20
เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution) ชุดการจัดแสดงที36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 1 จาก 20 หมวดที13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution) ชุดการจัดแสดงที36 ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลยี คุณภาพกําลังไฟฟา (Power Quality) คือ การจายไฟฟาที่มีระดับแรงดันและกระแสไฟฟา ถูกตองสม่ําเสมอ มีคลื่นไฟฟาที่บริสุทธิและความถี่ที่ถูกตอง การจายไฟฟาที่ไมมีคุณภาพจะทําใหเกิด การสูญเสียพลังงาน ความเสียหายและการทํางานที่ผิดพลาดของอุปกรณไฟฟาตาง ได ดังนั้นในระบบ สงจายกําลังไฟฟาจึงจําเปนตองมีการติดตั้งอุปกรณที่ตรวจสอบปรับสภาพและคุณภาพของไฟฟา ความผิดปกติที่เกิดขึ้นในระบบไฟฟามีหลายลักษณะ ซึ่งอาจเนื่องมาจากปรากฏการณธรรมชาติ เชน ฟาผา ความผิดพลาดในระบบสงกําลังของแหลงจายไฟฟาหลัก การทํางานของอุปกรณประเภท

Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 1 จาก 20

หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงที่ 36 ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา

(Power Conditioning or Supply Quality)

1. หลักการของเทคโนโลยี

คุณภาพกําลังไฟฟา (Power Quality) คือ การจายไฟฟาที่มีระดับแรงดันและกระแสไฟฟาถูกตองสม่ําเสมอ มีคลื่นไฟฟาที่บริสุทธิ์ และความถี่ที่ถูกตอง การจายไฟฟาที่ไมมีคุณภาพจะทําใหเกิดการสูญเสียพลังงาน ความเสียหายและการทํางานที่ผิดพลาดของอุปกรณไฟฟาตาง ๆ ได ดังน้ันในระบบสงจายกําลังไฟฟาจึงจําเปนตองมีการติดตั้งอุปกรณที่ตรวจสอบปรับสภาพและคุณภาพของไฟฟา ความผิดปกติที่เกิดขึ้นในระบบไฟฟามีหลายลักษณะ ซ่ึงอาจเน่ืองมาจากปรากฏการณธรรมชาติ เชน ฟาผา ความผิดพลาดในระบบสงกําลังของแหลงจายไฟฟาหลัก การทํางานของอุปกรณประเภท

Page 2: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 2 จาก 20

สวิตชิ่ง (Switching) การทํางานของอุปกรณไมเปนเชิงเสน (Non-linear Load) การตอกราวด (Grounding) ในระบบไมถูกตอง เปนตน เม่ือเกิดปญหาเกี่ยวกับคุณภาพของกําลังไฟฟาขึ้นยอมทําใหลักษณะของรูปคลื่น แรงดัน กระแส ตลอดจนความถี่ของระบบไฟฟาเปลี่ยนแปลงไป ซ่ึงปญหาตางๆ ที่เกิดขึ้นเรียกรวมวา “มลภาวะทางไฟฟา (Electrical Pollution)” ซ่ึงสามารถสรุปไดเปน 7 ลักษณะดังตอไปน้ี

1. ความผิดปกตทิี่เกิดขึ้นในชัว่พริบตา (Transient) 2. ความผิดปกตทิี่เกิดขึ้นในชวงเวลาสั้นๆ (Short Duration) 3. ความผิดปกตทิี่เกิดขึ้นในชวงเวลาคอนขางนาน (Long Duration) 4. แรงดันกระเพื่อม (Voltage Fluctuation) 5. ความผิดเพี้ยนของรูปคลื่นไฟฟา (Waveform Distortion) 6. แรงดันไมสมดุล (Voltage Unbalance) 7. ความถี่ไฟฟาไมคงที่ (Power Frequency Variation)

