Page 68 - TEMCA MAGZINE 2/29 (Aug-Oct 2022)

เ รื่ อ ง พิ เ ศ ษ
การชดเชยกําาลังรีแอกทีฟเนื่องจาก ฮาร์มอนิกโดยใช้คาปาซิเตอร์
คาปาซิเตอร์กําาลังเป็นแหล่งกําาเนิด กําาลังรีแอกทีฟท่ีราคาไม่สูง โดยให้ค่าวาร์ (var) ตามกําาลังสองของแรงดันไฟฟ้าท่ีใช้ คา่ วารด์ งั กลา่ วทาํา ใหแ้ รงดนั ไฟฟา้ ทผ่ี า่ นรแี อก แตนซ์แบบอินดักทีฟของระบบไฟฟ้ามีค่าสูง ข้ึนซ่ึงเป็นการยกระดับแรงดันไฟฟ้าทําางาน ให้สูงข้ึนน่ันเอง
การควบคุมวาร์โดยใช้คาปาซิเตอร์มีส่ี วิธีคือ
1) กรปดิ เปดิ คปซเิ ตอรด์ ว้ ยอปุ กรณ์ ปดิ เปดิ วงจร : การควบคมุ กาํา ลงั รแี อกทฟี โดย ปดิ เปดิ คาปาซเิ ตอรด์ ว้ ยอปุ กรณป์ ดิ เปดิ วงจร เช่น เซอร์กิตเบรกเกอร์หรือสวิตช์วงจร จะ ต้องเป็นชนิดที่ทําางานได้บ่อยๆ ตามรูปที่ 7 โดยอปุ กรณป์ ดิ เปดิ วงจรดงั กลา่ วตอ้ งสามารถ ตัดกระแสที่นําาหน้าแรงดันไฟฟ้าได้ 90 ํา
 รูปที่ 7 คาปาซิเตอร์ที่ปิดเปิดเป็นค่าต่างๆ ได้
2) กรควบคุมเฟสของรีแอกเตอร์ด้วย
ไทริสเตอร์ : การควบคุมเฟสของรีแอกเตอร์ หรืออินดักเตอร์ด้วยไทริสเตอร์ (Thyristor- controlled reactor–TCR) โดยขนานกับ คาปาซิเตอร์จะควบคุมวาร์ได้ดีตามรูปท่ี 8
การควบคุมด้วยไทริสเตอร์ของโหลดสาม เฟสที่สมดุลทําาให้เกิดกระแสฮาร์มอนิกที่ ห้า, ท่ีเจ็ด เป็นต้น ดังน้ันคาปาซิเตอร์อาจ แบ่งเป็นหลายส่วนได้โดยมีรีแอกเตอร์แบบ จูนเพื่อกรองฮาร์มอนิก พิกัดวาร์ของรีแอก เตอร์โดยท่ัวไปจะเท่ากับพิกัดคาปาซิเตอร์ที่ ควบคุมเต็ม
3) กรปิดเปิดคปซิเตอร์ด้วยไทริส เตอร์ที่กระแสไฟฟ้เป็นศูนย์ : การปิดเปิด คาปาซิเตอร์ด้วยไทริสเตอร์ (Thyristor switching of capacitor–TSC) ท่ีกระแส ไฟฟ้าเป็นศูนย์ตามรูปท่ี 9 เป็นการควบคุม อย่างละเอียดเพ่ือลดทรานเซียนต์ในระบบ คาปาซิเตอร์ดังกล่าวสามารถจูนด้วยรีแอก เตอร์เพ่ือกรองฮาร์มอนิกในระบบได้
 รูปที่ 10 การชดเชยกําาลังรีแอกทีฟโดยใช้รีแอก เตอร์อิ่มตัว
การชดเชยกําาลังรีแอกทีฟเนื่องจาก ฮาร์มอนิกโดยใช้เครื่องจักรกล ซิงโครนัส
เคร่ืองจักรซิงโครนัสสามารถทําางาน ให้ตัวประกอบกําาลังนําาหน้าหรือล้าหลังได้ ด้วยการควบคุมการกระตุ้นขดลวดสนามซึ่ง เป็นการชดเชยกําาลังรีแอกทีฟ (วาร์)
กรใช้เคร่ืองจักรซิงโครนัสเพ่ือชดเชย ตัวประกอบกําลังควรพิจรณรยละเอียด ทงเทคนิคต่อไปน้ี
1) ช่วงเวลาที่ต้องการกําาลังไฟฟ้าเป็น วาร์และกิโลวัตต์ของบัส
2) แรงดันไฟฟ้าของบัสเปลี่ยนแปลงที่ ยอมรับได้
3) ช่วงเวลาที่เครื่องจักรซิงโครนัสต้อง ให้ค่าวาร์เพ่ือทําาให้แรงดันไฟฟ้าเปลี่ยน แปลงในขอบเขตที่กําาหนด
4) การเข้ากันได้กับคอนเวอร์เตอร์แบบ สแตติกในด้านต่างๆ คือ ความไวในความ ไมส่ มดลุ ของแรงดนั ไฟฟา้ , การเกดิ ความรอ้ น จากฮาร์มอนิกของไลน์ AC, กระแสไฟฟ้าใน แบริ่ง
5) ข้อจําากัดท่ีควรหลีกเลี่ยงในการ ควบคุมมีสองประการคือ แรงบิดดึงออก มากผิดปกติของเครื่องจักร และความร้อน มากผิดปกติของเคร่ืองจักร
ส่วนตัวผู้เขียน
รศ. ถาวร อมตกิตต์ิ
คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีปทุม

รูปที่ 9 คาปาซิเตอร์ที่ปิดเปิดด้วยไทริสเตอร์
 รูปที่ 8 ตัวชดเชยวาร์แบบสแตติกโดยใช้รีแอก เตอร์ที่ควบคุมด้วยไทริสเตอร์
4) รีแอกเตอร์อ่ิมตัวที่ขนนกับคปซิ เตอร์ : รีแอกเตอร์อิ่มตัวท่ีขนานกับคาปาซิ เตอร์สามารถจ่ายวาร์ที่แปรค่าได้โดยไม่ต้อง มีวงจรควบคุมภายนอก ระบบนี้ประกอบ ด้วยรีแอกเตอร์อ่ิมตัวได้เองที่ขนานกับคา ปาซิเตอร์ในลักษณะวงจรอนุกรมแบบจูน ตามรูปที่ 10 รีแอกเตอร์ดังกล่าวดึงกระแส สูงที่แรงดันไฟฟ้าเกิน เม่ือแรงดันไฟฟ้าของ ระบบลดลง รีแอกเตอร์จะดึงกระแสน้อยลง และคาปาซิเตอร์ขนานจะให้วาร์ท่ีโหลดได้ ตามต้องการ
ISSUE2VOLUME29  68  A U G U S T - O C T O B E R 2 0 2 2