SlideShare a Scribd company logo
1 of 20
Download to read offline
Reactive Power
1. บทนํา
ในเวลา จ่ายไฟจะพบว่ามีกระแส 2 ส่ วน คือ
- ส่ วนที่เรี ยกว่า active current ทําให้เกิด active power ที่จะใช้จ่ายกําลัง power ให้ load
ั
- ส่ วนที่เรี ยกว่า reactive current ทําให้เกิด reactive power ส่ วนนี้ ไม่ให้ power ที่เป็ น ประโยชน์กบ load ที่
ตกอยู่ อาจเป็ นได้ท้ งกระแสชนิด inductive และ capacitive ส่ วนหลังนี้ทาให้ generator มี load เพิ่มขึ้น ทั้งยัง
ั
ํ
ทําให้หม้อแปลงต้องถูกจํากัดการจ่าย active power ไปที่ load เกิด loss เพิ่มขึ้นในสาย conductor หากลด
กระแสส่ วนนี้ได้ก็จะทําให้ สามารถ ผลิต/ส่ ง active power ได้มากขึ้นการต่อ reactive compensator ขนาน
กับ load หรื อ สายส่ งเป็ นวิธีลดกระแสส่ วนนี้ให้ต่าลง
ํ

2. Compensator
เนื่องจากส่ วนที่เป็ น reactive power ทําให้กระแสรวมเพิ่มสู งขึ้น เกิด voltage drop และ losses เพิ่มขึ้นใน
ลวดตัวนําที่กระแสทั้งหมดไหลผ่าน อุปกรณที่ใช้ลด reactive power ไดแก่
2.1 ชนิด uncontrolled reactive compensation เป็ นชนิดต่อ fix ไม่มีการปลด-สับ เช่น shunt reactor / shunt
capacitor bank ที่ใช้จานวน หนึ่ง unit หรื อ หนึ่ง bank ต่อขนานเข้ากับ ระบบจําหน่ายโดยต่อผ่าน fuse ไม่
ํ
สามารถปรับค่าได้
2.2 ชนิด controlled reactive compensation สามารถปรับค่าได้เพื่อควบคุม parameter บางตัวของระบบที่
ต้องการ ได้แก่
2.2.1 synchronous condenser เป็ น rotating machine
- under excited synchronous machine เมื่อต้องการใช้เป็ น inductive loads
- over excited synchronous machine เมื่อต้องการใช้เป็ น capacitive loads
2.2.2 static var compensator มีการออกแบบได้หลายรู ปแบบ เช่น
- shunt capacitor bank/shunt reactor bank ที่ใช้ circuit breaker เป็ นตัวสับเขา-ปลดออก โดยออกแบบแบ่
งเป็ น step/bank สามารถใช้งานตามจํานวน reactive power ที่ ต้องการลด เรี ยกว่า mechanically switched
reactor/capacitor
- continuous controlled โดยใช้ thyristor เป็ นตัวตัดต่อที่สามารถควบคุมให้ได้ปริ มาณ reactive var ที่
ต้องการ ได้แก่ thyristor controlled reactor :TCR
- discontinuous controlled ใช้ thyristor เป็ นตัวตัดต่อที่แทน circuit breaker สามารถ ควบคุมให้ท้ ง bank
ั
เข้า-ออกได้ ได้แก่ thyristor switched capacitor :TSC และ thyristor switched reactor : TSR
อุปกรณ์เหล่านี้สามารถใช้ร่วมกันได้ การใช้รวมกันเรี ยกว่า static var compensation :
SVC ทําหนาที่เปน reactive plant

กําลังไฟฟา
้
1. กําลังไฟฟาจริง (Active Power)(W)
้
• เกิดจากโหลดความต้านทาน
2. กําลังไฟฟารีแอคทีฟ (Reactive Power)(Var)
้
• เกิดจากโหลดตัวเหนี่ยวนําและตัวเก็บประจุ
3. กําลังไฟฟาปรากฏ (Apparent Power)(VA)
้
• ผลรวมทางเวกเตอร์ ของกําลังไฟฟ้ าจริ งและกําลังไฟฟ้ ารี แอคทีฟ

กําลังไฟฟ้ ารีแอคทีฟ(Reactive Power) มีหน่อยเป็ น วาร์ (VAR) หรื อกิโลวาร์(KVAR) เป็ นกําลัง
งานที่ไม่สามารถเปลี่ยนไปเป็ นพลังงานรู ปอื่นได้ แต่อุปกรณ์ไฟฟ้ าที่ตองทํางานโดยอาศัยสนามแม่เหล็ก
้
ํ
เช่น หม้อแปลงไฟฟ้ า,มอเตอร์ไฟฟ้ า ต้องใช้กาลังงานรี แอคทีฟนี้เพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก
ตัวประกอบกําลังไฟฟา (Power Factor)
้

ตัวประกอบกําลังไฟฟา
้
• เป็ นตัวบอกประสิ ทธิภาพการใช้งานของระบบไฟฟ้ า
• PF สู ง (ใกล้ค่า 1 หรื อ 100% ) -->ระบบมีประสิ ทธิภาพดี
• PF ตํ่า (ใกล้ค่า 0 หรื อ 0% )-->ระบบมีประสิ ทธิภาพตํ่า
โดยทัวไปแล้วกําลังงานในระบบไฟฟ้ ากระแสสลับสามารถแบ่งออกได้เป็ น 2 ส่ วนด้วยกันคือกําลังงานจริ ง
่
(Real power) มีหน่วยเป็ นวัตต์หรื อกิโลวัตต์ (W or kW) เป็ นกําลังงานที่สามารถเปลี่ยนแปลงโดยอุปกรณ์
ไฟฟ้ าไปเป็ นพลังงานรู ปอื่นได้เช่นความร้อนแสงสว่างหรื อพลังงานกลกําลังงานส่ วนนี้ เกิดจากกระแสไฟฟ้ า
ใช้งาน (Active current) และอีกส่ วนหนึ่งคือกําลังงานรี แอกตีฟ (Reactive power) มีหน่วยเป็ นวาร์หรื อ
กิโลวาร์ (VAR or kVAR) เป็ นกําลังงานที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงไปเป็ นพลังงานรู ปอื่นได้แต่อุปกรณ์ไฟฟ้ า
ํ
ที่ ตองทํางานโดยอาศัยสนามแม่เหล็กเช่ นหม้อแปลงมอเตอร์ บล ลาสต์ฯลฯต้องใช้กาลังรี แอกตี ฟนี้ สร้ า ง
้
ั
ํ
สนามแม่เหล็กถ้าไม่มีสนามแม่เหล็กอุ ปกรณ์ ดงกล่ าวจะไม่สามารถทํางานได้กาลังงานในส่ วนนี้ เกิ ดจาก
ั
กระแสไฟฟ้ ารี แอกตีฟ (Reactive current) ผลรวมทางเวกเตอร์ ของกําลังงานทั้งสองเรี ยกว่ากําลังงานปรากฏ
(Apparent power) มีหน่ วยเป็ นโวลต์แอมแปร์ หรื อกิ โลโวลต์แอมแปร์ (VA or kVA) เป็ นกําลังงานที่
ั
แหล่งจ่ายกําลังงานไฟฟ้ าต้องจ่ายให้กบอุปกรณ์ไฟฟ้ าต่างๆและมีขนาดเท่ากับผลคูณของกระแสไฟฟ้ าใน
วงจรกับแรงดันของแหล่งจ่ายกําลังไฟฟ้ ากําลังงานทั้งสาม สามารถเขียนเป็ นสามเหลี่ยมกําลังไฟฟ้ าได้ดงรู ป
ั
ที่ 1
รู ปที่ 1 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างกําลังไฟฟ้ ากระแสไฟฟ้ าและแรงดันไฟฟ้ า
ผลของตัวประกอบกําลังไฟฟาตํ่า
้
ทําให้ตองค่า S มากขึ้นโดยที่ได้ประโยชน์จากค่า P เท่าเดิม
้
ต้องมีการสํารองกําลังไฟฟ้ ามากขึ้น
จํานวนโรงผลิตไฟฟ้ ามากขึ้น
สรุ ปผลของตัวประกอบกําลังไฟฟาตํ่า
้
ั
1. เจ้าของสถานประกอบการต้องเสี ยค่าปรับจากการที่ P.F. ตํ่าให้กบการไฟฟ้ าฯทุกเดือน
2. หน่วยการใช้ไฟฟ้ า (kWh) ต่อเดือนเพิ่มขึ้น (เนื่องจากกําลังสู ญเสี ยในสายจากกระแสเพิ่มขึ้น)
3. อาจเกิดปั ญหาแรงดันตก
4. ขนาดสายไฟหม้อแปลงไฟฟ้ าอุปกรณ์ไฟฟ้ าต่างๆมีขนาดใหญ่ข้ ึน
5. ถ้าใช้เครื่ องกําเนิดไฟฟ้ าจ่ายไฟเองค่าใช้จ่ายในการเดินเครื่ องจะสู ง

