ReadyPlanet.com
dot
dot
บทความ/สาระน่ารู้
dot
bulletการเลือกขนาดเครื่องปั่นไฟสำหรับลูกค้าที่ต้องการเช่า
bulletระบบ Automatic Transfer Switch ( ATS )
bulletฮามอนิกส์ในระบบไฟฟ้าคืออะไร
bulletกฎหมายที่เกี่ยวข้องกับวิชาชีพวิศวกรรมไฟฟ้า
bulletกฎกระทรวงกำหนดมาตรการความปลอดภัยเกี่ยวกับระบบไฟฟ้าในโรงงาน
bulletประโยชน์การติดตั้ง capacitor bank
bulletวัตถุประสงค์ในการตรวจสอบระบบไฟฟ้า
bulletการต่อลงดิน
bulletฟ้าผ่าคืออะไร และการป้องกัน
dot
การบริการ
dot
bulletรับตรวจสอบอาคาร โดยผู้ตรวสอบอาคาร ( ตามกฏหมาย พรบ.ควบคุมอาคาร
bulletบริการบำรุงรักษาตู้ MDB, หม้อแปลงไฟฟ้า Preventive Maintenance , บำรุงรักษาระบบไฟฟ้า
bulletบริการงานตรวจสอบระบบไฟฟ้าและเซ็นรับรองความปลอดภัยระบบไฟฟ้าโดยสามัญวิศวกรไฟฟ้า Inspection Electric Power
bulletรับออกแบบ ติดตั้ง ประกอบตู้ควบคุม ตู้คอนโทรล Mian Swichboard, DB, Capacitor
bulletตรวจสอบ ออกแบบและติดตั้งระบบแจ้งเหตุเพลิงไหม้ Fire Alarm System
bulletรับออกแบบและติดตั้งระบบป้องกันฟ้าผ่า Lightning Protection System
bulletบริการให้เช่าเครื่องปั่นไฟ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า Generator For Rent
bulletบริการงานตรวจวัดและทดสอบทางไฟฟ้า
bulletให้เช่าเครื่องมือวัดทางไฟฟ้า
bulletรับเขียนแบบไฟฟ้า Single line diagram
bulletบริการงานถ่ายภาพมุมสูงด้วยอากาศยานไร้คนขับ ( Drone )
dot
ต้องการรับข่าวสาร

dot
dot
Link
dot
bulletสภาวิศวกร
bulletวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทยฯ
bulletสมาคมช่างเหมาไฟฟ้าและเครื่องกลไทย
bulletสมาคมวิศวกรออกแบบและปรึกษาเครื่องกลไฟฟ้าไทย
bulletสมาคมไฟฟ้าแสงสว่างแห่งประเทศไทย
bulletสมาคมผู้ตรวจสอบและบริหารความปลอดภัยอาคาร
dot
อ่านข่าว
dot
bulletไทยรัฐ
bulletเดลินิวส์
bulletมติชน
bulletคมชัดลึก
dot
ล๊อตเตอรี่
dot
bulletสำนักงานสลากกินแบ่งรัฐบาล
bulletสลากออมสิน
dot
Web ที่น่าสนใจ
dot
bulletปตท.
bulletdirectory.narak.com


