จะมีโอกาสใช้งานกับระบบไฟฟ้าของท่านได้จำนวนมากกว่าโดยไม่สร้างความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายกับระบบไฟฟ้าหรือทำให้อายุการใช้งานระบบไฟฟ้าสั้นลง
  •  ระบบไฟฟ้าที่มีขนาดพิกัดใหญ่กว่าโหลดใช้งานจริงมากๆ จะสามารถหรือมีโอกาสทนต่อปัญหาคุณภาพไฟฟ้าหรือฮาร์มอนิกได้มากกว่า แต่ไม่ได้หมายความกำลังงานสูญเสียที่เกิดขึ้นจะน้อยกว่า
  • ควรมีการสำรวจระดับคุณภาพไฟฟ้าในระบบทุกครั้งเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงเครื่องจักรหรือติดตั้งอุปกรณ์อนุรักษ์พลังงานจำนวนมาก

เรื่องอื่นๆที่น่าสนใจ

ทำไมระบบไฟฟ้าจึงต้องเป็น 3 เฟส ? / อันตรายของไฟฟ้าต่อร่างกายมนุษย์ แผ่นป้ายมอเตอร์บอกอะไรเราบ้าง ? / การควบคุมความเร็วดีซีมอเตอร์ทำไมจึงนิยมใช้วิธีกระตุ้นแยก ?  / อินเวอร์เตอร์ต้องดูแลและทำการบำรุงรักษาอย่างไรบ้าง? / เซอร์วิชแฟคเตอร์คืออะไรมีไว้เพื่ออ?  มอเตอร์ 3 เฟส นามาใช้กับไฟ 1เฟสได้หรือไม่และต้องทำอย่างไรบ้าง ?  / 20 เทคโนโลยีที่ต้องรู้ในระบบออโตเมชั่นมีอะไร  / ระบบไฟฟ้าสมาร์ทกริดคืออะไร  / เมื่อต่อ CT แต่ไม่มีโหลดทำไมต้องซ๊อตทางด้านเอาท์พุท /มีแฟนเป็นวิศวะโชคดีจริงหรือ ? / ทำไมต้องให้วิศวะจุฬาอย่างผมไปก่อผนังเช่นเดียวกับแรงงานพม่า /ในวงจรสตาร์เดลต้าควรตั้งค่าโอเวอร์โหลดอย่างไร ?

 

 

 


นายเอ็นจิเนียร์ขอสงวนสิทธิ์รับรองความถูกต้อง โปรดใช้วิจารณญาณในการรับข่าวสารข้อมูล

 

27 June 2017
:: MEMBER LOGIN
E-mail Account
Password
:: OUR SPONSORS
Weerut
SLG
tnmetalworks
adtech
KEB