ความผิดปกติที่เกิดข้ึนในชั่วพริบตา (Transient) เปนความเปลี่ยนแปลงของปริมาณทางไฟฟา เชน แรงดัน กระแส ความถี่ เปนตน ซ่ึงเกิดขึ้นและหายไปอยางรวดเร็วมาก แบงออกเปน 2 ลักษณะคือ

1. Impulse Transient เปนการเปลี่ยนแปลงของกระแสและ/หรือ แรงดัน ในทิศทางใดทิศทางหน่ึงเทานั้น เชน ฟาผาทําใหเกิดกระแสจํานวนมากแลวหายไป เรียกอยางไมเปนทางการวา “เสิรจ” (Surge) ทําใหอุปกรณในระบบเสียหายจากแรงดันไฟฟาเกิน

รูปที่ 1 รูปคลืน่ลักษณะที่มี Surge

Page 3: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 3 จาก 20

2. Oscillatory Transient เปนการเปลี่ยนแปลงของกระแสและ/หรือแรงดัน ทั้ง 2 ทิศทาง เชน การสับคาปาซิเตอรเขาในวงจร ทําใหเกิดกระแส Oscillatory Transient ปริมาณมากในชั่วพริบตาแลวหายไป เปนผลทําใหอุปกรณไฟฟาเสียหาย และฉนวนของอุปกรณเสื่อมสภาพหรือสูญเสียความเปนฉนวนเร็วขึ้น

รูปที่ 2 รูปคลื่นลักษณะที่มี Oscillatory Transient ความผิดปกติที่เกิดข้ึนในชวงเวลาสัน้ๆ (Short Duration)

โดยทั่วไปหมายถึง การเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟา (rms) ที่เกิดขึ้นในชวงเวลาสั้นๆ มี 3 ลักษณะ คือ

1. Interruption เปนภาวะแรงดันมีคานอยกวา 1 pu. (per unit) เชน เกิดลัดวงจรไฟฟาจนแรงดัน ในระบบลดลงมากกวา 90% เปนเวลาไมเกิน 1 นาที หลังจากที่ทําการ Clear Fault แลว แรงดันไฟฟาก็จะกลับคืนเปนปกติ เรียกอยางไมเปนทางการคือ “ไฟกระพริบ” มีผลทําใหอุปกรณไฟฟาหยุดทํางาน

รูปที่ 3 รูปคลืน่ลักษณะที่มี Interruption

2. Sags (Dips) เปนภาวะแรงดันมีคาระหวาง 0.1-0.9 pu. เชน มีการเริ่มเดินมอเตอรขนาดใหญ ทําใหแรงดันลดลง 10-90% เปนเวลาไมเกิน 1 นาที แรงดันก็จะกลับมาเปนปกติ หรือ เกิดการลัดวงจรในสายสงอ่ืนที่มาจากสถานีไฟฟายอยเดียวกัน ซ่ึงจะสงผลใหแรงดันในสายสงที่ไมลัดวงจรลดลงดวย เรียกอยางไมเปนทางการคือ “ไฟกระพริบ” มีผลทําใหอุปกรณไฟฟาทํางานผิดพลาดหรือหยุดการทํางาน

Page 4: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 4 จาก 20

รูปที่ 4 รูปคลื่นลักษณะที่มี Sag

3. Swells เปนภาวะที่แรงดันหรือกระแสโหลดมีคาระหวาง 1.1-1.8 pu. เชน การหยุดเดิน

มอเตอรขนาดใหญ หรือ การตอคาปาซิเตอรขนาดใหญเขาระบบไฟฟา ทําใหแรงดันมีคาสูงขึ้น 10-80% เปนเวลาไมเกิน 1 นาที มีผลทําใหอุปกรณเสียหาย หรือทําใหอุปกรณที่ไวตอการเปลี่ยนแปลงคุณลักษณะของแหลงจายไฟมีการทํางานผิดพลาดหรือหยุดการทํางาน