การแก้ไขค่ าตัวประกอบกําลังไฟฟา
้
โดยทัวไปอุปกรณ์ไฟฟ้ าต่างๆในอาคารหรื อโรงงานนั้นต้องอาศัยทั้งกําลังไฟฟ้ าจริ ง (Real Power) และ
่
กําลังไฟฟ้ ารี แอคทีฟ (Reactive Power) เพื่อใช้ในการทํางาน (พิจารณาตามรู ปที่ 2) ค่าสัดส่ วนของ
กําลังไฟฟ้ าทั้งสองชนิ ดดังกล่าวบ่งบอกถึงค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า (Power Factor) ของอุปกรณ์ไฟฟ้ าแต่
ละชนิ ดหรื อของอาคารหรื อโรงงานโดยรวมตามปกติหากค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า(Power Factor) มีค่าตํ่า
ํ
ย่อมหมายความว่ากําลังไฟฟ้ ารวม (Total or Apparent Power) มีค่าสู งขึ้นอันเนื่ องมาจากการที่มีกาลังไฟฟ้ ารี
ํ
แอคทีฟสู งขึ้นในขณะที่กาลังไฟฟ้ าจริ งที่ก่อให้เกิดงานมีค่าเท่าเดิม (ตัวประกอบกําลังลดลงกระแสไฟฟ้ ามีค่า
่
สู งขึ้น) ซึ่ งถือได้วาเป็ นความสู ญเสี ยของระบบจ่ายไฟฟ้ าด้วยเช่นกัน

รู ปที่ 2 สามเหลี่ยมกําลังไฟฟ้ า
การปรับปรุงตัวประกอบกําลังไฟฟา
้
ในทางปฏิบติการปรับปรุ งตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าให้มีค่าสู งขึ้นนิยมใช้ตวคาปาซิ เตอร์ ต่อขนานเข้ากับโหลด
ั
ั
ั
เพื่อจ่ายกําลังงานรี แอกทีฟ (reactive power) ให้กบโหลดพิจารณาสามเหลี่ยมกําลังไฟฟ้ า

กําหนดให้
ค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าเดิม = cosθ1
ค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าที่ปรับปรุ ง = cosθ2
โดยθ1 <θ2
kVAR (เดิม) = kW x tan θ1
kVAR (ใหม่) = kW x tan θ2
kVARของคาปาซิ เตอร์ที่ตองใช้ = kW x (tan θ1 – tan θ2)
้
ตัวอย่างที่ 1โรงงานแห่งหนึ่งมีโหลดทางไฟฟ้ า 600 kW และมีค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า 70 % ถ้าต้องการ
เพิ่มค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าเป็ น 90 % จะต้องติดตั้งขนาดของคาปาซิ เตอร์ เท่าใด
PF (เดิม) = 70 % = cosθ1
cosθ1 = 0.7 θ1 = 45.6 o
PF (ใหม่) = 90 % = cosθ2
cosθ2 = 0.9 θ2 = 25.8 o
ขนาดของคาปาซิเตอร์ = kW x (tan θ1 - tan θ2 )
= 600 x (tan 45.6 – tan 25.8)
= 323 kVAR
การหาค่าตัวคูณ (tan θ1 - tan θ2) สามารถเปิ ดจากตารางภาคผนวกก็ได้จากตัวอย่างข้างต้น
ตัวคูณมีค่าเท่ากับ 0.54 ดังนั้นขนาดของคาปาซิ เตอร์ ที่ใช้ = 600 x 0.54 = 324 kVAR
*หมายเหตุเนื่องจากโหลดทางไฟฟ้ าในโรงงานจะมีค่าไม่คงทีตลอดเวลาดังนั้นการติดตั้งคาปาซิ เตอร์ เพื่อ
เพิ่มค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าจําเป็ นต้องมีระบบควบคุมเพื่อใช้ในการตัดต่อตัวคาปาซิ เตอร์ ให้เหมาะสมกับ
โหลดด้วย
ตําแหน่งการติดตั้งคาปาซิ เตอร์ เพื่อปรับปรุ งค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าในระบบไฟฟ้ านั้นจะมีตาแหน่งติดตั้ง
ํ
่
อุปกรณ์หลักสําหรับการแก้ไขตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าอยู3ตําแหน่ง
ติดตั้งที่ส่วนกลาง (Central)
- โดยทัวไปแล้วติดตั้งที่จุดเดียว
่
- แก้ตวประกอบกําลังไฟฟ้ าที่จุดจ่ายไฟฟ้ าของระบบ
ั
่ ั
- ติดตั้งได้ท้ งด้านแรงดันตํ่าหรื อด้านแรงดันสู งขึ้นอยูกบว่าราคาด้านไหนถูกกว่ากัน
ั
- จะไม่เกิดประโยชน์ในการแก้ตวประกอบกําลังไฟฟ้ าในแต่ละจุด
ั
ติดตั้งที่แต่ละโหลด (Individual)
- แก้ไขสําหรับโหลดแต่ละแห่งเช่นมอเตอร์ ขนาดใหญ่
- ถ้าเป็ นการติดตั้งระบบใหม่การปรับปรุ งตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าที่แต่ละโหลดนี้จะช่วยลด
ขนาดของสวิตช์เกียร์ และกระแสโดยรวมของระบบลงได้
ติดตั้งที่กลุ่มของโหลด (Group)
- ใช้สาหรับโหลดที่มีตวประกอบกําลังไฟฟ้ าตํ่าๆและสามารถรวมกลุ่มกันได้
ํ
ั
- ในกรณี ติดตั้งใหม่จะมีการลงทุนน้อยเพราะใช้เคเบิลและสวิตช์เกียร์ เล็กลงได้
้
รู ปที่ 3 แสดงตัวอย่างการติดตั้งคาปาซิ เตอร์ เพื่อปรับปรุ ง P.F. ที่ท้ ง 3 ตําแหน่ง
ั

ประโยชน์ ทได้ รับจากการปรับปรุงตัวประกอบกําลังไฟฟา
ี่
้
เมื่อทําการปรับปรุ งค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าให้มีค่าสู งขึ้นจะเกิดผลดีหลายประการสามารถ
สรุ ปได้ดงนี้
ั
1. ระบบไฟฟ้ าสามารถรับโหลดได้มากขึ้น
่
เมื่อค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ ามีค่าสู งขึ้นกระแสที่ไหลอยูในระบบระหว่างแหล่งจ่ายไฟ
ํ
กับจุดที่มีการปรับปรุ งจะมีค่าลดลงนันคือเครื่ องจักรต้นกําลังหรื ออุปกรณ์ไฟฟ้ าที่ใช้กาลังไฟฟ้ าน้อยลงทํา
่
ั
ให้สามารถเพิ่มโหลดเข้าไปในระบบได้โดยไม่ทาให้ระบบรับโหลดเกินพิกด
ํ
2. กําลังไฟฟ้ าสู ญเสี ยในระบบลดลง
กําลังไฟฟ้ าที่สูญเสี ยในสายไฟต่างๆจะเป็ นสัดส่ วนโดยตรงกับค่ากระแสยกกําลังสอง
แต่เนื่ องจากกระแสจะลดลงเป็ นสัดส่ วนโดยตรงกับการปรับปรุ งค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าดังนั้นกําลัง
ไฟฟ้ าที่สูญเสี ยในสายไฟและอุปกรณ์ไฟฟ้ าต่างๆจึงเป็ นสัดส่ วนผกผันกับค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า
รู ปที่ 4 แสดงกําลังไฟฟ้ าสู ญเสี ยที่ลดลงในสายเคเบิลเมื่อปรับปรุ งค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าให้มีค่าสู งขึ้น

จากรู ปที่ 4 จะเห็นว่าการปรับปรุ งค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าจาก 0.6 เป็ น 0.8 จะลดกําลังไฟฟ้ าสู ญเสี ยในสาย
เคเบิลได้ถึง 44 % และถ้าเปลี่ยนจาก 0.6 เป็ น 1.0 จะลดกําลังไฟฟ้ าสู ญเสี ยได้ถึง64 %
3. ลดแรงดันตกในสายส่ ง
ั
สายส่ งไฟฟ้ าโดยทัวๆไปที่ใช้กบแรงดันไฟฟ้ ากระแสสลับจะมีคุณสมบัติซ่ ึ งแทนได้
่
ด้วยความต้านทานไฟฟ้ าต่ออนุกรมกับความเหนียวนําไฟฟ้ าโดยปกติจะมีค่าประมาณ 0.4 ถึง 0.9 μH/m
สําหรับไฟฟ้ า 3 เฟสแรงดันตก (voltage drop) ในสายส่ งสามารถหาได้จาก

