Tags

    กำลังไฟฟ้าและการปรับปรุงเพาเวอร์แฟกเตอร์

    กำลังไฟฟ้า(Electric Power)

    บนเครื่องใช้ไฟฟ้าทุกชนิดจะมีตัวเลขกำกับไว้เสมอ เกี่ยวกับกำลังไฟฟ้า และความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าชนิดนั้นๆ เช่น หม้อหุงข้าว ขนาด "220 V 800 W" 200 V หมายถึง หม้อหุงข้าวใบนี้ใช้กับไฟที่มีความต่างศักย์ 220 โวลต์ ส่วน 800 W หมายถึง ค่าพลังงานที่หม้อหุงข้าวนี้ใช้ใน เวลา 1 วินาที หรือ เรียกว่ากำลังไฟฟ้า ดังนั้นพลังงานไฟฟ้าที่เครื่องใช้ไฟฟ้าใช้ไปในเวลา 1 วินาที เช่น เตารีด 1,000 วัตต์ คือ เมื่อใช้เตารีดนี้จะสิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้า 1,000 จูลต่อวินาที หรือวัตต์
    กำลังไฟฟ้า จะมีค่าขึ้นอยู่กับปริมาณกระแสที่ไหลผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้าโดยกำลังไฟฟ้ามีค่าเท่ากับผลคูณระหว่างความต่างศักย์กับกระแสไฟฟ้า เขียนสมการได้ดังนี้
    P = VI
    เมื่อกำหนดให้ P แทน กำลังไฟฟ้า มีหน่วยเป็น วัตต์
    V แทน ความต่างศักย์ที่ต่อกับเครื่องใช้ไฟฟ้ามีหน่วยเป็นโวลต์
    I แทนกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเครื่องใช้ไฟฟ้ามีหน่วยเป็นแอมแปร์

    พลังงานไฟฟ้า(จูล) = กำลังไฟฟ้า(วัตต์) X เวลา(วินาที)

    เมื่อกำหนดให้ P แทน กำลังไฟฟ้า มีหน่วยเป็น วัตต์
    W แทน พลังงานไฟฟ้า มีหน่วยเป็นจูล
    t แทน เวลา มีหน่วยเป็น วินาที

    หรือ W = P X t

    ดังนั้นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้กำลังไฟฟ้าสูงๆ ถ้าใช้เป็นเวลานานจะสิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้ามาก ซึ่งในการคิดค่าพลังงนไฟฟ้าจะคิดเป็นหน่วยที่ใหญ่กว่าจูล คือกิโลวัตต์ และคิเวลาเวลาเป็นชั่วโมง ดังนั้น หน่วยของพลังงานไฟฟ้าจึงเป็น กิโลวัตต์-ชั่วโมง หรือ หน่วย หรือยูนิต ซึ่งเขียนเป็นสมการได้ดังนี้

    พลังงานไฟฟ้า(หน่วย) = กำลังไฟฟ้า(กิโลวัตต์) X เวลา (ชั่วโมง)

    พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ในบ้านอ่านได้จากเครื่องมือวัดพลังงานไฟฟ้าที่เรียกว่า มาตรไฟฟ้า ซึ่งวัดพลังงานไฟฟ้าเป็นกิโลวัตต์-ชั่วโมง หรือหน่วย มาตรไฟฟ้ามีหลายขนาดกำหนดตามปริมาณกระแสไฟฟ้าสูงสุดที่ผ่านมาตรไฟฟ้า