รูปที่ 5 รูปคลื่นลักษณะที่มี Swell ความผิดปกติที่เกิดข้ึนในชวงเวลาคอนขางนาน (Long Duration)

โดยทั่วไป หมายถึงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟา (rms) ที่นานกวา 1 นาที มี 3 ลักษณะคือ

1. Sustained interruption หมายถึง เกิดไฟฟาดับนานเกินกวา 1 นาที คําศัพทที่ไมเปนทางการคือ “Outage”, “Black out” เปนผลทําใหอุปกรณไฟฟาหยุดการทํางาน

Page 5: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 5 จาก 20

รูปที่ 6 รูปคลื่นลักษณะที่มี Sustained interruption

2. Undervoltage หมายถึง เกิดแรงดันตกมากกวา 10% (0.8-0.9 pu.) นานเกินกวา 1 นาที เชน การตั้งแท็บของหมอแปลงไมถูกตอง การเดินเครื่องจักรขนาดใหญหรือการตัดคาปาซิเตอรขนาดใหญออกจากระบบไฟฟา คําศัพทที่ไมเปนทางการคือ “ไฟตก”, “Brown out” เปนผลทําใหอุปกรณไดรับความเสียหาย เน่ืองจากการรับภาระเกิน (Overload)

รูปที่ 7 รูปคลื่นลักษณะที่มี Undervoltage

3. Overvoltage หมายถึง เกิดแรงดันเกินมากกวา 10% (1.1-1.2 pu.) นานเกินกวา 1 นาที เน่ืองจากการปลดโหลดขนาดใหญออกจากระบบ ศัพทที่ไมเปนทางการคือ “ไฟเกิน” เปนผลทําใหอุปกรณเสียหายเนื่องจากแรงดันเกิน

รูปที่ 8 รูปคลื่นลักษณะที่มี Overvoltage

Page 6: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 6 จาก 20

แรงดันกระเพื่อม (Voltage Fluctuation) หมายถึง การเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟา (rms) ที่ไมเกิน + 10% (0.9-1.1 pu.) ทั้งแบบเปนระบบและแบบไมตอเน่ือง บางครั้งเรียกวา Flicker คือ “ไฟกระเพื่อม” เชน การทํางานของเตาหลอมไฟฟา (Arc Furnace) ทําใหเกิดการกระพริบ (Flicker) ที่หลอดไฟ

รูปที่ 9 รูปคลื่นลักษณะที่มี Flicker ความผิดเพี้ยนของรูปคลื่นไฟฟา (Waveform Distortion)

หมายถึง การที่รูปคลื่นทางไฟฟามีความผิดเพี้ยนไปจากรูปคลื่นไซนสมบูรณแบบในสภาวะอยูตัว (Steady State) มี 5 แบบ คือ

1. DC Offset หมายถึง ระบบไฟฟากระแสสลับ (AC) มีกระแสหรือแรงดันไฟฟากระแสตรง (DC) ปะปนมาดวย โดยอาจเกิดจากการใชวงจรเรียงกระแสแบบครึ่งลูกคลื่น (Half-wave Rectifier) เปนผลทําใหเกิดความรอนและเพิ่มคากําลังสูญเสียของหมอแปลง และอาจจะทําใหเกิดการผุกรอนของแทงกราวดได

รูปที่ 10 รูปคลื่นลักษณะที่มี DC Offset

2. Harmonics หมายถึง กระแสหรือแรงดันไฟฟาที่มีความถี่เปนจํานวนเทาที่เปนจํานวนเต็มของความถี่มูลฐาน 50 Hz อาจเปน 2 เทา (100Hz) หรือมากกวานั้น โดยอาจเกิดจากโหลดที่ไมเปนเชิงเสน เชน หลอด Gas Discharge, บัลลาสตอิเล็กทรอนิกส เปนตน โดยฮารมอนิกจะ