เมื่อ I คือกระแสไฟฟ้ าที่ไหลในสายส่ ง (A)
R คือความต้านทานไฟฟ้ าของสายส่ ง (Ω)
XL คือค่ารี แอกแตนซ์ของสายส่ ง (Ω)
θคือค่ามุมของตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า
เมื่อปรับปรุ งค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าให้สูงขึ้นจะทําให้ค่า I, θและΔV มีค่าลดลง
4. ค่าไฟฟ้ าลดลง
เมื่อค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ ามีค่าสู งขึ้นจะมีผลทําให้กระแสไฟฟ้ าที่ไหลในวงจรมีค่า
ลดลงกําลังไฟฟ้ าที่สูญเสี ยในระบบไฟฟ้ าก็จะมีค่าลดลงและค่าปรับในส่ วนของตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า
(ถ้ามีค่าตํ่ากว่า 0.85) ก็ไม่จาเป็ นต้องเสี ยทําให้ค่าไฟฟ้ าที่ตองจ่ายในแต่ละเดือนมีค่าลดลง
ํ
้
ตารางที่ 1 ตัวประกอบกําลังไฟฟาของอุปกรณ์ ไฟฟาประเภทต่ างๆ
้
้
ตารางที่ 2 ตัวประกอบกําลังไฟฟาของโรงงานและอาคารประเภทต่ างๆ
้

หากโรงงานอุตสาหกรรมใดมีอุปกรณ์ไฟฟ้ าที่เป็ นโหลดแบบเหนี่ยวนํา (Inductive Load) หรื อเป็ นโหลด
แบบเก็บประจุไฟฟ้ า (Capacitive Load) ชนิ ดใดชนิ ดหนึ่ งเพียงอย่างเดียวจะทําให้ค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า
ตํ่าแต่ถานําอุปกรณ์สองประเภทนี้ มาใช้ร่วมกันในอัตราที่เหมาะสมจะทําให้ค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าสู งถึง
้
95-100% ซึ่ งวิธีน้ ีเรี ยกว่าวิธีการแก้ไขค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าการแก้ไขค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าก็คือการ
เพิ่มค่าCOSθหรื อลดมุมθที่ แตกต่างกันระหว่างแรงดันไฟฟ้ ากับกระแสไฟฟ้ าให้มีค่าน้อยที่สุดเพื่อเพิ่มค่า
เพาเวอร์ แฟคเตอร์ ให้ใกล้เคียง 1 มากที่สุด(Power Factor = 1.0 คือค่าที่ดีที่สุดเสมือนกับว่าระบบไฟฟ้ า
สามารถใช้ให้เกิดประโยชน์ได้เต็ม 100%)
รู ปที่ 8 แสดงค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าที่มีค่า = 0.80 ( P/S = COSθ =0.80)
โดยทัวไปสามารถแก้ไขค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าให้สูงขึ้นโดยการใช้ตวเก็บประจุไฟฟ้ า(Capacitor) ต่อเข้า
ั
่
ไปในระบบไฟฟ้ าโดยเป็ นการเพิ่มกําลังไฟฟ้ ารี แอคทีฟ (มีหน่วยเป็ นkVar) ที่เข้าไปหักล้างกําลังไฟฟ้ ารี แอค
ทีฟเดิม (Q1) ให้ลดลงเหลือเป็ นกําลังไฟฟ้ ารี แอคทีฟใหม่ (Q2) ซึ่ งทําให้ผลรวมของกําลังไฟฟ้ าทั้งหมด (S2)
มีค่าลดลงจากเดิม (S1) ตามรู ปที่ 9

รู ปที่ 9 แสดงการใช้ตวเก็บประจุไฟฟ้ า (Capacitor) เพื่อเพิ่มค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า
ั
โดยที่ขนาดของตัวเก็บประจุไฟฟ้ า (kVar) = kW x ตัวคูณจากตารางที่ 3
หรื อขนาดของตัวเก็บประจุไฟฟ้ า (kVar) = kW x ( tanθ1- tanθ2 )
ตัวอย่างเช่นหม้อแปลงไฟฟ้ าชุดหนึ่งจ่ายโหลด 10,000 kW ถ้าต้องการแก้ไขตัวประกอบกําลัง
(Power Factor) ของโหลดจากเดิมเท่ากับ 0.7 เป็ น 0.9 จะต้องใช้ตวเก็บประจุไฟฟ้ าขนาดเท่าใด
ั
(กี่กิโลวาร์ )
ตอบจากตารางที่ 3 ต้องใช้ตวเก็บประจุขนาด = 10,000 x 0.536 = 5,360 kVar
ั
ตารางที่ 3 ค่ าตัวคูณในการหาขนาดตัวเก็บประจุไฟฟา
้
ตารางที่ 3 ค่ าตัวคูณในการหาขนาดตัวเก็บประจุไฟฟา (ต่ อ)
้
ตารางที่ 3 ค่ าตัวคูณในการหาขนาดตัวเก็บประจุไฟฟา (ต่ อ)
้
่
่
ดังนั้นหากมีการปรับปรุ งค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า (Power Factor) ให้อยูในระดับที่เหมาะสมก็ยอมที่จะ
สามารถลดกํา ลัง สู ญ เสี ย ลงได้อ ัน หมายถึ ง ว่ า จะสามารถลดค่ า ไฟฟ้ าในส่ ว นที่ ไ ม่ จ ํา เป็ นลงได้นั่น เอง
ประโยชน์ของการปรับปรุ งค่าเพาเวอร์ แฟคเตอร์ (PF) ให้เหมาะสมคือ
(1) ลดรายจ่ายค่าปรับเพาเวอร์ แฟคเตอร์ จากการไฟฟ้ าฯ
เนื่ องจากกําลังไฟฟ้ ารี แอคทีฟ (Q) เป็ นกําลังไฟฟ้ าที่ผใช้ไฟฟ้ าสามารถสร้างขึ้นเองได้โดยการติดตั้งคาปาซิ
ู้
ั
เตอร์ เพื่อเป็ นตัวจ่ายกําลังไฟฟ้ าในส่ วนนี้ ให้กบโหลดซึ่ งหากผูใช้ไฟฟ้ าไม่ได้ติดตั้งคาปาซิ เตอร์ การไฟฟ้ าฯ
้
ํ
จะต้องเป็ นคนจ่ายกําลังไฟฟ้ าในส่ วนนี้ เองในขณะที่กาลังไฟฟ้ าจริ ง (Active Power)ไม่สามารถสร้างจากคา
ํ
ปาซิ เตอร์ ได้กาลังไฟฟ้ าส่ วนนี้จะได้มาจากเครื่ องกําเนิดไฟฟ้ าของการไฟฟ้ าฯเท่านั้นดังนั้นการที่ระบบไฟฟ้ า
ของผูใช้ไฟฟ้ ามีค่า PF ตํ่าแสดงว่าการไฟฟ้ าฯจะต้องรับภาระในการจ่ายกําลังไฟฟ้ ารี แอคทีฟเป็ นจํานวนมาก
้
ซึ่งที่จริ งแล้วผูใช้ไฟฟ้ าสามารถสร้างได้เองโดยการใช้คาปาซิ เตอร์ ผลที่ตามมาก็คือการไฟฟ้ าจะต้องใช้เครื่ อง
้
กําเนิ ดไฟฟ้ าที่มีขนาดใหญ่ข้ ึนรวมทั้งต้องใช้ทรัพยากรมากขึ้นเพื่อที่จะสามารถผลิตกําลังไฟฟ้ าทั้งในส่ วน
ของการจ่ายกําลังไฟฟ้ าจริ งและกําลังไฟฟ้ ารี แอคทีฟให้ได้ตามความต้องการของผูใช้ไฟฟ้ าการไฟฟ้ าจึงได้
้
ออกกฎมาเพื่อควบคุมค่า PF ของโรงงานต่างๆโดยกําหนดว่าหากโรงงานใดมีค่า PF ตํ่ากว่า 0.85 จะต้องเสี ย
่ ั
ค่าปรับเพาเวอร์ แฟคเตอร์ (ขึ้ นอยูกบรุ่ นของมิเตอร์ ของการไฟฟ้ าด้วยมิเตอร์ บางรุ่ นไม่สามารถวัดค่า PF ได้)
รู ปที่ 5 ระบบที่มีการติดตั้งคาปาซิ เตอร์ ในตําแหน่งต่างๆ

