Search
Close this search box.

คุณภาพไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าสมัยใหม่

Power Quality Control Solution | Voltage transient |
แรงดันไฟฟ้า transient
Power Quality Control Solution | Voltage sag |
Voltage sag
Power Quality Control Solution | Voltage swell |
แรงดันไฟฟ้าบวม (swell)
Power Quality Control Solution | Voltage notching |
รอยบากแรงดันไฟฟ้า (notching)
Power Quality Control Solution | Voltage interrupted |
การหยุดชะงักของแรงดันไฟฟ้า (interruption)
Power Quality Control Solution | Voltage transient | Current Harmonic |
ฮาร์มอนิกกระแส

Key words

กะพริบ; ฮาร์มอนิก; มาตรฐาน IEEE 1159–2019; คุณภาพไฟฟ้า; Transients; ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า; แรงดันไฟฟ้าตกลง (sag)

แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าสามารถถูกรบกวนและมีผลกระทบทางอ้อมต่อคุณภาพพลังงาน

  • ฟ้าผ่า
  • ความผิดพลาด
  • โหลดที่ไม่เข้ากัน
  • การเปลี่ยนแปลงความถี่

แหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าสามารถถูกรบกวนและมีผลกระทบทางอ้อมต่อคุณภาพพลังงาน โดยทั่วไปปัญหาคุณภาพไฟฟ้าจะแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

• ปัญหาเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้า

• ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับปัจจุบัน

ปัญหาเกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้า ได้แก่

➡ Sags, คลื่น, ไฟดับ, ฮาร์โมนิค ฯลฯ

ปัญหาที่เกี่ยวข้องในปัจจุบัน ได้แก่

➡ สนามแม่เหล็กไฟฟ้า, กระแสรั่วไหล, การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า, การรบกวนความถี่วิทยุ ฯลฯ

Transients

Transients คือการเปลี่ยนแปลงชั่วขณะของแรงดันหรือกระแส หรือทั้งสองอย่างเป็นผลจากการทำงานของสวิตช์ ฟ้าผ่า ฟอลต์ ฯลฯ ระยะเวลาสำหรับช่วงเวลา transient จะแตกต่างกันไปตั้งแต่นาโนวินาทีถึงมิลลิวินาที

Power Quality Control Solution | Voltage transient |

แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราว (Transient) เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงกระแสอย่างรวดเร็วในวงจรที่เป็น โหลดเหนี่ยวนํา เช่นหม้อแปลง มอเตอร์

แหล่งจ่ายหรือพลังงานจากภายนอก

• สายฟ้าฟาด
• การเปิดและปิดสายส่งของระบบไฟฟ้า
• การเปิดและปิดเบรกเกอร์
• Transients เกิดจากผู้ใช้รายอื่นในแหล่งที่มาที่ใช้ร่วมกัน

แหล่งจ่ายหรือพลังงานที่มาจากภายใน

• การตัดต่อวงจร
• ข้อผิดพลาดที่เกิดจากความต้านทานมีค่าสูง
• เครื่องถ่ายเอกสาร
• เครื่องเชื่อม
• การตัดต่อตัวเก็บประจุกำลัง (Capacitor bank)
• ในอินเวอร์เตอร์ชนิดทำงานด้วยความถี่สูงหรือแหล่งจ่ายไฟ DC ที่เป็นสวิตซ์ชิ่งโหมด

1. ความล้มเหลวของฉนวนในโหลดเหนี่ยวนํา ถ้าค่า transients เกินความสามารถในการทนต่อแรงดันไฟฟ้าแบบพัลส์

2. ความล้มเหลวของอุปกรณ์เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเกินที่เกิดจากฟ้าผ่า

3. ความล้มเหลวของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และวงจรที่เกี่ยวข้องเนื่องจากแรงดันไฟฟ้ากลับขั้วสูงสุด (peak inverse voltage)

4. ความล้มเหลวของการเดินสายควบคุมในวงจรอิเล็กทรอนิกส์

เพื่อป้องกันไฟกระชากชั่วคราว (transients) ผู้ใช้ปลายทางอาจใช้เครื่องป้องกันไฟกระชากแรงดันไฟกระชากชั่วคราว