Page 7: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 7 จาก 20

ปนมากับไฟ 50 Hz ปกติ ซ่ึงจะทําใหรูปคลื่นไฟฟาผิดเพี้ยนไปจากเดิม ทําใหอุปกรณทํางานผิดพลาด หรือชํารุดเกิดขึ้นได

รูปที่ 11 รูปคลื่นลักษณะที่มี Harmonics

3. Interharmonic หมายถึงกระแสหรือแรงดันไฟฟาที่มีความถี่เปนจํานวนเทาที่ไมเปนจํานวนเต็มของความถี่มูลฐาน 50 Hz เชน 2.5 เทา หรือ 125 Hz เปนตน โดยอาจเกิดจากเตาหลอมไฟฟา (Arc Furnace)

รูปที่ 12 รูปคลื่นลักษณะที่มี Interharmonics

4. Notching หมายถึง ความผิดปกติทางแรงดันไฟฟาแบบเปนคาบที่เกิดจากการใชอุปกรณอิเล็กทรอนิกสกําลังเม่ือกระแสถูกเปลี่ยนจากเฟสหนึ่งไปยังอีกเฟสหนึ่ง เชน ไทริสเตอรไดรว โดยทั่วไปมีความถี่สูงมากและตรวจวัดไดยาก เปนผลทําใหอุปกรณทํางานผิดพลาด

รูปที่ 13 รูปคลื่นลักษณะที่มี Notching

Page 8: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 8 จาก 20

5. Noise หมายถึงสัญญาณรบกวนทางไฟฟาความถี่สูงในรูปของกระแสและแรงดันจากอุปกรณ

ที่ใชอิเล็กทรอนิกสกําลัง การตอลงดินของระบบไฟฟาที่ไมถูกตอง หรือ เตาหลอมไฟฟาที่สามารถรบกวนการทํางานของอุปกรณอิเล็กทรอนิกส หรือ คอมพิวเตอรใหทํางานผิดพลาด หรือไมสามารถทํางานได

รูปที่ 14 รูปคลื่นลักษณะที่มี Noise แรงดันไมสมดุล (Voltage Unbalance) โดยทั่วไปมักเกิดจากการใชโหลดในแตละเฟสตางกันมากเกินไป หรือเกิดจากการที่คาปาซิเตอรมีฟวสขาดไปบางเฟส เปนผลทําใหอุปกรณเชนมอเตอรหรือหมอแปลงไฟฟามีอายุการใชงานนอยลงเน่ืองจากผลของความรอนที่เกิดขึ้น

รูปที่ 15 เวคเตอรไดอะแกรมแสดงแรงดันไมสมดุลในระบบไฟฟา 3 เฟส

Page 9: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 9 จาก 20

ความถี่ไฟฟาไมคงที่ (Power Frequency Variation)

รูปที่ 16 รูปคลื่นลักษณะทีมี่ความถี่ไฟฟาไมคงที่ หมายถึงการที่ความถี่ไฟฟาในระบบไมเทากับ 50Hz อันอาจเกิดจากการลัดวงจรอยางรุนแรงในระบบสงกําลังไฟฟา หรือการตัดโหลดปริมาณมากจากระบบไฟฟา จนทําใหเครื่องกําเนิดไฟฟาตอบสนองไมทันจนความถี่เปลี่ยนแปลงไป ทําใหมีผลกระทบเปนอยางมากสําหรับระบบที่มีการทํางานสัมพันธกับความถี่ เชน โหลดประเภทเชิงกล สรุปผลกระทบที่เกิดจากระบบสงจายกําลังไฟฟาที่ไมมีคุณภาพ มีดังตอไปน้ี ผลกระทบที่เกิดจากระบบสงจายกําลงัไฟฟาที่ไมมีคุณภาพ