    การปรับปรุงเพาเวอร์แฟคเตอร์ (power factor) ของโหลดด้วยคาปาซิเตอร์

    ตัวอย่าง โหลดที่แรงดัน 380V ขนาด 1000kW 0.75PF ต้องการปรับให้เป็น 0.95PF ต้องใช้คาปาซิเตอร์ขนาดเท่าใด ถ้าพิกัดแรงดันของคาปาซิเตอร์มีค่า 440Vก่อนอื่นต้องทำความเข้าใจก่อนว่า คาปาซิเตอร์เปรียบเสมือนกับเครื่องกำเนิดวาร์ (Vars) หรือเป็นตัวกำเนิดกำลังไฟฟ้ารีแอคตีฟ Q
    ก่อนใส่คาปาซิเตอร์ กำลังไฟฟ้ารีแอคตีฟของโหลดมีค่า QL สามเหลี่ยมกำลังไฟฟ้า (Power Triangle) ซึ่งประกอบด้วยกำลังไฟฟ้าจริง PL และกำลังไฟฟ้ารีแอคตีฟ มุม qL เป็นมุมซึ่งหาได้จาก cos-1(PF)
    qL = cos-1(0.75) = 41.4o
    โหลดมีค่า 1000kW 0.75PF
    PL = 1000kW
    QL = PLtanqL = 1000tan41.4o = 881kVar
    SL = PL/cosqL = 1000/0.75 = 1333kVA
    เมื่อต้องการปรับ PF ให้เป็น 0.95
    qL = cos-1(0.95) = 18.2o
    QL - QC = PLtanqL = 1000tan18.2o = 329kVar
    ขนาดคาปาซิเตอร์ที่ต้องใช้สำหรับระบบแรงดัน 380V
    881 - 329 = 552kVar
    ถ้าพิกัดแรงดันของคาปาซิเตอร์เป็น 440V ต้องใช้คาปาซิเตอร์ขนาด
    552 x (440/380)2 = 740kVar
    ทำไมต้องเป็น 552 x (440/380)2 ในทางปฏิบัติเราไปหาคาปาซิเตอร์พิกัดแรงดัน 380V คงไม่มีหรืออาจหายาก ดังนั้น ถ้าพิกัดแรงดันของคาปาซิเตอร์ไม่ตรงกับแรงดันของระบบที่ใช้งานก็ต้องคำนวณเพื่อหาขนาดคาปาซิเตอร์ที่ถูกต้องมาใช้งาน

    วิศวกรบางท่านได้ค่าคาปาซิเตอร์ที่ได้จากการคำนวณในระบบ 380V ก็สั่งซื้อขนาดดังกล่าวมาติดตั้ง ปรากฏว่าได้ PF ไม่ตรงตามต้องการ ในทางปฏิบัติมีการใช้ไม่ถูกต้องเป็นจำนวนมาก

    สิ่งที่ไม่เปลี่ยนแปลงในคาปาซิเตอร์คือค่า XC ดังนั้น กำลังไฟฟ้าจึงมีค่าเท่ากับ V2/XC ขึ้นกับว่าไปใช้ที่แรงดันเท่าใด ถ้าใช้ที่แรงดันต่ำก็ทำให้กำลังไฟฟ้า kVar มีค่าน้อยลง
    สรุปได้ว่ากำลังไฟฟ้า kVar แปรตาม V2

    ถ้านำคาปาซิเตอร์ 740kVar ที่พิกัดแรงดัน 440V มาใช้งานที่ 380V ได้ 740 x (380/440)2 = 552kVar
    - ถ้านำคาปาซิเตอร์ 740kVar ที่พิกัดแรงดัน 440V มาใช้ในระบบ กฟน. ที่มีพิกัดแรงดัน 416V จะเหมือนต่อคาปาซิเตอร์ขนาด 740 x (416/440)2 = 661kVar

    ถ้านำคาปาซิเตอร์ 740kVar ที่พิกัดแรงดัน 440V มาใช้ในระบบ กฟภ. ที่มีพิกัดแรงดัน 400V จะเหมือนต่อคาปาซิเตอร์ขนาด 740 x (400/440)2 = 611kVar

    กลับหน้าหน่วยเรียนรู้

    .

    Comments

    /groups/poly_electronics/search/index.rss?tag=hotlist/groups/poly_electronics/search/?tag=hotWhat’s HotHotListHot!?tag=hot0/groups/poly_electronics/sidebar/HotListNo items tagged with hot.hot/groups/poly_electronics/search/index.rss?sort=modifiedDate&kind=all&sortDirection=reverse&excludePages=wiki/welcomelist/groups/poly_electronics/search/?sort=modifiedDate&kind=all&sortDirection=reverse&excludePages=wiki/welcomeRecent ChangesRecentChangesListUpdates?sort=modifiedDate&kind=all&sortDirection=reverse&excludePages=wiki/welcome0/groups/poly_electronics/sidebar/RecentChangesListmodifiedDateallRecent ChangesRecentChangesListUpdateswiki/welcomeNo recent changes.reverse5search