รู ปที่ 6 คาปาซิ เตอร์ ที่ใช้ในระบบจ่ายกําลังไฟฟ้ า
(2) ช่วยลดโหลดของหม้อแปลง
เมื่อเราใช้โหลดเพิ่มมากขึ้นเรื่ อยๆกับหม้อแปลงตัวเดิ มและหม้อแปลงเริ่ มมีขนาดไม่พอกับความต้องการ
ั
หม้อแปลงต้องจ่ายกระแสเกินพิกด (Overload) วิธีโดยทัวไปที่เรานึ กถึ งกันคือการติดตั้งหม้อแปลงเพิ่มอีก
่
หนึ่งตัวคนส่ วนใหญ่ลืมที่จะหยุดคิดว่า "เราได้ติดตั้ง Capacitor แล้วหรื อยัง" หากว่ายังไม่ได้ติดตั้งการติดตั้ง
คาปาซิ เตอร์ จะช่ วยลดโหลดของหม้อแปลงตัวนั้นได้โดยคาปาซิ เตอร์ ที่ติดตั้งเพิ่ มจะช่ วยหม้อแปลงจ่า ย
กระแสหรื อกําลังไฟฟ้ าในส่ วนของ Reactive Power ที่แต่เดิมหม้อแปลงต้องรับภาระจ่ายเองทั้งหมดทําให้
ํ
หม้อแปลงมีกาลังเหลือเพื่อที่จะไปจ่ายโหลดอื่นเพิ่มเติมได้
(3) ลดค่าไฟฟ้ าที่สูญเสี ยไปในรู ปของความร้อนในสายไฟและหม้อแปลง
คาปาซิ เตอร์ สามารถลดค่าไฟฟ้ าในส่ วนนี้ได้ดวยเหมือนกันแต่เนื่องจากลักษณะการติดตั้งในประเทศไทย
้
ั
ส่ วนใหญ่จะติดตั้งตูคาปาซิ เตอร์ (Cap Bank) ติดกับตู ้ MDB หรื ออีกนัยหนึ่งคือใกล้กบหม้อแปลงมากจึงทํา
้
ให้การติดตั้งคาปาซิ เตอร์ ไม่ได้ลดปริ มาณกระแสไฟฟ้ าที่ไหลในระบบได้มากอย่างเห็นได้ชด
ั
การวัดค่าไฟฟ้ าภายในบ้านโดยสามารถรู ้ค่าไฟฟ้ าได้ก่อนที่ค่าไฟฟ้ าจะมาเก็บจริ งซึ่ งจะนาไปใช้ในบ้านเรื อน
่ ั
่
ทัวไปหรื อสานักงานรวมกระทั้งห้องพักต่างๆโดยการวัดไฟฟ้ าที่ใช้อยูน้ นจะวัดค่าพลังงานออกมาให้อยูใน
่
รู ปของค่ากาลังไฟฟ้ าจริ ง ( Real Power ) , ค่ากาลังไฟฟ้ าประกอบ ( Reactive Power ) และรวมถึงค่ากาลัง
ไฟฟ้ าที่ปรากฏ ( Apparent Power ) เพื่อให้เห็นความเคลื่อนไหวของการใช้ไฟฟ้ าเมื่อผูใช้ตองการรับรู้
้ ้
นอกจากนั้นอุปกรณ์ชนิ ดนี้ ยงสามารถบอกถึงแรงดันไฟฟ้ า ( Voltage ) , กระแสไฟฟ้ า ( Current ) ซึ่ งผูใช้
ั
้
่
สามารถวิเคราะห์พฤติกรรมของไฟฟ้ าที่กาลังใช้อยูได้อีกวิธีหนึ่งได้
พลังงานไฟฟ้ าหรื อกาลังไฟฟ้ า ( Electrical Power ) คือการนาเอากระแสมาคูณกับแรงดันอาจจะมีตว
ั
ประกอบกาลังมาคู ณเพิ่มกาลังไฟฟ้ าประกอบไปด้วยสามส่ วนหลัก ๆคื อหนึ่ งค่ากาลังไฟฟ้ าที่ ปรากฏ (
Apparent Power ) คือค่าที่เรานากระแสคูณ ( Cross Product ) กับแรงดันสองค่ากาลังไฟฟ้ าจริ ง ( Real Power
) ค่าที่เรานากระแสคูณ ( Cross Product ) กับแรงดันแล้วคูณด้วย Cosine ของมุมระหว่างแรงดันและกระแส
นั้นๆกาลังไฟฟ้ าสุ ดท้ายคือค่ากาลังไฟฟ้ าประกอบ ( Reactive Power ) คือค่าที่เรานากระแสคูณ ( Cross
Product ) กับแรงดันแล้วคูณด้วย Sine ของมุมระหว่างแรงดันและกระแสนั้นๆซึ่ งเรา ( เรี ยก Cosine ของมุม
ระหว่างแรงดันและกระแสว่า Power factor )
อ้างอิงจาก
http://www.ee.eng.cmu.ac.th/~kasin/Courses/252282/TouTod.pdf
http://eng.rtu.ac.th/ESD/ch12.pdf
http://www.piohmcorp.co.th/index.php/features/136
http://www.sci-tech-service.com/article/capacitor/cap_bank.htm
http://www.aida-engineering.co.th/download/subs/ch11.pdf

จัดทําโดย
นายเบญจพล นุใหม่
รหัสนักศึกษา 55070500422 ห้อง A
นักศึกษาชั้นปี ที่ 2 คณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้ า
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

More Related Content

What's hot

มารยาทในการลีลาศ
มารยาทในการลีลาศมารยาทในการลีลาศ
มารยาทในการลีลาศTepasoon Songnaa
 
การพยาบาลDhf
การพยาบาลDhfการพยาบาลDhf
การพยาบาลDhfMaytinee Beudam
 
แรงดันในของเหลว1
แรงดันในของเหลว1แรงดันในของเหลว1
แรงดันในของเหลว1tewin2553
 
ทฤษฎีอะตอมของโบร์
ทฤษฎีอะตอมของโบร์ทฤษฎีอะตอมของโบร์
ทฤษฎีอะตอมของโบร์Chanthawan Suwanhitathorn
 
วัฏจักรน้ำ
วัฏจักรน้ำวัฏจักรน้ำ
วัฏจักรน้ำsavokclash
 
บทที่ 17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2
บทที่ 17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2บทที่ 17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2
บทที่ 17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2thanakit553
 
แบบทดสอบวิชาวิทยาศาสตร์ 5 ภาคเรียน 1
แบบทดสอบวิชาวิทยาศาสตร์ 5  ภาคเรียน 1แบบทดสอบวิชาวิทยาศาสตร์ 5  ภาคเรียน 1
แบบทดสอบวิชาวิทยาศาสตร์ 5 ภาคเรียน 1dnavaroj
 
โครงสร้างโลก
โครงสร้างโลกโครงสร้างโลก
โครงสร้างโลกochestero
 
แบบทดสอบ รายวิชาฟิสิกส์ (พื้นฐาน)
แบบทดสอบ รายวิชาฟิสิกส์ (พื้นฐาน)แบบทดสอบ รายวิชาฟิสิกส์ (พื้นฐาน)
แบบทดสอบ รายวิชาฟิสิกส์ (พื้นฐาน)rapinn
 
Astronomy VI
Astronomy VIAstronomy VI
Astronomy VIChay Kung
 
7ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส
7ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส7ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส
7ทฤษฎีจลน์ของแก๊สWijitta DevilTeacher
 

What's hot (20)

มารยาทในการลีลาศ
มารยาทในการลีลาศมารยาทในการลีลาศ
มารยาทในการลีลาศ
 
การพยาบาลDhf
การพยาบาลDhfการพยาบาลDhf
การพยาบาลDhf
 
Ppt+การยศ..
Ppt+การยศ..Ppt+การยศ..
Ppt+การยศ..
 
