สิ่งรบกวนในระบบไฟฟ้าที่มีผลต่อภาระทางไฟฟ้า
ยุทธพงศ์ ทัพผดุง
E-Mail: [email protected]
การเกิดสิ่งรบกวนในระบบไฟฟ้านั้นมีหลากหลายรูปแบบและผลกระทบที่มีต่อภาระทางไฟฟ้าหรือโหลดไฟฟ้าในงานอุตสาหกรรมนั้น ก็ขึ้นอยู่กับประเภทของภาระทางไฟฟ้านั้นๆด้วยว่าสามารถทนต่อการรบกวนในแต่ละรูปแบบได้มากน้อยเพียงอย่างใด แต่ถึงอย่างไรก็ตามไม่ว่าจะเป็นการเกิดสิ่งรบกวนประเภทใด นักอุตสาหกรรมทั้งหลายคงไม่อยากให้เกิดกับอุตสาหกรรรมหรือธุรกิจของตนเป็นแน่ บทความนี้จะแนะนำคุณให้รู้จักการเกิดสิ่งรบกวนจากระบบไฟฟ้าแต่ละประเภทให้ดียิ่งขึ้น และแต่ละประเภทนั้นมีผลต่อภาระทางไฟฟ้าประเภทใด โดยเมื่อคุณทราบประพฤติกรรมของเจ้าสิ่งรบกวนจากระบบไฟฟ้าก็พอจะหามาตรการป้องกันภาระทางไฟฟ้าในงานอุตสาหกรรมของคุณได้อย่างทันท่วงที ก่อนที่เครื่องมือหรือเครื่องจักรมีราคาแสนแพงของคุณจะมีอายุการใช้สั้นกว่าที่ควรจะเป็น
รู้จักการเปลี่ยนแปลงระดับแรงดันไฟฟ้ากันก่อน
โดยปกติแล้วผู้จำหน่ายกระแสไฟฟ้าให้กับผู้ใช้ไฟฟ้าและธุรกิจอุตสาหกรรต่างๆนั้นจะมีมาตรฐานในการรักษาระดับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่หรือถ้ามีการเปลี่ยนแปลงก็จะต้องมีค่าที่ยอมรับได้ในระดับหนึ่งอยู่แล้วตัวอย่างเช่นในตารางที่ 1 แต่ถึงอย่างไรก็ตามในการเปลี่ยนแปลงของระดับแรงดันไฟฟ้านั้นจะมีหลายประเภท โดยบางประเภทผู้จำหน่ายกระแสไฟฟ้าไม่อาจสามารถควบคุมและคาดการณ์ได้ ดังนั้นวิศวกรหรือช่างจะต้องมีความรู้เพื่อเตรียมรับมือกับสิ่งไม่พึงประสงค์นั้น
|
ระดับแรงดัน |
กรณีจ่ายไฟปกติ |
กรณีจ่ายไฟฉุกเฉิน |
||
|
ค่าต่ำสุด |
ค่าสูงสุด |
ค่าต่ำสุด |
ค่าสูงสุด |
|
|
115 kV.* |
106.4 kV. |
117.6 kV. |
96.0 kV. |
123.0 kV. |
|
69 kV.* |
63.6 kV. |
70.4 kV. |
57.3 kV. |
72.5 kV. |
|
24 kV. |
21.8 kV. |
23.6 kV. |
21.6 kV. |
24.0 kV. |
|
12 kV. |
10.9 kV. |
11.8 kV. |
10.8 kV. |
12.0 kV. |
|
230/400 V. 4 สาย |
214/371 V. 4 สาย |
237/410 V. 4 สาย |
209/362 V. 4 สาย |
240/416 V. 4 สาย |
|
220 V. 2 สาย |
214 V. 2 สาย |
237 V. 2 สาย |
209 V. 2 สาย |
240 V. 2 สาย |
|
*บางครั้งอาจสูงหรือต่ำกว่ามาตรฐานเนื่องจากการควบคุมของการไฟฟ้านครหลวง แต่ในการควบคุมของการไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย |
||||
ตารางที่ 1
มาตรฐานแรงดันไฟฟ้าที่จุดจ่ายไฟ(จุดที่ซื้อ-ขาย) ของการไฟฟ้านครหลวง