การเปลี่ยนแปลง RMS ในระยะเวลาสั้น ๆ

ความแปรผันของแรงดันไฟฟ้า RMS ที่ยาวนานตั้งแต่ 0.5 cycles ไปจนถึงน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1 นาที จัดประเภทเป็น ความแปรผันของแรงดันไฟฟ้า RMS ระยะเวลาสั้น ตามมาตรฐาน IEEE 1159–2019
➡ Sag : การลดแรงดันไฟฟ้า
➡ swell : การเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้า

การลดลงของแรงดันไฟฟ้า

Voltage sags คือการลดลงของขนาดแรงดันไฟฟ้าระยะเวลาสั้นๆ และระยะเวลาตั้งแต่ 2-3 cycles (1 cycle = 20mS) ถึง 2-3 วินาที คำจำกัดความตาม IEEE 1159 คือการลดแรงดันไฟฟ้า RMS ระหว่าง 0.1 ถึง 0.9 pu และระยะเวลาตั้งแต่ 0.5 cycles ถึง 1 นาที

Power Quality Control Solution | Voltage sag |

แรงดันไฟฟ้าตกอาจเกิดขึ้นได้จากหลายสภาวะ บางประการ ได้แก่:

1. การสตาร์ทมอเตอร์ขนาดใหญ่โดยตรงแบบออนไลน์

2. การเปิดโหลดขนาดใหญ่ในครั้งเดียว

3. ไฟฟ้าลัดวงจร

4. เกิดการอาร์คเนื่องจากมีข้อผิดพลาดขึ้นในระบบ

5. ขณะที่จ่ายไฟให้กับหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังที่มีความจุสูง

6. การปิดหรือตัดวงจรกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ (Reactive Power) ขนาดใหญ่

7. การทำงานของเครื่องป้องกันไฟกระชากในระบบไฟฟ้า

โดยทั่วไปแรงดันไฟฟ้าที่ตกจะส่งผลต่ออุปกรณ์ของผู้ใช้ปลายทางในแง่ของการทำงานผิดพลาดของตัวควบคุมกระบวนการ PLC ไดรฟ์สำหรับปรับความเร็วมอเตอร์ หุ่นยนต์ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ทำให้ประสิทธิภาพของมอเตอร์ลดลง การกะพริบในอุปกรณ์ให้แสงสว่าง ฯลฯ

เพื่อป้องกันอุปกรณ์จากการหยุดชะงัก ผู้ใช้อาจใช้;

  • อุปกรณ์จ่ายไฟสำรอง (UPS) และระบบกักเก็บพลังงานอื่นๆ
  • เครื่องปรับแรงดันไฟฟ้าแบบแอคทีฟ (AVC)

Voltage Swell

Voltage swells คือการเพิ่มขึ้นของขนาดแรงดันไฟฟ้าในระยะเวลาสั้นๆ ซึ่งโดยทั่วไปจะมีระยะเวลาอยู่ในช่วง 2-3 cycles ไปจนถึงไ 2-3 วินาที คำจำกัดความตาม IEEE 1159 คือการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้า RMS ระหว่าง 1.1 ถึง 1.8 pu และมีระยะเวลาจาก 0.5 cycles ถึง 1 นาที ขนาดแรงดันไฟฟ้าโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 1.1 ถึง 1.2 pu

Power Quality Control Solution | Voltage swell |

แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอาจเกิดจากหลายสภาวะ บางประการ ได้แก่:

1. การปิดมอเตอร์ขนาดใหญ่

2. การปิดโหลดขนาดใหญ่ในครั้งเดียว

3. ไฟฟ้าลัดวงจร ระหว่าง สายไลน์ L กับ สายกราวด์ G

4. การเปิดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ (Reactive Power) ขนาดใหญ่

โดยทั่วไปแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจะส่งผลต่ออุปกรณ์ของผู้ใช้ปลายทางในแง่ของการทำงานผิดปกติของตัวควบคุมกระบวนการ PLC เครื่องปรับความเร็วมอเตอร์ (Variable Speed Drives)
หุ่นยนต์ในอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ประสิทธิภาพของมอเตอร์ลดลง การกะพริบในการส่องสว่าง ฯลฯ