ตรวจสอบระบบไฟฟ้าโดยวิศวกร , บำรุงรักษาระบบไฟฟ้า


ฮามอนิกส์ในระบบไฟฟ้าคืออะไร

แหล่งกำเนิดฮาร์มอนิก   การไฟฟ้าจะจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เป็นรูปสัญญาณคลื่นไซน์ให้กับโหลดประเภทต่างๆ ของผู้ใช้ไฟแต่ในกรณีในระบบไฟฟ้าที่ผู้ใช้ไฟบางรายมีโหลดประเภทไม่เป็นเชิงเส้น ( Nonlinear Load ) ซึ่งโหลดดังกล่าวเป็นแหล่งกำเนิดฮาร์มอนิก กระแสฮาร์มอนิกนั้นจะไหลเข้าสู่ระบบของผู้ใช้ไฟเองและระบบไฟฟ้าข้างเคียง ผลของกระแสฮาร์มอนิกจะทำให้เกิดแรงดันในระบบไฟฟ้าเพี้ยนไป จากรูปคลื่นไซน์   ค่าความเพี้ยนของแรงดันจะมากหรือน้อยนั้นขึ้นอยู่กับค่าอิมพิแดนซ์ของระบบ และขนาดของกระแสฮาร์มอนิกที่ความถี่ต่างๆ     ด้วยผลของกระแสฮาร์มอนิกดังกล่าวไหลเข้าสู่ ระบบใกล้เคียง อาจไปรบกวนการทำงานหรือสร้างความเสียหายแก่
อุปกรณ์ของผู้ใช้ไฟรายอื่นๆและอุปกรณ์ในระบบของการไฟฟ้าได้ ดังนั้นเรามีความเป็นที่จะต้องทราบว่าโหลดที่อยู่ในอาคารหรือโรงงานอุตสาหกรรมเรานั้น
มีโหลดที่เป็นแหล่งจ่ายฮาร์มอนิกส์หรือไม่ และโหลดประเภทใดเป็นโหลดที่เป็นแหล่งจ่ายฮาร์มอนิกส์ เพื่อที่ทำความใจก่อนที่จะทำการแก้ไขและป้องกันปัญหาที่อาจเกิดขึ้นจากฮาร์มอนิกส์ต่อไป

 

 

 

เราสามารถแบ่งแหล่งกำเนิดฮาร์มอนิกตาม คุณลักษณะการทำงานของอุปกรณ์ได้ดังต่อไปนี้

1. อุปกรณ์อิเลคทรอนิกส์ที่มีทั่วไปในบ้านพัก สำนักงาน ส่วนใหญ่เป็นชนิด 1เฟส

1.1 อุปกรณ์ที่มีการใช้แหล่งจ่ายกำลังแบบสวิทซ์ชิ่ง(SWITCHING MODE POWER SUPPLY : SMPS

เช่น เครื่องคอมพิวเตอร์ (Computer)

1.2  บาลาสต์อิเลคทรอนิกส์ ( Electronic Ballast)

2. อุปกรณ์อิเลคทรอนิกส์กำลัง เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม

2.1  ตัวเรียงกระแสกำลัง (Power Rectifier)

2.2  เครื่องแปลงผันกำลังแบบสถิต (Static Power Converter :SPC)

2.3  ตัวโปรแกรมเมเบิ้ลลอจิกคอนโทรลเลอร์ (Programmable Logic Controller :PLC)

2.4  ชุดขับเคลื่อนปรับความเร็วได้ (Adjustable Speed Drive :ASD)

3.อุปกรณ์ที่มีการทำงานประเภทอาร์ค

3.1  เตาหลอมแบบอาร์ค (Arc Furnace)

3.2  เตาหลอมแบบเหนี่ยวนำ (Induction Furnace)

3.3  เครื่องเชื่อมแบบอาร์ค/แบบสปอต (Arc Welding / Spot Welding)

4. อุปกรณ์ที่มีความสัมพันธ์ไม่เป็นเชิงเส้นของแรงดันและกระแสเนื่องจากการอิ่มตัวของแกนเหล็กทางแม่เหล็กไฟฟ้าเช่น หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer) และเครื่องกลไฟฟ้า (Electric Machine )

ผลกระทบของฮาร์มอนิกที่มีผลต่ออุปกรณ์ในระบบไฟฟ้า

ปัญหาฮาร์มอนิกที่ทำให้เกิดผลกระทบต่ออุปกรณ์ในระบบไฟฟ้าออกเป็น 2 กรณีคือ

-  ทำให้อุปกรณ์ในระบบมีการทำงานผิดพลาดด้วยผลของค่าแรงดันและกระแสฮาร์มอนิกที่มีขนาดและรูปคลื่น

สัญญาณไซน์ผิดเพี้ยนไป

-  ทำให้อุปกรณ์ในระบบมีอายุการใช้งานน้อยลงหรือเกิดการชำรุดเสียหาย เนื่องจากมีค่า rms ของแรงดันหรือกระแส สูงขึ้นที่เกิดจากค่าฮาร์มอนิก หรือมีการขยายของแรงดันและกระแสฮาร์มอนิก   ที่เกิดจากฮาร์มอนิก  รีโซแนนซ์

ปัญหาฮาร์มอนิกที่ส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ในระบบไฟฟ้าดังนี้คือ