Plant extraction 4 04 2015
Plant extraction  4  04 2015Plant extraction  4  04 2015
Plant extraction 4 04 2015
 
แหล่งกำเนิดไฟฟ้า (Electric source)
แหล่งกำเนิดไฟฟ้า (Electric source)แหล่งกำเนิดไฟฟ้า (Electric source)
แหล่งกำเนิดไฟฟ้า (Electric source)
 
หน่วย 3
หน่วย 3 หน่วย 3
หน่วย 3
 
แรงดันในของเหลว1
แรงดันในของเหลว1แรงดันในของเหลว1
แรงดันในของเหลว1
 
ทฤษฎีอะตอมของโบร์
ทฤษฎีอะตอมของโบร์ทฤษฎีอะตอมของโบร์
ทฤษฎีอะตอมของโบร์
 
วัฏจักรน้ำ
วัฏจักรน้ำวัฏจักรน้ำ
วัฏจักรน้ำ
 
การนำไฟฟ้า (Conductivity)
การนำไฟฟ้า (Conductivity)การนำไฟฟ้า (Conductivity)
การนำไฟฟ้า (Conductivity)
 
บทที่ 17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2
บทที่ 17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2บทที่ 17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2
บทที่ 17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2
 
แบบทดสอบวิชาวิทยาศาสตร์ 5 ภาคเรียน 1
แบบทดสอบวิชาวิทยาศาสตร์ 5  ภาคเรียน 1แบบทดสอบวิชาวิทยาศาสตร์ 5  ภาคเรียน 1
แบบทดสอบวิชาวิทยาศาสตร์ 5 ภาคเรียน 1
 
โครงสร้างโลก
โครงสร้างโลกโครงสร้างโลก
โครงสร้างโลก
 
แบบทดสอบ รายวิชาฟิสิกส์ (พื้นฐาน)
แบบทดสอบ รายวิชาฟิสิกส์ (พื้นฐาน)แบบทดสอบ รายวิชาฟิสิกส์ (พื้นฐาน)
แบบทดสอบ รายวิชาฟิสิกส์ (พื้นฐาน)
 
PACU
PACUPACU
PACU
 
แผ่นพับอ.ตี้
แผ่นพับอ.ตี้แผ่นพับอ.ตี้
แผ่นพับอ.ตี้
 
Astronomy VI
Astronomy VIAstronomy VI
Astronomy VI
 
7ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส
7ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส7ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส
7ทฤษฎีจลน์ของแก๊ส
 
Case study : dengue fever
Case study : dengue feverCase study : dengue fever
Case study : dengue fever
 
วัฏจักรคาร์โนต์
วัฏจักรคาร์โนต์วัฏจักรคาร์โนต์
วัฏจักรคาร์โนต์
 

Similar to Reactive power

เศรษฐศาสตร์โรงจักรต้นกำลัง
เศรษฐศาสตร์โรงจักรต้นกำลังเศรษฐศาสตร์โรงจักรต้นกำลัง
เศรษฐศาสตร์โรงจักรต้นกำลังnuchida suwapaet
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมPongsakorn Poosankam
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมpipopsin163
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมpanupong
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมpanupong
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมpanupong
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมpanupong
 
วิธีการเลือกขนาดการใช้งานชุดอุปกรณ์ Ketm
วิธีการเลือกขนาดการใช้งานชุดอุปกรณ์ Ketmวิธีการเลือกขนาดการใช้งานชุดอุปกรณ์ Ketm
วิธีการเลือกขนาดการใช้งานชุดอุปกรณ์ KetmKamolbhan (Kate) Sangmahachai
 

Similar to Reactive power (20)

ไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจรไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจร
 
ไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจรไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจร
 
ไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจรไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจร
 
เศรษฐศาสตร์โรงจักรต้นกำลัง
เศรษฐศาสตร์โรงจักรต้นกำลังเศรษฐศาสตร์โรงจักรต้นกำลัง
เศรษฐศาสตร์โรงจักรต้นกำลัง
 
Documents OKR (1).pptx
Documents OKR (1).pptxDocuments OKR (1).pptx
Documents OKR (1).pptx
 
Guruups
GuruupsGuruups
Guruups
 
54101 unit10
54101 unit1054101 unit10
54101 unit10
 
หม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้าหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้า
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโม
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโม
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโม
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโม
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโม
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโม
 
SAVE WORLD SAVE ENERGY
SAVE WORLD SAVE ENERGYSAVE WORLD SAVE ENERGY
SAVE WORLD SAVE ENERGY
 
ไฟฟ้าม3
ไฟฟ้าม3ไฟฟ้าม3
ไฟฟ้าม3
 
54101 engineer 3
54101 engineer 354101 engineer 3
54101 engineer 3
 
วิธีการเลือกขนาดการใช้งานชุดอุปกรณ์ Ketm
วิธีการเลือกขนาดการใช้งานชุดอุปกรณ์ Ketmวิธีการเลือกขนาดการใช้งานชุดอุปกรณ์ Ketm
วิธีการเลือกขนาดการใช้งานชุดอุปกรณ์ Ketm
 
53211817 10 december
53211817 10 december53211817 10 december
53211817 10 december
 