เพื่อป้องกันอุปกรณ์จากการหยุดชะงัก ผู้ใช้อาจใช้;

  • อุปกรณ์จ่ายไฟสำรอง (UPS) และระบบกักเก็บพลังงานอื่นๆ
  • เครื่องปรับแรงดันไฟฟ้าแบบแอคทีฟ (AVC)

Voltage Interruption

การหยุดชะงักชั่วขณะคือการลดระยะเวลาสั้นๆ ในขนาดแรงดันไฟฟ้าที่น้อยกว่า 0.1 pu ในระยะเวลาน้อยกว่า 1 นาที ระยะเวลาของการหยุดชะงักชั่วขณะนั้นพิจารณาจากเวลาที่ใช้แก้ปัญหาที่เกิดขึ้นและเวลาต่อเบรกเกอร์

Power Quality Control Solution | Voltage swell |

การหยุดชะงักอาจเกิดจากเงื่อนไขหลายประการ ได้แก่:

1. ความผิดพลาดของระบบไฟฟ้า (ไฟฟ้าขัดข้อง)

2. ความล้มเหลวของอุปกรณ์

3. อุปกรณ์ควบคุมทำงานผิดปกติ

การผลิตหยุดลงเนื่องจากการหยุดชะงัก ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียการผลิตในการผลิต

เพื่อป้องกันอุปกรณ์จากการหยุดชะงัก ผู้ใช้อาจใช้;

  • อุปกรณ์จ่ายไฟสำรอง (UPS) และระบบกักเก็บพลังงานอื่นๆ
  • เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองหรืออุปกรณ์สร้างพลังงานเองเป็นสิ่งจำเป็นในการจัดการการหยุดชะงักที่ยั่งยืน
  • โซลูชันอื่นๆ ได้แก่ การใช้สวิตช์ถ่ายโอนแบบคงที่และเครื่องฟื้นฟูแรงดันไฟฟ้าแบบไดนามิกพร้อมระบบกักเก็บพลังงาน

การเปลี่ยนแปลง RMS ที่ระยะเวลายาว

ความแปรผันของแรงดันไฟฟ้า RMS ที่ยาวนานมากกว่า 1 นาทีจัดอยู่ในประเภทความแปรผันของแรงดันไฟฟ้าที่มีระยะเวลานานตาม IEEE 1159–2019
ดังนั้นการลดแรงดันไฟฟ้าจึงเรียกว่าแรงดันตกในขณะที่แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเรียกว่าแรงดันเกิน
การไม่มีแรงดันไฟฟ้าเรียกว่าการหยุดชะงักอย่างต่อเนื่อง

แรงดันไฟตก

แรงดันไฟฟ้าตกคือการลดขนาดแรงดันไฟฟ้าเป็นระยะเวลานานและมีระยะเวลานานกว่า 1 นาที คำจำกัดความตาม IEEE 1159 คือการลดลงของแรงดันไฟฟ้า RMS ระหว่าง 0.8 ถึง 0.9 pu และระยะเวลานานกว่า 1 นาที

Power Quality Control Solution | Under Voltage |

แรงดันไฟฟ้าตกอาจเกิดจากหลายเงื่อนไข บางประการ ได้แก่:

1. โอเวอร์โหลดในวงจร

2. แรงดันไฟฟ้าตกสูงขึ้นเนื่องจากสายเคเบิล/ตัวนำขนาดเล็กเกินไป

3. การเปิดโหลดความจุที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง

4. การปิดกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ(Reactive Power) ขนาดใหญ่

5. การเลือกหม้อแปลงไฟฟ้าที่ไม่เหมาะสม

6. โหลดไม่สมดุลในระบบจำหน่ายสามเฟสสี่สาย

  1. โหลดที่ต้องการพลังงานคงที่จะดึงกระแสไฟที่สูงขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าต่ำลง ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียที่สูงขึ้น

  2. ประสิทธิภาพลดลงในอุปกรณ์เช่นมอเตอร์และหลอดไส้

เพื่อปกป้องอุปกรณ์จากการหยุดชะงัก ผู้ใช้อาจใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ (AVR) และ AVC (เครื่องปรับแรงดันไฟฟ้าแบบแอคทีฟ)