1. แรงดันตกชัว่คราว

อุปกรณ ผลกระทบ 1. ระบบการควบคุมการทํางาน • การทํางานผิดพลาด

• เครื่องหยุดทํางาน 2. มอเตอรซ่ึงมี Magnetic Shorter หรือ

Thyvistor Control • เครื่องหยุด

3. ระบบคอมพิวเตอร • การทํางานผิดพลาด • ระบบการทํางานผิดพลาด

4. หลอดไฟฟาชนิดที่ใช Gas • ไฟดับ

2. แรงดันไฟฟาสูงชัว่คราว

ทําใหฉนวนตานทานของอุปกรณไฟฟาบกพรอง ซ่ึงจะเปนเหตุใหอุปกรณไฟฟาเสียหายได

Page 10: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 10 จาก 20

3. Harmonic

อุปกรณ ผลกระทบ 1. หมอแปลง

• ความรอนเน่ืองจากความสูญเสียเพ่ิมขึ้นอันเกิดจาก Skin Effect

• ความสูญเสียเน่ืองจาก Eddy Current และคลื่นแมเหล็กกระจายเพิ่มขึน้

2. เซอรกิตเบรกเกอรและฟวส • ลดการตัดตอนลง 3. สายเคเบิล้

• ความรอนเน่ืองจากความสูญเสียเพ่ิมขึ้นอันเน่ืองจาก Skin Effect และ Proximity Effect.

• กระแสไฟฟาในสายกลาง (Neutral) เพ่ิมขึ้น

4. รีเลยปองกัน • ทํางานผิดพลาด 5. หลอดไฟฟา • อายุการทํางานสั้นลง 6. มอเตอร

• ความสูญเสียเน่ืองจากความรอนเพ่ิมขึ้น • อายุการทํางานสั้นลง

7. อุปกรณอิเล็กทรอนิกส • ทํางานผิดพลาด

4. Transient

Transient หรือไฟกระชากทันทีจะมีผลกระทบตออุปกรณไฟฟา ระดับแรงดันของไฟกระชากทันทีที่สูงสามารถทําความเสียหายตออุปกรณไฟฟาเนื่องจากฉนวนไฟฟาบกพรอง และอาจทําใหระบบคอมพิวเตอรหรือระบบควบคุมตางๆทํางานไมถูกตอง

5. แรงดันไฟฟาต่ํา

มอเตอรที่ตออยูกับสายปอนที่มีแรงดันไฟฟาต่ําจะดึงกระแสไฟฟามาใชมากกวาการตออยู

กับสายปอนที่มีแรงดันไฟฟาปกติ เปนเหตุใหมอเตอรรอนสูงผิดปกติและบั่นทอนอายุของอุปกรณ การที่ใชกระแสไฟฟาในระบบมากขึ้น จะทําใหความสูญเสียพลังไฟฟามากขึ้น

Page 11: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 11 จาก 20

แรงดันไฟฟาต่ํ าอาจจะทําให อุปกรณไฟฟาอ่ืนๆหยุดทํางานเนื่องจากมีระบบปองกันแรงดันไฟฟาต่ําติดอยู

6. แรงดันไฟฟาสูง

ถาหากแรงดันไฟฟาสูงกวาพิกัดของอุปกรณไฟฟาที่ตออยู ฉนวนไฟฟาของอุปกรณจะเกิด

บกพรองและทําใหอุปกรณน้ันเสียหายได

Page 12: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 12 จาก 20

2. การประยุกตใชงานเทคโนโลย ี

สภาพที่เหมาะสมในการใชงาน

ในการปรับสภาพและคุณภาพไฟฟา สามารถใชอุปกรณเพ่ือแกไขปรากฎการณความผิดปกติทางไฟฟาที่เกิดขึ้นไมใหมีผลกระทบตอระบบและอุปกรณ อันจะนําไปสูความผิดพลาดในการทํางานหรือเกิดความเสียหาย โดยตัวอยางอุปกรณปรับสภาพและคุณภาพไฟฟา มีดังตอไปน้ี

