Page 69 - TEMCA Magazine ฉบับที่ 1 ปีที่ 29
P. 69
เ รื่ อ ง พิ เ ศ ษ
ความรอ้ นในหมอ้ แปลงเกดิ จากรซี สิ แตนซ์ ของหมอ้ แปลงและกระแสไฟฟา้ เมอ่ื มกี ระแส ฮารม์ อนกิ ไหลผา่ นจะทาํา ใหเ้ กดิ ปรากฏการณ์ ความใกล้ชิด (Proximity effect) ซ่ึงทําาให้ รีซิสแตนซ์ของหม้อแปลงเพิ่มตามความถี่ ไฟฟ้า
ดังน้ันจึงต้องลดการใช้งานลงจากพิกัด ของหม้อแปลงเม่ือมีกระแสฮาร์มอนิกไหล ผ่านมิฉะน้ันจะเกิดความร้อนสูงมากและ ฉนวนเสื่อมสภาพได้
กรลดคลื่นไฟฟ้ผิดเพี้ยน จกฮร์มอนิก
การมีอุปกรณ์จําานวนมากในระบบอาจ ทําาให้เกิดปัญหาคุณภาพไฟฟ้าได้มากขึ้น เน่ืองจากระบบไฟฟ้ามีความผิดเพี้ยนสูง มากดังตัวอย่างในรูปที่ 2 ซ่ึงการแก้ปัญหา ตรงประเด็นท่ีสุดคือพยายามทําาให้ความผิด เพี้ยนดังกล่าวลดลงให้เหลือน้อยที่สุด
รูปที่ 2 ตัวอย่างรูปคลื่นไฟฟ้าผิดเพี้ยน
ขั้นแรกต้องเข้าใจในปัญหาคุณภาพ ไฟฟ้าท่ีมาจากหลายสาเหตุ เช่น ฮาร์มอนิก, สไปก์ของแรงดันไฟฟ้า, ความไม่สมดุลของ แรงดันไฟฟ้า และตัวประกอบกําาลังลดลง
อย่างไรก็ตามโดยส่วนใหญ่จะมุ่งเน้นไป ที่ความผิดเพ้ียนของกระแสไฟฟ้าและแรง ดันไฟฟ้าจากฮาร์มอนิก
โดยส่วนใหญ่มักจะอ้างถึงความผิด เพี้ยนจากฮาร์มอนิกรวม (Total harmonic distortion–THD) ซึ่งเป็นอัตราส่วนของค่า rms ในแตล่ ะลาํา ดบั ฮารม์ อนกิ ตอ่ คา่ rms ของ
คลื่นหลักมูล โดยแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของ ค่าหลักมูล นั่นคือ คล่ืนไซน์ 50Hz สมบูรณ์ จะมี THD 0% ซึ่งความถี่อ่ืนที่ไม่ใช่ความถี่ หลักมูลทําาให้เกิดความผิดเพี้ยนจากฮาร์มอ นิกได้ รูปท่ี 3 แสดงคล่ืนหลักมูล 50Hz ซ่ึง แสดงถึงฮาร์มอนิกหลักมูลหรือฮาร์มอนิกท่ี หนึ่ง
•
เหล็กตรงข้ามกับทิศการหมุน ซึ่งจะลด แรงบิดลงและต้องการกระแสไฟฟ้าเพ่ิม ขึ้น การหมุนของสนามแม่เหล็กทําาให้ ฮาร์มอนิกท่ีสองเป็นลําาดับย้อนกลับซึ่งมี รูปแบบเป็น 3-2-1 ฮาร์มอนิกลําาดับศูนย์ทําาให้เกิดคลื่นหน่ึง เฟสท่ีไม่เก่ียวกับสนามแม่เหล็กหมุน ทําาให้ต้องการกระแสไฟฟ้าเพิ่มข้ึนและ เกิดความร้อนสูงข้ึน ลําาดับฮาร์มอนิกที่มีความสัมพันธ์
รูปที่ 3 คลื่นไฟฟ้าหลักมูล 50 Hz, 3 เฟส
ระหว่างลําาดับกับความถี่ไฟฟ้า โดยแสดงถึง ฮาร์มอนิกลําาดับบวก, ลําาดับลบ และลําาดับ ศูนย์ตามตารางที่ 3
ตารางท่ี 3 ลําาดับฮาร์มอนิกกับความถี่ไฟฟ้า
ฮาร์มอนิก ความถี่ไฟฟ้า ลําาดับ (Hz)
1 50 บวก
2 100 ลบ
3 150 ศูนย์
4 200 บวก
5 250 ลบ
6 300 ศูนย์
7 350 บวก 8 400 ลบ 9 450 ศูนย์ 10 500 บวก
11 550 ลบ 12 600 ศูนย์
ฮาร์มอนิกในระบบจําาหน่ายไฟฟ้าทําาให้ เกิดความร้อนสูงได้เน่ืองจากใช้กระแส ไฟฟ้าเพ่ิมข้ึน เช่น ออกแบบให้โหลดเต็ม พิกัดดึงกระแสไฟฟ้าปกติ 100 แอมป์ แต่ หากมีความผิดเพ้ียนจากฮาร์มอนิกอาจดึง กระแสไฟฟ้าสูงถึง 120 แอมป์
ฮาร์มอนิกลําาดับศูนย์ท่ีมีค่าสูงมากซึ่ง ย้อนกลับไปหม้อแปลงหรือแหล่งกําาเนิด ไฟฟ้าโดยผ่านบัสนิวทรัล ทําาให้เกิดโหลด เกินและเกิดความร้อนสูงมากจนเกิดเสีย หายได้
ความผิดเพ้ียนจากฮาร์มอนิกหมายถึง คล่ืนท่ีความถี่ต่างๆ ที่ไม่ใช่ความถี่หลักมูล 50Hz ในระบบไฟฟ้าสามเฟสท่ีมีฮาร์มอนิก อยู่อาจมีฮาร์มอนิกลําาดับบวก, ลําาดับลบ และลําาดับศูนย์ ซ่ึงในรูปท่ี 4 มีฮาร์มอนิกท่ี สองอยู่ในคล่ืนหลักมูล 50 Hz
•
•
รูปที่ 4 คลื่นหลักมูล 50Hz ที่มีฮาร์มอนิกที่สอง
ฮารม์ อนกิ ลาํา ดบั บวกสรา้ งสนามแมเ่ หลก็ ตามทิศการหมุน ซ่ึงฮาร์มอนิกหลักมูล ของสนามแม่เหล็กจะอยู่ในทิศการหมุน ดังน้ันคลื่นหลักมูลจึงเป็นฮาร์มอนิก ลําาดับบวกซึ่งมีรูปแบบเป็น 1-2-3 ฮาร์มอนิกลําาดับลบเกิดจากสนามแม่
ISSUE1•VOLUME29 69 MAY-JULY2022