10 11 2011
10 11 201110 11 2011
10 11 2011
 

Reactive power

  • 1. Reactive Power 1. บทนํา ในเวลา จ่ายไฟจะพบว่ามีกระแส 2 ส่ วน คือ - ส่ วนที่เรี ยกว่า active current ทําให้เกิด active power ที่จะใช้จ่ายกําลัง power ให้ load ั - ส่ วนที่เรี ยกว่า reactive current ทําให้เกิด reactive power ส่ วนนี้ ไม่ให้ power ที่เป็ น ประโยชน์กบ load ที่ ตกอยู่ อาจเป็ นได้ท้ งกระแสชนิด inductive และ capacitive ส่ วนหลังนี้ทาให้ generator มี load เพิ่มขึ้น ทั้งยัง ั ํ ทําให้หม้อแปลงต้องถูกจํากัดการจ่าย active power ไปที่ load เกิด loss เพิ่มขึ้นในสาย conductor หากลด กระแสส่ วนนี้ได้ก็จะทําให้ สามารถ ผลิต/ส่ ง active power ได้มากขึ้นการต่อ reactive compensator ขนาน กับ load หรื อ สายส่ งเป็ นวิธีลดกระแสส่ วนนี้ให้ต่าลง ํ 2. Compensator เนื่องจากส่ วนที่เป็ น reactive power ทําให้กระแสรวมเพิ่มสู งขึ้น เกิด voltage drop และ losses เพิ่มขึ้นใน ลวดตัวนําที่กระแสทั้งหมดไหลผ่าน อุปกรณที่ใช้ลด reactive power ไดแก่ 2.1 ชนิด uncontrolled reactive compensation เป็ นชนิดต่อ fix ไม่มีการปลด-สับ เช่น shunt reactor / shunt capacitor bank ที่ใช้จานวน หนึ่ง unit หรื อ หนึ่ง bank ต่อขนานเข้ากับ ระบบจําหน่ายโดยต่อผ่าน fuse ไม่ ํ สามารถปรับค่าได้ 2.2 ชนิด controlled reactive compensation สามารถปรับค่าได้เพื่อควบคุม parameter บางตัวของระบบที่ ต้องการ ได้แก่ 2.2.1 synchronous condenser เป็ น rotating machine - under excited synchronous machine เมื่อต้องการใช้เป็ น inductive loads - over excited synchronous machine เมื่อต้องการใช้เป็ น capacitive loads
  • 2. 2.2.2 static var compensator มีการออกแบบได้หลายรู ปแบบ เช่น - shunt capacitor bank/shunt reactor bank ที่ใช้ circuit breaker เป็ นตัวสับเขา-ปลดออก โดยออกแบบแบ่ งเป็ น step/bank สามารถใช้งานตามจํานวน reactive power ที่ ต้องการลด เรี ยกว่า mechanically switched reactor/capacitor - continuous controlled โดยใช้ thyristor เป็ นตัวตัดต่อที่สามารถควบคุมให้ได้ปริ มาณ reactive var ที่ ต้องการ ได้แก่ thyristor controlled reactor :TCR - discontinuous controlled ใช้ thyristor เป็ นตัวตัดต่อที่แทน circuit breaker สามารถ ควบคุมให้ท้ ง bank ั เข้า-ออกได้ ได้แก่ thyristor switched capacitor :TSC และ thyristor switched reactor : TSR อุปกรณ์เหล่านี้สามารถใช้ร่วมกันได้ การใช้รวมกันเรี ยกว่า static var compensation : SVC ทําหนาที่เปน reactive plant กําลังไฟฟา ้ 1. กําลังไฟฟาจริง (Active Power)(W) ้ • เกิดจากโหลดความต้านทาน 2. กําลังไฟฟารีแอคทีฟ (Reactive Power)(Var) ้ • เกิดจากโหลดตัวเหนี่ยวนําและตัวเก็บประจุ 3. กําลังไฟฟาปรากฏ (Apparent Power)(VA) ้ • ผลรวมทางเวกเตอร์ ของกําลังไฟฟ้ าจริ งและกําลังไฟฟ้ ารี แอคทีฟ กําลังไฟฟ้ ารีแอคทีฟ(Reactive Power) มีหน่อยเป็ น วาร์ (VAR) หรื อกิโลวาร์(KVAR) เป็ นกําลัง งานที่ไม่สามารถเปลี่ยนไปเป็ นพลังงานรู ปอื่นได้ แต่อุปกรณ์ไฟฟ้ าที่ตองทํางานโดยอาศัยสนามแม่เหล็ก ้ ํ เช่น หม้อแปลงไฟฟ้ า,มอเตอร์ไฟฟ้ า ต้องใช้กาลังงานรี แอคทีฟนี้เพื่อสร้างสนามแม่เหล็ก
  • 3. ตัวประกอบกําลังไฟฟา (Power Factor) ้ ตัวประกอบกําลังไฟฟา ้ • เป็ นตัวบอกประสิ ทธิภาพการใช้งานของระบบไฟฟ้ า • PF สู ง (ใกล้ค่า 1 หรื อ 100% ) -->ระบบมีประสิ ทธิภาพดี • PF ตํ่า (ใกล้ค่า 0 หรื อ 0% )-->ระบบมีประสิ ทธิภาพตํ่า โดยทัวไปแล้วกําลังงานในระบบไฟฟ้ ากระแสสลับสามารถแบ่งออกได้เป็ น 2 ส่ วนด้วยกันคือกําลังงานจริ ง ่ (Real power) มีหน่วยเป็ นวัตต์หรื อกิโลวัตต์ (W or kW) เป็ นกําลังงานที่สามารถเปลี่ยนแปลงโดยอุปกรณ์ ไฟฟ้ าไปเป็ นพลังงานรู ปอื่นได้เช่นความร้อนแสงสว่างหรื อพลังงานกลกําลังงานส่ วนนี้ เกิดจากกระแสไฟฟ้ า ใช้งาน (Active current) และอีกส่ วนหนึ่งคือกําลังงานรี แอกตีฟ (Reactive power) มีหน่วยเป็ นวาร์หรื อ กิโลวาร์ (VAR or kVAR) เป็ นกําลังงานที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงไปเป็ นพลังงานรู ปอื่นได้แต่อุปกรณ์ไฟฟ้ า ํ ที่ ตองทํางานโดยอาศัยสนามแม่เหล็กเช่ นหม้อแปลงมอเตอร์ บล ลาสต์ฯลฯต้องใช้กาลังรี แอกตี ฟนี้ สร้ า ง ้ ั ํ สนามแม่เหล็กถ้าไม่มีสนามแม่เหล็กอุ ปกรณ์ ดงกล่ าวจะไม่สามารถทํางานได้กาลังงานในส่ วนนี้ เกิ ดจาก ั กระแสไฟฟ้ ารี แอกตีฟ (Reactive current) ผลรวมทางเวกเตอร์ ของกําลังงานทั้งสองเรี ยกว่ากําลังงานปรากฏ (Apparent power) มีหน่ วยเป็ นโวลต์แอมแปร์ หรื อกิ โลโวลต์แอมแปร์ (VA or kVA) เป็ นกําลังงานที่ ั แหล่งจ่ายกําลังงานไฟฟ้ าต้องจ่ายให้กบอุปกรณ์ไฟฟ้ าต่างๆและมีขนาดเท่ากับผลคูณของกระแสไฟฟ้ าใน วงจรกับแรงดันของแหล่งจ่ายกําลังไฟฟ้ ากําลังงานทั้งสาม สามารถเขียนเป็ นสามเหลี่ยมกําลังไฟฟ้ าได้ดงรู ป ั ที่ 1
  • 4. รู ปที่ 1 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างกําลังไฟฟ้ ากระแสไฟฟ้ าและแรงดันไฟฟ้ า ผลของตัวประกอบกําลังไฟฟาตํ่า ้ ทําให้ตองค่า S มากขึ้นโดยที่ได้ประโยชน์จากค่า P เท่าเดิม ้ ต้องมีการสํารองกําลังไฟฟ้ ามากขึ้น จํานวนโรงผลิตไฟฟ้ ามากขึ้น
  • 5. สรุ ปผลของตัวประกอบกําลังไฟฟาตํ่า ้ ั 1. เจ้าของสถานประกอบการต้องเสี ยค่าปรับจากการที่ P.F. ตํ่าให้กบการไฟฟ้ าฯทุกเดือน 2. หน่วยการใช้ไฟฟ้ า (kWh) ต่อเดือนเพิ่มขึ้น (เนื่องจากกําลังสู ญเสี ยในสายจากกระแสเพิ่มขึ้น) 3. อาจเกิดปั ญหาแรงดันตก 4. ขนาดสายไฟหม้อแปลงไฟฟ้ าอุปกรณ์ไฟฟ้ าต่างๆมีขนาดใหญ่ข้ ึน 5. ถ้าใช้เครื่ องกําเนิดไฟฟ้ าจ่ายไฟเองค่าใช้จ่ายในการเดินเครื่ องจะสู ง การแก้ไขค่ าตัวประกอบกําลังไฟฟา ้ โดยทัวไปอุปกรณ์ไฟฟ้ าต่างๆในอาคารหรื อโรงงานนั้นต้องอาศัยทั้งกําลังไฟฟ้ าจริ ง (Real Power) และ ่ กําลังไฟฟ้ ารี แอคทีฟ (Reactive Power) เพื่อใช้ในการทํางาน (พิจารณาตามรู ปที่ 2) ค่าสัดส่ วนของ กําลังไฟฟ้ าทั้งสองชนิ ดดังกล่าวบ่งบอกถึงค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า (Power Factor) ของอุปกรณ์ไฟฟ้ าแต่ ละชนิ ดหรื อของอาคารหรื อโรงงานโดยรวมตามปกติหากค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า(Power Factor) มีค่าตํ่า ํ ย่อมหมายความว่ากําลังไฟฟ้ ารวม (Total or Apparent Power) มีค่าสู งขึ้นอันเนื่ องมาจากการที่มีกาลังไฟฟ้ ารี ํ แอคทีฟสู งขึ้นในขณะที่กาลังไฟฟ้ าจริ งที่ก่อให้เกิดงานมีค่าเท่าเดิม (ตัวประกอบกําลังลดลงกระแสไฟฟ้ ามีค่า ่ สู งขึ้น) ซึ่ งถือได้วาเป็ นความสู ญเสี ยของระบบจ่ายไฟฟ้ าด้วยเช่นกัน รู ปที่ 2 สามเหลี่ยมกําลังไฟฟ้ า