ตัวอยางอุปกรณปรับสภาพและคุณภาพไฟฟา AC Voltage Stabilizer - Electronic Servo Type

ใชหลักการของเซอรโวมอเตอร เพ่ือปรับแรงดันไฟฟาของหมอแปลงปรับระดับแรงดันไฟฟา เพ่ือควบคุมแรงดันไฟฟาขาออก การปรับสภาพแรงดันดวยวิธีน้ีจะมีความแมนยําอยูที่ 0.5-1%

Page 13: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 13 จาก 20

Uninterruptible Power Supply (UPS)

UPS จะทําหนาที่ในการควบคุมแรงดันที่ตอไปยังโหลดใหคงที่สมํ่าเสมอ โดยกระแสไฟฟาจะถูกเปลี่ยนจาก AC เปน DC และ DC เปน AC อีกทีเพ่ือจายไปยังโหลด ในขณะเดียวกันแบตเตอรี่ระหวาง Rectifier และ Inverter จะทําหนาที่ในการชารจไฟใหเต็มอยูเสมอ โดยแรงดัน AC ดานขาออกจะมีความสมํ่าเสมอทั้งระดับแรงดันและความถี่ Isolation Transformer

Page 14: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 14 จาก 20

ใชในการแปลงแรงดันไฟฟาใหอยูในระดับที่เหมาะสมและแยกระบบสายตอลงดินใหออกจากกันเพ่ือลดการรบกวน นอกจากเมื่อมีการติดตั้ง Surge Suppression Choke และ Capacitor-Filter มาเพ่ิมก็จะสามารถลดแรงดันไฟฟากระชากชั่วคราว ความถี่สูงผิดปกติและการรบกวนที่เกิดขึ้นตามปกติได Voltage Regulator

ใชในการปรับระดับแรงดันทางดานแรงต่ําที่มีคาสูงเกินหลังจากการปรับแท็ปของหมอแปลงแลวก็ตาม ใหเขาสูระดับแรงดันพิกัดที่เหมาะสมสําหรับประเทศไทย คือ 380 V หรือ 220 V ทําใหประหยัดพลังงานไฟฟาและชวยยืดอายุการใชงานของอุปกรณไฟฟา Power Factor Controller

Page 15: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 15 จาก 20

เปนอุปกรณตรวจวัดและควบคุมคาตัวประกอบกําลังไฟฟา ใหมีการตัดตอคาปาซิเตอรเขากับระบบไฟฟาโดยอัตโนมัติเพ่ือควบคุมใหคาตัวประกอบกําลังไฟฟาไดตามที่ตั้งไว นอกจากนี้ ชุด Power Factor Controller ในปจจุบันมีการเพิ่ม Detune Filter หรือ ขดลวด Reactor เปนอุปกรณมาตรฐาน เพ่ือปองกันปรากฎการณเรโซแนนซ (Resonance) อันเนื่องมาจากการที่ระบบมีฮารมอนิกในระดับที่เสริมกับคาปาซิเตอรที่ตอเขากับระบบ ซ่ึงจะทําใหเกิดแรงดันที่สูงผิดปกติจนกระทั่งเปนอันตรายตอระบบอุปกรณไฟฟาได Harmonic Filter

ใชในการขจัดปญหาฮารมอนิก โดยทั่วไปแบงออกเปน 2 ประเภท คือ • แอคทีฟฟลเตอร (Active Filter หรือ Tune Filter) อาศัยการวิเคราะหกระแสฮารมอนิกที่เกิดจากโหลดที่ไมเปนเชิงเสน (Non-Linear Load) แลวสรางกระแสฮารมอนิกใหมเพ่ือหักลางฮารมอนิกที่เกิดขึ้น