แรงดันไฟเกิน

แรงดันไฟฟ้าเกินคือการเพิ่มขนาดแรงดันไฟฟ้าเป็นระยะเวลานานและมีระยะเวลานานกว่า 1 นาที คำจำกัดความตาม IEEE 1159 คือการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้า RMS ที่สูงกว่า 1.1 pu หรือ 110% ของค่าที่กำหนดและมีระยะเวลานานกว่า 1 นาที

Power Quality Control Solution | Under Voltage |

แรงดันไฟฟ้าเกินอาจเกิดจากหลายเงื่อนไข บางประการ ได้แก่:

1. การปิดโหลดขนาดใหญ่

2. ความแปรผันของการชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ

3. การตั้งค่าการแตะไม่ถูกต้องบนหม้อแปลง

4. การปิดโหลดความจุที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง

5. การโหลดไม่สมดุลในระบบจำหน่ายสามเฟสสี่สาย

1. แรงดันไฟฟ้าเกินเป็นเวลานานทำให้เกิดความล้มเหลวของฉนวน
2. ลดประสิทธิภาพของอุปกรณ์

เพื่อปกป้องอุปกรณ์จากการหยุดชะงัก ผู้ใช้อาจใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ (AVR) และตัวปรับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ

unbalance

Unbalance

Power Quality Control Solution | Voltage & Current Imbalance |

IEEE 1159–2019 กำหนดความไม่สมดุลหรือความไม่สมดุลในระบบสามเฟสเป็นอัตราส่วนของขนาดขององค์ประกอบลำดับเชิงลบ (negative sequence) ต่อขนาดขององค์ประกอบลำดับบวก (positive sequence) ที่แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ ความไม่สมดุลแบ่งออกเป็นความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าและความไม่สมดุลของกระแส
แรงดันไฟฟ้าไม่สมดุล คืออัตราส่วนของขนาดขององค์ประกอบลำดับเชิงลบ (negative sequence) ต่อขนาดขององค์ประกอบลำดับบวก (positive sequence) แสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ ค่าความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าแสดงไว้ในสมการ (1.1):

ความไม่สมดุลเกิดจากเงื่อนไขหลายประการ บางประการ ได้แก่:

1. การโหลดไม่สมดุลระหว่างทั้งสามเฟส

2. การใช้งานโหลดเฟสเดียวที่สูงขึ้นในระบบจำหน่ายแบบสามเฟสสี่สาย

3. ความต้านทานการกระจายไม่เท่ากันในสามเฟส

4. ขนาดและการวางสายเคเบิลเดี่ยวที่ไม่เหมาะสมในสามเฟส

แรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าที่ไม่สมดุลจะส่งผลต่ออุปกรณ์ของผู้ใช้ปลายทางในแง่ของประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น:

1. เพิ่มความร้อนในขดลวดมอเตอร์

2. ลดประสิทธิภาพของมอเตอร์และหม้อแปลงไฟฟ้า

3. กระแสไฟฟ้าเป็นกลางที่สูงขึ้นในระบบจำหน่ายสามเฟสสี่สาย

4. ความผิดเพี้ยนของฮาร์มอนิกรวมแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นเนื่องจากความต้านทานที่สูงขึ้นใน
เฟส

เพื่อป้องกันหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายจากความไม่สมดุล ผู้ใช้ปลายทางอาจใช้ระบบกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟแบบ Capacitive ซึ่งได้มาจาก Static Var Generator (SVG)

.

การบิดเบือนของรูปคลื่น

IEEE 1159–2019

กำหนดการบิดเบือนของรูปคลื่นเป็นการเบี่ยงเบนสถานะคงตัวจากอุดมคติ ลักษณะคลื่นรูปไซน์[2,4] . การบิดเบือนของรูปคลื่นแบ่งได้ดังต่อไปนี้ ห้าประเภท:
1. ฮาร์โมนิค
2. อินเทอร์ฮาร์โมนิกส์
3. DC offset
4. Notching
5. เสียงรบกวน

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องข้อมูลจำเป็นถูกทำเครื่องหมาย *

Talk with our team
This site is registered on wpml.org as a development site. Switch to a production site key to remove this banner.