1. ผลของฮาร์มอนิกเรโซแนนซ์เกิดขึ้นในกรณีที่ความถี่เรโซแนนซ์ของระบบไปตรงกับความถี่ฮาร์มอนิกทำให้เกิด
การขยายขนาดของแรงดันและกระแสฮาร์มอนิก เป็นผลทำให้อุปกรณ์ได้รับความเสียหายเนื่องจากได้รับกระแส และแรงดันเกินพิกัด

2 . ผลของกระแสฮาร์มอนิกที่ไหลอยู่ในระบบจำหน่ายและสายส่งทำให้เกิดค่ากำลังสูญเสียในสายมากขึ้น ทำให้
ประสิทธิภาพ การส่งจ่ายลดลง เนื่องจากกระแสฮาร์มอนิกทำให้ค่า rms ของกระแสและความต้านทานของสายสูงขึ้น

3. ผลของกระแสฮาร์มอนิก Triplen ( ลำดับที่3,6,9..) จัดอยู่ในกลุ่มที่มีลำดับเป็นศูนย์ ( Zero Sequence) ในระบบ 3 เฟส 4 สาย ฮาร์มอนิกกลุ่มนี้จะรวมกันกันไหลอยู่ในสายนิวตรอล อาจทำให้สายนิวตรอนหรือหม้อแปลงเสียหายได้หากไม่มี  การออกแแบบรองรับไว้

4. ผลของกระแสฮาร์มอนิกทำให้กำลังสูญเสียขณะมีโหลดและกำลังสูญเสียสเตรย์ฟลักซ์ (Stray Flux Loss) ของหม้อแปลงมีค่าเพิ่มขึ้น และทำให้ประสิทธิภาพการในรับโหลดของหม้อแปลงลดลงไป(derating) ผลของแรงดันฮาร์มอนิกทำให้เกิดกำลังสูญเสียกระแสไหลวน (Eddy Current Loss) และกำลังสูญเสียฮิสเทอรีซีส (Hysteresis -Loss) เพิ่มขึ้น

5. ผลของกระแสฮาร์มอนิกทำให้เกิดความร้อนและความเครียดไดอิเลคตริก    ( Dielectric Stress )    กับตัวคาปาซิเตอร์ และอาจทำให้ฟิวส์ของตัวคาปาซิเตอร์ขาดง่ายกว่าการใช้งานปกติ ผลของแรงดันฮาร์มอนิกทำให้เกิดค่ากำลังสูญเสียในคาปาซิเตอร์   และผลจากภาวะเรโซแนนซ์ที่ตัวคาปาซิเตอร์ทำให้เกิดขยายกระแสและแรงดันฮาร์มอนิกขนาดใหญ่ ดังนั้น   เพื่อความปลอดภัยในการใช้งานของคาปาซิเตอร์สามารถทนต่อค่ากระแสและแรงดันฮาร์มอนิก  คาปาซิเตอร์ที่ออกแบบสร้างจากผู้ผลิตได้กำหนดตามมาตรฐาน มาตรฐาน IEEE Std. 18-1992

6. ผลของกระแสฮาร์มอนิกทำให้เกิดความร้อนในตัวฟิวส์เพิ่มขึ้น ทำให้ลักษณะเวลา-กระแส (Time-Current Characteristic)ของฟิวส์เปลี่ยนไป  กรณีที่มีฟอลต์ระดับต่ำเกิดขึ้นฟิวส์จะขาดก่อนในเวลาที่กำหนด   หรือในกรณีที่ฟิวส์ขาดโดยไม่ทราบ สาเหตุจะเป็นเหตุมาจากฮาร์มอนิกในกรณีที่เกิดภาวะเรโซแนนซ์ได้เช่นกัน

7. ผลของฮาร์มอนิกทำให้การทำงานของรีเลย์ผิดพลาดซึ่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติการทำงานของชนิดรีเลย์ การทำงานของรีเลย์ชนิดElectromagnetic ขึ้นอยู่กับค่ากระแสและแรงดัน rms ส่วนการทำงานของรีเลย์ชนิด Digital  ขึ้นอยู่กับค่าแรงดันยอดคลื่น(Crest Voltage) จากการ Sampling และตรวจค่า Zero Crossing ค่ากระแสหรือแรงดันที่ศูนย์ โดยลักษณะที่ทำให้รีเลย์ทำงานผิดพลาดดังนี้

-  ทำให้รีเลย์มีการทำงานช้าลง หรือทำงานด้วยค่า(Pickup Values) ที่สูง โดยปกติรีเลย์จะทำงานอย่างรวดเร็วและทำงาน ด้วยค่าเริ่มต่ำๆ

-  กรณีที่มีกระแสฮาร์มอนิกTriplenมากพออาจทำให้กราวด์รีเลย์ทำงานผิดพลาด (False Trip)

-  ทำให้รีเลย์ระยะทาง(Distance Relay)ทำงานผิดพลาด ด้วยผลของกระแสฮาร์มอนิกที่ทำให้อิมพิแดนซ์เพิ่มขึ้นต่างจากค่าอิมพิแดนซ์ที่ทำการเซทติ้งที่ความถี่หลักมูล

-  ทำให้รีเลย์สถิตแบบความถี่ต่ำ (Static Underfrequency Relay) มีความไวกว่าปกติ อาจทำให้เกิดการทริปผิดพลาด

-  ทำให้รีเลย์กระแสและแรงดันเกิน (Overcurrent and Overvoltage Relay) ทำงานผิดพลาดตามคุณสมบัติที่ตั้งไว้

-  ทำให้ความเร็วในการทำงานของรีเลย์ชนิดผลต่าง (Differential Relay) ทำงานช้าลง

8.  ผลของกระแสฮาร์มอนิกมีผลกระทบต่อความสามารถใน การตัดกระแส   ( Current Interruption Capacity )     ของอุปกรณ์สวิตซ์เกียร์ คือทำให้ขนาดของอัตราค่ากระแสเทียบกับเวลา di / dt มีค่าสูงในขณะที่กระแสมีค่าเป็นศูนย์     เป็นผลทำให้ เซอร์กิตเบรคเกอร์ไม่สามารถตัดกระแสได้เมื่อมีฮาร์มอนิก ซึ่งปัญหานี้จะเกิดกับอุปกรณ์อื่นๆที่ใช้ตัดกระแสได้เช่นกัน

9.  ผลของฮาร์มอนิกทำให้มิเตอร์วัดค่าไฟฟ้า ( Watt - Hour Meter )   ซึ่งเป็นมิเตอร์ประเภทจานเหนี่ยวนำ ( Induction Disk) ทำการวัดค่าผิดพลาดได้ ซึ่งโดยปกติการปรับแต่งมิเตอร์นั้นจะทำการปรับแต่งที่ความถี่หลักมูล

10 .ผลของฮาร์มอนิกต่อเครื่องจักรไฟฟ้า    ทำให้กำลังสูญเสียเพิ่มขึ้น      เป็นผลทำให้เครื่องจักรร้อนกว่าปกติ ทำให้มอเตอร์  เหนี่ยวนำ สามเฟสเกิดปรากฎการณ์ค็อกกิ้ง(Cogging)คือไม่สามารถสตาร์ทมอเตอร์ได้ จากการที่ความเร็วมอเตอร์ต่ำกว่าความเร็วซิงโครนัส และทำให้เกิดการออสซิเลตทางกลของเครื่องจักรไฟฟ้า           ซึ่งมีผลต่อประสิทธิภาพและแรงบิดของ  เครื่องจักร

11. ผลของฮาร์มอนิกทำให้เกิดสัญญาณรบกวน(Noise)ในระบบสื่อสารเช่นในระบบโทรศัพท์

สรุป

ฮาร์มอนิกที่อยู่ในระบบไฟฟ้าเป็นปัญหาคุณภาพไฟฟ้าสำคัญเรื่องหนึ่ง เพราะปัจจุบันการใช้โหลดประเภทที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่เป็นแหล่งจ่ายฮาร์มอนิก และโรงงานอุตสาหกรรมและในอาคารพาณิชย์นับวันมีการใช้โหลดดังกล่าวเพิ่มมากขึ้น  ผลทำให้รูป คลื่นของแรงดันและกระแสเพี้ยนไปจากรูปไซด์ ซึ่งจะส่งผลกระทบให้อุปกรณ์มีการทำงานผิดพลาด หรืออาจเกิดการเสียหายได้ซึ่งในบทความนี้จะกล่าวถึงผลกระทบจากฮาร์มอนิกเพียงเบื้องต้น    และจะนำเสนอในเชิงการวิเคราะห์และวิธีการแนวทางการแก้ไขต่อไปในครั้งหน้า

 

ขอขอบคุณข้อมูลโดย www. 9engineer.com







Copyright © 2010 All Rights Reserved.