การเปลี่ยนแปลงของระดับแรงดันไฟฟ้านั้น สามารถพิจารณาได้จากระยะเวลาของการเกิดการเปลี่ยนแปลงระดับแรงดัน ทั้งนี้ก็จะขึ้นอยู่กับสาเหตุที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันและวิธีการป้องกันหรือมาตรการแก้ไขที่จะทำให้ระบบไฟฟ้ากลับเข้าสู่สภาวะแรงดันไฟฟ้าปกติได้รวดเร็วมากน้อยเพียงใด อาทิเช่นการติดอุปกรณ์ป้องกันต่างๆที่เหมาะสม,การบำรุงรักษาอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบเชิงป้องกันและอื่นๆ โดยสาเหตุที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันนั้นบางครั้งเราไม่อาจคาดการณ์ได้ว่าจะเกิดขึ้นเมื่อใด และการเกิดอาจจะเป็นเพียงการเกิดแรงดันกระพริบหรือทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าขัดข้องและทำให้ไฟฟ้าดับเป็นระยะเวลานานก็อาจเป็นได้ โดยประเภทของการเกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้านั้น เราก็สามารถมีวิธีป้องกันที่แตกต่างกันออกไป ดังตารางที่ 2

ตารางที่ 2
ประเภทสิ่งรบกวนในระบบไฟฟ้าและวิธีการป้องกัน
เมื่อความถี่ไฟฟ้าในระบบเกิดการเปลี่ยนแปลง
การเปลี่ยนแปลงของความถี่ไฟฟ้าจากค่ามาตรฐานนั้น อาจจะมีผลกระทบต่อภาระทางไฟฟ้าบางประเภทอาทิ เช่น คอมพิวเตอร์,อุปกรณ์สื่อสารต่างๆหรืออื่นๆในตารางที่ 3 แต่ถึงอย่างไรก็ตามการเปลี่ยนแปลงของความถี่ไฟฟ้านั้นก็อาจจะช่วยแก้ไขปัญหาบางระบบได้หรือสามารถลดระดับแรงดันของระบบให้อยู่ในระดับปกติได้ ซึ่งสามารถจะมองเห็นในภาพรวมได้เมื่อภาระทางไฟฟ้าโดยรวมทั้งหมดได้ถูกต่อกับแหล่งจ่ายไฟฟ้าซึ่งมีความสามารถจ่ายพลังงานต่ำกว่าภาระทางไฟฟ้า
สุดท้ายรู้จักกับฮาโมนิกส์
ในบางครั้งสิ่งรบกวนในระบบไฟฟ้านั้นอาจจะเกิดขึ้นในโรงงานอุตสาหกรรมเองก็เป็นได้ ซึ่งก็เกิดจากผลของแรงดันฮาร์โมนิกส์หรือรูปคลื่นผิดเพี้ยนไป ถึงแม้ว่าแรงดันไฟฟ้าในโรงงาน อุตสาหกรรมของคุณจะอยู่ในสภาวะปกติก็ตาม แต่ก็อาจจะพบสิ่งผิดปกติในโรงงานของคุณก็เป็นได้อาทิเช่น เครื่องกำเนิดหรือมอเตอร์เกิดร้อนผิดปกติ,คาปาซิเตอร์เกิดระเบิดโดยไม่ทราบสาเหตุบ่อยครั้งหรือไม่ก็ระบบสื่อสารและระบบควบคุมต่างทำงานผิดปกติไปเป็นต้น ซึ่งแรงดันฮาร์โมนิกส์สามารถเพิ่มปริมาณขึ้นได้ ถ้าในโรงงานอุตสาหกรรมของคุณมีการติดตั้งคาปาซิเตอร์เพื่อแก้ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ โดยถ้าเราพิจารณาให้ดีแล้ววงจรสมมูลย์จะมีการต่อเป็นแบบขนานระหว่างค่าคาปาซิแตนซ์กับค่าอินดักซ์แตนซ์ในระบบ ซึ่งกรณีที่ระบบมีความถี่ในระดับปกติก็จะไม่เกิดปัญหาแต่อย่างใด แต่ถ้าในระบบของคุณมีแหล่งกำเนิดกระแสฮาร์โมนิกส์ เช่น เรคติไฟล์เออร์,ชุดขับเคลื่อนมอเตอร์หรือภาระไฟฟ้าในระบบที่ไม่ใช้แรงไฟฟ้าที่มีรูปคลื่นไซส์ ต่อร่วมอยู่ในระบบแล้วก็อาจจะทำให้เกิดสภาวะที่เรียกว่าเรโซแนนซ์ได้ ซึ่งปรากฎการณ์ดังกล่าวก็จะทำให้เกิดแรงดันฮาร์โมนิกส์ให้สูงขึ้นและสร้างความเสียหายต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าในโรงงานอุสาหกรรมของคุณได้
ถึงตรงนี้คงทราบและรู้จักแล้วสิครับว่าสิ่งรบกวนจากระบบไฟฟ้าอาจจะเกิดจากภายนอกและเกิดขึ้นจากภายในโรงงานของคุณเองก็ได้เกิดจากอะไรได้บางและมีวิธีการป้องกันและแก้ไขได้อย่างไร โดยที่ระดับความรุนแรงก็แตกต่างกันไปก็ขึ้นอยู่กับประเภทของอุปกรณ์ ดังตารางที่ 3 ซึ่งสามารถให้คุณใช้เพื่อเป็นแนวทางและทราบความสามารถในการทนต่อสิ่งรบกวนจากระบบไฟฟ้าของอุปกรณ์ในโรงงานอุตสาหกรรมของคุณได้ เพื่อจะได้เตรียมการป้องกันมิให้เกิดเหตุการณ์ที่ไม่พึ่งประสงค์เกิดขึ้น ดังคำสุภาษิตโบราณที่ว่า
กันไว้ดีกว่าแก้ สวัสดีครับเรียบเรียงจาก
|
อุปกรณ์ในระบบ |
ระดับแรงดัน |
ระดับแรงดันผิดเพี้ยน เนื่องจากฮาร์โมนิกส์ |
ความถี่ |
หมายเหตุ |
|
อุปกรณ์เตือนภัยต่างๆ |
ตามประเภทอุปกรณ์ |
- |
- |
- |
|
คาปาซิเตอร์สำหรับ แก้ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ |
+10% ถึง 110% |
- |
+0% ถึง 100% |
- |
|
อุปกรณ์สื่อสาร |
+/-5% |
ตามประเภทอุปกรณ์ |
- |
- |
|
คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ ประมวลผมข้อมูล |
+/-10%ที่เวลา 1 ไซเคิล |
5% |
+0.5 Hz ถึง 1.5 Hz |
- |
|
คอนแทคเตอร์,ตัวสตาร์ตมอเตอร์ คอยล์กระแสสลับเสียหาย คอยล์กระแสสลับหยุดทำงาน คอยล์กระตรงหยุดทำงาน |
+10% ถึง 15% -30% ถึง 40%ที่เวลา 2 ไซเคิล -30% ถึง 40%ที่เวลา 5-10 ไซเคิล |
- - - |
- - - |
- - - |
|
อินดักชั่นมอเตอร์ |
+/-10% |
- |
+/-5% |
- |
|
อุปกรณ์อิเลคทรอนิกส์ ชนิดสูญญากาศ |
+/-5% |
ตามประเภทอุปกรณ์ |
- |
- |
|
ระบบแสงสว่าง หลอดฟลูออเรสเซนต์ หลอดอินแค็นเดซเซนท หลอดไอปรอท |
-10% -25% +18% -50%ที่เวลา 2 ไซเคิล |
- - - - |
- - - - |
ติดยาก,อายุการใช้งานสั้น หลอดไม่สว่าง อายุหลอดสั้นลง 10 % หลอดไม่สว่าง |
|
เตาหลอมโลหะ,ฮีตเตอร์ |
ตามประเภทอุปกรณ์ |
- |
- |
- |
|
โซลินอยล์สำหรับเปิด-ปิด วาวล์ต่างๆ |
-30% ถึง 40% ที่0.5 ไซเคิล |
- |
- |
|
|
หม้อแปลง |
+5%ของพิกัด kVA£ 0.80 PF +10% ขณะไม่มีภาระ |
- |
- |
แรงดันจะเปลี่ยนแปลงถ้าความถี่มีการเปลี่ยนแปลง |
|
อินเวอร์เตอร์ |
+5% ที่ภาระเต็มพิกัด +10%ที่ไม่มีภาระ -10%ทรานเซียนซ์ |
2% |
+/-2 Hz |
การจุดฉนวนวงจรเกิดการผิดพลาด |
|
เรคติไฟล์เออร์ ไดโอด อุปกรณ์ควบคุมเฟส |
+/-10% +/-5% ที่ภาระเต็มพิกัด +10%ขณะไม่มีภาระ -10%ทรานเซียนซ์ |
ไวต่อการรบกวนสูง +/-2% |
- +/-2 Hz |
+5% ถึง 10%(NEMA Std.)การจุดฉนวนวงจรเกิดการผิดพลาด |
|
เครื่องกำเนิด |
+/-5% |
ไวต่อการรบกวนสูง |
-5% |
ควรติดตั้งกับดักเสิร์ทที่จุดต่อของเครื่องกำเนิด |
|
เทอร์ไบร์(ไอน้ำ) |
- |
- |
-1% |
- |
ตารางที่ 3
ค่าการเปลี่ยนแปลงต่างๆที่อุปกรณ์ควบคุมและภาระทางไฟฟ้าสามารถทำงานได้ปกติ