Page 16: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 16 จาก 20

• พาสสีฟฟลเตอร (Passive Filter หรือ Detune Filter) นิยมใชกันมากที่สุด เน่ืองจากมีราคาต่ํากวาแอคทีฟฟลเตอร และสามารถขจัดกระแสฮารมอนิกหลักๆ เชน ฮารมอนิกที่ 5, 7 และ 11 ไดโดยตรง และยังชวยในเรื่องของการปรับปรุงตัวประกอบกําลังไฟฟาไดอีกดวย

ศักยภาพการประหยัดพลังงาน

โดยทั่วไป การใชอุปกรณปรับสภาพและคุณภาพไฟฟามีวัตถุประสงคหลักในเรื่องของการ

ลดผลกระทบจากสภาวะหรือปรากฏการณผิดปกติทางไฟฟา หรือเพ่ิมเสถียรภาพ (Stability) และความนาเชื่อถือ (Reliability) เปนหลัก อยางไรก็ตามสําหรับในดานการประหยัดพลังงานถือวาเปนวัตถุประสงครอง อันเนื่องมาจากระบบไฟฟามีเสถียรภาพมากยิ่งขึ้น ไมตองมีการเริ่มเดินเครื่องจักรใหม ซ่ึงจะทําใหเกิดคาความตองการพลังไฟฟาสูงสุด (Peak Demand) ที่ไมสามารถควบคุมได โดยการประหยัดคาใชจายดานพลังงานสามารถสรุปศักยภาพโดยทั่วไป ไดดังตอไปน้ี

• Voltage Regulator ปรับลดระดับแรงดันไฟฟาลง 5% สามารถประหยัดพลังงานได

ประมาณ 10% • Power Factor Controller เพ่ิมคาตัวประกอบกําลังไฟฟาจาก 0.60 เปน 0.95 สามารถลด

การสูญเสียพลังงานในสายไฟไดประมาณ 60 % และลดการสูญเสียพลังงานในหมอแปลงไดประมาณ 50% ในกรณีที่ P.F. นอยกวา 0.85 ยังสามารถลดคาปรับเพาเวอรแฟคเตอรจากการไฟฟาได 14.02 บาทตอกิโลวาร

• Stabilizer, UPS, Isolation Transformer และ Harmonic Filter สามารถลดคา Peak Demand Charge อันเนื่องมาจากการเริ่มเดินเครื่องจักรใหม ซ่ึงขึ้นอยูกับขนาดพิกัดกําลังไฟฟาของเครื่องจักร

กลุมเปาหมายการประยุกตใชเทคโนโลยี

ผูออกแบบ ผูรับเหมา ผูรับผิดชอบดานพลังงานในโรงงาน สถาบันการศึกษา และประชาชนทั่วไป

ผลกระทบตอสิ่งแวดลอม

ไมมี

Page 17: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 17 จาก 20

3. ตัวอยางขอมูลดานเทคนิคของเทคโนโลยี

• ตัวอยางคุณลกัษณะเฉพาะดานเทคนิคของ Harmonic Filter

Page 18: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 18 จาก 20

4. กรณีศึกษา ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) กรณีศึกษา เรื่องการปรับลดแรงดันหมอแปลงไฟฟา ขอมูลบริษัท บริษัทแหงหน่ึง ผลการประหยัดพลังงาน พลังงานที่ประหยัดได 0.0025 ktoe คิดเปนคาใชจายดานพลงังานที่ประหยัดได 85,374.09 Baht/year ระยะเวลาคนืทุน -

ความเปนมา โรงงานติดตั้งหมอแปลงไฟฟาชนิด Dry Type สําหรับจายไฟฟาใหแกเครื่องจักรและอุปกรณตางๆ ตามบริเวณผลิตภายในโรงงาน จากการสํารวจและตรวจวัด พบวาแรงดันไฟฟาใชงานของหมอแปลงชุด 2,500 kVA ที่จายใหกบัระบบแสงสวางในพื้นที่ผลิตนั้นสูงมาก ประมาณ 406 โวลท ซ่ึงการที่หมอปลงไฟฟาจายแรงดันใชงานที่สูงน้ัน จะสงผลใหเกิดการสูญเสียในตัวหมอแปลงและยังมีผลทําใหประสิทธิภาพของเครือ่งจักรและอุปกรณตางๆ ต่าํลง ซ่ึงแรงดันใชงานควรอยูที่ประมาณ 380 โวลท

การดําเนินการ ทางโรงงานควรดําเนนิการปรับลดแรงดันใชงานที่หมอแปลงไฟฟาลง ซ่ึงทางโรงงานไดดําเนินการตามวิธีดังกลาวแลว โดยไมมีผลกระทบตอการทํางานแตอยางใด

รูป หมอแปลงขนาด 2,500 kVA

Page 19: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 19 จาก 20

การลดผลกระทบตอสิ่งแวดลอม - ผลประหยัดพลังงานจากการดําเนินการโครงการอนุรักษพลังงาน สภาพหลังปรับปรุง

ระยะเวลาดําเนินการ 1 Day เงินลงทุน - ผลประหยัดที่ได 85,374.09 Baht/year 0.0025 ktoe ระยะเวลาคืนทุน - บทสรุปและขอจํากัดในการดําเนินการ วิธีการคํานวณผลการอนุรักษพลังงาน

แรงดันไฟฟาที่จายลดลง = 10 Volt นอกจากนี้การที่ลดแรงดันหมอแปลงที่จายใหกับโหลดนั้น ยังชวยใหภาระโหลดของเครื่องจักรตางๆ ลดลง ดวยวธิกีารประเมินผลประหยัดดังน้ี

% แรงดันที่ลดลง = [(406 – 396) / 406] x 100 = 2.46 % คิดเปนเปอรเซ็นตผลประหยัดได = 2.46 x 0.4 = 0.984 % saving พลังไฟฟากอนปรับลด = [406 x 1,000 x 0.85] / 1,000

= 345.1 kW

พลังงานไฟฟาที่ลดลง = [0.984 x 345.1 x 24 x 365] / 100 = 29,747.07 kWh/year

คิดเปนเงินทีป่ระหยัดได = 29,747.07 x 2.87 = 85,374.09 Baht/year

หรือ = 0.0025 ktoe

Page 20: Bay36 Power Conditioning or Supply Quality · (Power Conditioning or Supply Quality) 1. หลักการของเทคโนโลย ี คุณภาพก ําลังไฟฟ

เอกสารเผยแพร ภาคอุตสาหกรรม หมวดที่ 13 : ระบบจายกําลังไฟฟา (Power Distribution)

ชุดการจัดแสดงท่ี 36 : ระบบปรับสภาพหรือคุณภาพของไฟฟา (Power Conditioning or Supply Quality) หนา 20 จาก 20

แหลงขอมูลอางอิง

1. NECTEC Web Based Learning : www.nectec.or.th 2. “เอกสารเผยแพรเพ่ือการอนุรักษพลังงานชุด รู’รักษพลังงาน-การจัดการการใชพลังงานไฟฟา”

กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษพลังงาน 3. “เร่ืองนารูตางๆเกี่ยวกับคุณภาพไฟฟา”, ลักษมณ กิจจารักษ, ภาควิชาอิเล็กทรอนิกส

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีมหานคร 4. “คุณภาพกําลังไฟฟา” ,ศักดิ์ชัย นรสิงห, แผนกวิจัยระบบจําหนายกองวิจัย ฝายพัฒนาระบบ

ไฟฟา การไฟฟาสวนภูมิภาค 5. “คูมือเทคโนโลยีประหยัดพลังงาน โครงการลดตนทุน SME” กรมพัฒนาและสงเสริมพลังงาน,

กรมสงเสริมอุตสาหกรรม, การไฟฟาฝายผลติแหงประเทศไทย