  • 6. การปรับปรุงตัวประกอบกําลังไฟฟา ้ ในทางปฏิบติการปรับปรุ งตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าให้มีค่าสู งขึ้นนิยมใช้ตวคาปาซิ เตอร์ ต่อขนานเข้ากับโหลด ั ั ั เพื่อจ่ายกําลังงานรี แอกทีฟ (reactive power) ให้กบโหลดพิจารณาสามเหลี่ยมกําลังไฟฟ้ า กําหนดให้ ค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าเดิม = cosθ1 ค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าที่ปรับปรุ ง = cosθ2 โดยθ1 <θ2 kVAR (เดิม) = kW x tan θ1 kVAR (ใหม่) = kW x tan θ2 kVARของคาปาซิ เตอร์ที่ตองใช้ = kW x (tan θ1 – tan θ2) ้ ตัวอย่างที่ 1โรงงานแห่งหนึ่งมีโหลดทางไฟฟ้ า 600 kW และมีค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า 70 % ถ้าต้องการ เพิ่มค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าเป็ น 90 % จะต้องติดตั้งขนาดของคาปาซิ เตอร์ เท่าใด PF (เดิม) = 70 % = cosθ1 cosθ1 = 0.7 θ1 = 45.6 o PF (ใหม่) = 90 % = cosθ2 cosθ2 = 0.9 θ2 = 25.8 o ขนาดของคาปาซิเตอร์ = kW x (tan θ1 - tan θ2 ) = 600 x (tan 45.6 – tan 25.8) = 323 kVAR
  • 7. การหาค่าตัวคูณ (tan θ1 - tan θ2) สามารถเปิ ดจากตารางภาคผนวกก็ได้จากตัวอย่างข้างต้น ตัวคูณมีค่าเท่ากับ 0.54 ดังนั้นขนาดของคาปาซิ เตอร์ ที่ใช้ = 600 x 0.54 = 324 kVAR *หมายเหตุเนื่องจากโหลดทางไฟฟ้ าในโรงงานจะมีค่าไม่คงทีตลอดเวลาดังนั้นการติดตั้งคาปาซิ เตอร์ เพื่อ เพิ่มค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าจําเป็ นต้องมีระบบควบคุมเพื่อใช้ในการตัดต่อตัวคาปาซิ เตอร์ ให้เหมาะสมกับ โหลดด้วย ตําแหน่งการติดตั้งคาปาซิ เตอร์ เพื่อปรับปรุ งค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าในระบบไฟฟ้ านั้นจะมีตาแหน่งติดตั้ง ํ ่ อุปกรณ์หลักสําหรับการแก้ไขตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าอยู3ตําแหน่ง ติดตั้งที่ส่วนกลาง (Central) - โดยทัวไปแล้วติดตั้งที่จุดเดียว ่ - แก้ตวประกอบกําลังไฟฟ้ าที่จุดจ่ายไฟฟ้ าของระบบ ั ่ ั - ติดตั้งได้ท้ งด้านแรงดันตํ่าหรื อด้านแรงดันสู งขึ้นอยูกบว่าราคาด้านไหนถูกกว่ากัน ั - จะไม่เกิดประโยชน์ในการแก้ตวประกอบกําลังไฟฟ้ าในแต่ละจุด ั ติดตั้งที่แต่ละโหลด (Individual) - แก้ไขสําหรับโหลดแต่ละแห่งเช่นมอเตอร์ ขนาดใหญ่ - ถ้าเป็ นการติดตั้งระบบใหม่การปรับปรุ งตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าที่แต่ละโหลดนี้จะช่วยลด ขนาดของสวิตช์เกียร์ และกระแสโดยรวมของระบบลงได้ ติดตั้งที่กลุ่มของโหลด (Group) - ใช้สาหรับโหลดที่มีตวประกอบกําลังไฟฟ้ าตํ่าๆและสามารถรวมกลุ่มกันได้ ํ ั - ในกรณี ติดตั้งใหม่จะมีการลงทุนน้อยเพราะใช้เคเบิลและสวิตช์เกียร์ เล็กลงได้ ้
  • 8. รู ปที่ 3 แสดงตัวอย่างการติดตั้งคาปาซิ เตอร์ เพื่อปรับปรุ ง P.F. ที่ท้ ง 3 ตําแหน่ง ั ประโยชน์ ทได้ รับจากการปรับปรุงตัวประกอบกําลังไฟฟา ี่ ้ เมื่อทําการปรับปรุ งค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าให้มีค่าสู งขึ้นจะเกิดผลดีหลายประการสามารถ สรุ ปได้ดงนี้ ั 1. ระบบไฟฟ้ าสามารถรับโหลดได้มากขึ้น ่ เมื่อค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ ามีค่าสู งขึ้นกระแสที่ไหลอยูในระบบระหว่างแหล่งจ่ายไฟ ํ กับจุดที่มีการปรับปรุ งจะมีค่าลดลงนันคือเครื่ องจักรต้นกําลังหรื ออุปกรณ์ไฟฟ้ าที่ใช้กาลังไฟฟ้ าน้อยลงทํา ่ ั ให้สามารถเพิ่มโหลดเข้าไปในระบบได้โดยไม่ทาให้ระบบรับโหลดเกินพิกด ํ 2. กําลังไฟฟ้ าสู ญเสี ยในระบบลดลง กําลังไฟฟ้ าที่สูญเสี ยในสายไฟต่างๆจะเป็ นสัดส่ วนโดยตรงกับค่ากระแสยกกําลังสอง แต่เนื่ องจากกระแสจะลดลงเป็ นสัดส่ วนโดยตรงกับการปรับปรุ งค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าดังนั้นกําลัง ไฟฟ้ าที่สูญเสี ยในสายไฟและอุปกรณ์ไฟฟ้ าต่างๆจึงเป็ นสัดส่ วนผกผันกับค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า
  • 9. รู ปที่ 4 แสดงกําลังไฟฟ้ าสู ญเสี ยที่ลดลงในสายเคเบิลเมื่อปรับปรุ งค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าให้มีค่าสู งขึ้น จากรู ปที่ 4 จะเห็นว่าการปรับปรุ งค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าจาก 0.6 เป็ น 0.8 จะลดกําลังไฟฟ้ าสู ญเสี ยในสาย เคเบิลได้ถึง 44 % และถ้าเปลี่ยนจาก 0.6 เป็ น 1.0 จะลดกําลังไฟฟ้ าสู ญเสี ยได้ถึง64 %
  • 10. 3. ลดแรงดันตกในสายส่ ง ั สายส่ งไฟฟ้ าโดยทัวๆไปที่ใช้กบแรงดันไฟฟ้ ากระแสสลับจะมีคุณสมบัติซ่ ึ งแทนได้ ่ ด้วยความต้านทานไฟฟ้ าต่ออนุกรมกับความเหนียวนําไฟฟ้ าโดยปกติจะมีค่าประมาณ 0.4 ถึง 0.9 μH/m สําหรับไฟฟ้ า 3 เฟสแรงดันตก (voltage drop) ในสายส่ งสามารถหาได้จาก เมื่อ I คือกระแสไฟฟ้ าที่ไหลในสายส่ ง (A) R คือความต้านทานไฟฟ้ าของสายส่ ง (Ω) XL คือค่ารี แอกแตนซ์ของสายส่ ง (Ω) θคือค่ามุมของตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า เมื่อปรับปรุ งค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าให้สูงขึ้นจะทําให้ค่า I, θและΔV มีค่าลดลง 4. ค่าไฟฟ้ าลดลง เมื่อค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ ามีค่าสู งขึ้นจะมีผลทําให้กระแสไฟฟ้ าที่ไหลในวงจรมีค่า ลดลงกําลังไฟฟ้ าที่สูญเสี ยในระบบไฟฟ้ าก็จะมีค่าลดลงและค่าปรับในส่ วนของตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า (ถ้ามีค่าตํ่ากว่า 0.85) ก็ไม่จาเป็ นต้องเสี ยทําให้ค่าไฟฟ้ าที่ตองจ่ายในแต่ละเดือนมีค่าลดลง ํ ้
  • 12. ตารางที่ 2 ตัวประกอบกําลังไฟฟาของโรงงานและอาคารประเภทต่ างๆ ้ หากโรงงานอุตสาหกรรมใดมีอุปกรณ์ไฟฟ้ าที่เป็ นโหลดแบบเหนี่ยวนํา (Inductive Load) หรื อเป็ นโหลด แบบเก็บประจุไฟฟ้ า (Capacitive Load) ชนิ ดใดชนิ ดหนึ่ งเพียงอย่างเดียวจะทําให้ค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า ตํ่าแต่ถานําอุปกรณ์สองประเภทนี้ มาใช้ร่วมกันในอัตราที่เหมาะสมจะทําให้ค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าสู งถึง ้ 95-100% ซึ่ งวิธีน้ ีเรี ยกว่าวิธีการแก้ไขค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าการแก้ไขค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าก็คือการ เพิ่มค่าCOSθหรื อลดมุมθที่ แตกต่างกันระหว่างแรงดันไฟฟ้ ากับกระแสไฟฟ้ าให้มีค่าน้อยที่สุดเพื่อเพิ่มค่า เพาเวอร์ แฟคเตอร์ ให้ใกล้เคียง 1 มากที่สุด(Power Factor = 1.0 คือค่าที่ดีที่สุดเสมือนกับว่าระบบไฟฟ้ า สามารถใช้ให้เกิดประโยชน์ได้เต็ม 100%)
  • 13. รู ปที่ 8 แสดงค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าที่มีค่า = 0.80 ( P/S = COSθ =0.80) โดยทัวไปสามารถแก้ไขค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ าให้สูงขึ้นโดยการใช้ตวเก็บประจุไฟฟ้ า(Capacitor) ต่อเข้า ั ่ ไปในระบบไฟฟ้ าโดยเป็ นการเพิ่มกําลังไฟฟ้ ารี แอคทีฟ (มีหน่วยเป็ นkVar) ที่เข้าไปหักล้างกําลังไฟฟ้ ารี แอค ทีฟเดิม (Q1) ให้ลดลงเหลือเป็ นกําลังไฟฟ้ ารี แอคทีฟใหม่ (Q2) ซึ่ งทําให้ผลรวมของกําลังไฟฟ้ าทั้งหมด (S2) มีค่าลดลงจากเดิม (S1) ตามรู ปที่ 9 รู ปที่ 9 แสดงการใช้ตวเก็บประจุไฟฟ้ า (Capacitor) เพื่อเพิ่มค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า ั โดยที่ขนาดของตัวเก็บประจุไฟฟ้ า (kVar) = kW x ตัวคูณจากตารางที่ 3 หรื อขนาดของตัวเก็บประจุไฟฟ้ า (kVar) = kW x ( tanθ1- tanθ2 )
  • 14. ตัวอย่างเช่นหม้อแปลงไฟฟ้ าชุดหนึ่งจ่ายโหลด 10,000 kW ถ้าต้องการแก้ไขตัวประกอบกําลัง (Power Factor) ของโหลดจากเดิมเท่ากับ 0.7 เป็ น 0.9 จะต้องใช้ตวเก็บประจุไฟฟ้ าขนาดเท่าใด ั (กี่กิโลวาร์ ) ตอบจากตารางที่ 3 ต้องใช้ตวเก็บประจุขนาด = 10,000 x 0.536 = 5,360 kVar ั ตารางที่ 3 ค่ าตัวคูณในการหาขนาดตัวเก็บประจุไฟฟา ้
  • 15. ตารางที่ 3 ค่ าตัวคูณในการหาขนาดตัวเก็บประจุไฟฟา (ต่ อ) ้
  • 16. ตารางที่ 3 ค่ าตัวคูณในการหาขนาดตัวเก็บประจุไฟฟา (ต่ อ) ้
  • 17. ่ ่ ดังนั้นหากมีการปรับปรุ งค่าตัวประกอบกําลังไฟฟ้ า (Power Factor) ให้อยูในระดับที่เหมาะสมก็ยอมที่จะ สามารถลดกํา ลัง สู ญ เสี ย ลงได้อ ัน หมายถึ ง ว่ า จะสามารถลดค่ า ไฟฟ้ าในส่ ว นที่ ไ ม่ จ ํา เป็ นลงได้นั่น เอง ประโยชน์ของการปรับปรุ งค่าเพาเวอร์ แฟคเตอร์ (PF) ให้เหมาะสมคือ (1) ลดรายจ่ายค่าปรับเพาเวอร์ แฟคเตอร์ จากการไฟฟ้ าฯ เนื่ องจากกําลังไฟฟ้ ารี แอคทีฟ (Q) เป็ นกําลังไฟฟ้ าที่ผใช้ไฟฟ้ าสามารถสร้างขึ้นเองได้โดยการติดตั้งคาปาซิ ู้ ั เตอร์ เพื่อเป็ นตัวจ่ายกําลังไฟฟ้ าในส่ วนนี้ ให้กบโหลดซึ่ งหากผูใช้ไฟฟ้ าไม่ได้ติดตั้งคาปาซิ เตอร์ การไฟฟ้ าฯ ้ ํ จะต้องเป็ นคนจ่ายกําลังไฟฟ้ าในส่ วนนี้ เองในขณะที่กาลังไฟฟ้ าจริ ง (Active Power)ไม่สามารถสร้างจากคา ํ ปาซิ เตอร์ ได้กาลังไฟฟ้ าส่ วนนี้จะได้มาจากเครื่ องกําเนิดไฟฟ้ าของการไฟฟ้ าฯเท่านั้นดังนั้นการที่ระบบไฟฟ้ า ของผูใช้ไฟฟ้ ามีค่า PF ตํ่าแสดงว่าการไฟฟ้ าฯจะต้องรับภาระในการจ่ายกําลังไฟฟ้ ารี แอคทีฟเป็ นจํานวนมาก ้ ซึ่งที่จริ งแล้วผูใช้ไฟฟ้ าสามารถสร้างได้เองโดยการใช้คาปาซิ เตอร์ ผลที่ตามมาก็คือการไฟฟ้ าจะต้องใช้เครื่ อง ้ กําเนิ ดไฟฟ้ าที่มีขนาดใหญ่ข้ ึนรวมทั้งต้องใช้ทรัพยากรมากขึ้นเพื่อที่จะสามารถผลิตกําลังไฟฟ้ าทั้งในส่ วน ของการจ่ายกําลังไฟฟ้ าจริ งและกําลังไฟฟ้ ารี แอคทีฟให้ได้ตามความต้องการของผูใช้ไฟฟ้ าการไฟฟ้ าจึงได้ ้ ออกกฎมาเพื่อควบคุมค่า PF ของโรงงานต่างๆโดยกําหนดว่าหากโรงงานใดมีค่า PF ตํ่ากว่า 0.85 จะต้องเสี ย ่ ั ค่าปรับเพาเวอร์ แฟคเตอร์ (ขึ้ นอยูกบรุ่ นของมิเตอร์ ของการไฟฟ้ าด้วยมิเตอร์ บางรุ่ นไม่สามารถวัดค่า PF ได้)
  • 18. รู ปที่ 5 ระบบที่มีการติดตั้งคาปาซิ เตอร์ ในตําแหน่งต่างๆ รู ปที่ 6 คาปาซิ เตอร์ ที่ใช้ในระบบจ่ายกําลังไฟฟ้ า
  • 19. (2) ช่วยลดโหลดของหม้อแปลง เมื่อเราใช้โหลดเพิ่มมากขึ้นเรื่ อยๆกับหม้อแปลงตัวเดิ มและหม้อแปลงเริ่ มมีขนาดไม่พอกับความต้องการ ั หม้อแปลงต้องจ่ายกระแสเกินพิกด (Overload) วิธีโดยทัวไปที่เรานึ กถึ งกันคือการติดตั้งหม้อแปลงเพิ่มอีก ่ หนึ่งตัวคนส่ วนใหญ่ลืมที่จะหยุดคิดว่า "เราได้ติดตั้ง Capacitor แล้วหรื อยัง" หากว่ายังไม่ได้ติดตั้งการติดตั้ง คาปาซิ เตอร์ จะช่ วยลดโหลดของหม้อแปลงตัวนั้นได้โดยคาปาซิ เตอร์ ที่ติดตั้งเพิ่ มจะช่ วยหม้อแปลงจ่า ย กระแสหรื อกําลังไฟฟ้ าในส่ วนของ Reactive Power ที่แต่เดิมหม้อแปลงต้องรับภาระจ่ายเองทั้งหมดทําให้ ํ หม้อแปลงมีกาลังเหลือเพื่อที่จะไปจ่ายโหลดอื่นเพิ่มเติมได้ (3) ลดค่าไฟฟ้ าที่สูญเสี ยไปในรู ปของความร้อนในสายไฟและหม้อแปลง คาปาซิ เตอร์ สามารถลดค่าไฟฟ้ าในส่ วนนี้ได้ดวยเหมือนกันแต่เนื่องจากลักษณะการติดตั้งในประเทศไทย ้ ั ส่ วนใหญ่จะติดตั้งตูคาปาซิ เตอร์ (Cap Bank) ติดกับตู ้ MDB หรื ออีกนัยหนึ่งคือใกล้กบหม้อแปลงมากจึงทํา ้ ให้การติดตั้งคาปาซิ เตอร์ ไม่ได้ลดปริ มาณกระแสไฟฟ้ าที่ไหลในระบบได้มากอย่างเห็นได้ชด ั การวัดค่าไฟฟ้ าภายในบ้านโดยสามารถรู ้ค่าไฟฟ้ าได้ก่อนที่ค่าไฟฟ้ าจะมาเก็บจริ งซึ่ งจะนาไปใช้ในบ้านเรื อน ่ ั ่ ทัวไปหรื อสานักงานรวมกระทั้งห้องพักต่างๆโดยการวัดไฟฟ้ าที่ใช้อยูน้ นจะวัดค่าพลังงานออกมาให้อยูใน ่ รู ปของค่ากาลังไฟฟ้ าจริ ง ( Real Power ) , ค่ากาลังไฟฟ้ าประกอบ ( Reactive Power ) และรวมถึงค่ากาลัง ไฟฟ้ าที่ปรากฏ ( Apparent Power ) เพื่อให้เห็นความเคลื่อนไหวของการใช้ไฟฟ้ าเมื่อผูใช้ตองการรับรู้ ้ ้ นอกจากนั้นอุปกรณ์ชนิ ดนี้ ยงสามารถบอกถึงแรงดันไฟฟ้ า ( Voltage ) , กระแสไฟฟ้ า ( Current ) ซึ่ งผูใช้ ั ้ ่ สามารถวิเคราะห์พฤติกรรมของไฟฟ้ าที่กาลังใช้อยูได้อีกวิธีหนึ่งได้ พลังงานไฟฟ้ าหรื อกาลังไฟฟ้ า ( Electrical Power ) คือการนาเอากระแสมาคูณกับแรงดันอาจจะมีตว ั ประกอบกาลังมาคู ณเพิ่มกาลังไฟฟ้ าประกอบไปด้วยสามส่ วนหลัก ๆคื อหนึ่ งค่ากาลังไฟฟ้ าที่ ปรากฏ ( Apparent Power ) คือค่าที่เรานากระแสคูณ ( Cross Product ) กับแรงดันสองค่ากาลังไฟฟ้ าจริ ง ( Real Power ) ค่าที่เรานากระแสคูณ ( Cross Product ) กับแรงดันแล้วคูณด้วย Cosine ของมุมระหว่างแรงดันและกระแส นั้นๆกาลังไฟฟ้ าสุ ดท้ายคือค่ากาลังไฟฟ้ าประกอบ ( Reactive Power ) คือค่าที่เรานากระแสคูณ ( Cross Product ) กับแรงดันแล้วคูณด้วย Sine ของมุมระหว่างแรงดันและกระแสนั้นๆซึ่ งเรา ( เรี ยก Cosine ของมุม ระหว่างแรงดันและกระแสว่า Power factor )
  • 20. อ้างอิงจาก http://www.ee.eng.cmu.ac.th/~kasin/Courses/252282/TouTod.pdf http://eng.rtu.ac.th/ESD/ch12.pdf http://www.piohmcorp.co.th/index.php/features/136 http://www.sci-tech-service.com/article/capacitor/cap_bank.htm http://www.aida-engineering.co.th/download/subs/ch11.pdf จัดทําโดย นายเบญจพล นุใหม่ รหัสนักศึกษา 55070500422 ห้อง A นักศึกษาชั้นปี ที่ 2 คณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้ า มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี