|
|
|
การตรวจวัดคุณภาพไฟฟ้า(Power Quality)(3)
สวัสดีครับชาว Blog ทั้งหลายที่ติดตามหน้า Blog ของผม ต้องขอโทษด้วยที่หายไปนานครับ ผมมีภาระเยอะ(รวมถึงขี้เกียจด้วย) เลยไม่ได้เข้ามาเขียนเสียนาน งานเขียนแรกหลังจากหายไปนาน
ขอเขียนเพียงเล็กน้อยก่อนครับ เป็นเรื่องความจำเป็นในการตรวจวัดคุณภาพไฟฟ้าครับ
การตรวจวัดคุณภาพไฟฟ้าเป็นขั้นตอนแรกในกระบวนการแก้ไขปัญหาด้านคุณภาพไฟฟ้า แต่อันดับแรกคุณต้องแน่ใจก่อนว่าปัญหาที่เกิดขึ้นในโรงงานของคุณเกิดมาจากคุณภาพไฟฟ้าจริง หากท่านไม่แน่ใจว่าปัญหาในกระบวนการผลิตเกิดจากคุณภาพไฟฟ้าหรือไม่ควรปรึกษาผู้เชี่ยวชาญเพื่อหาข้อแนะนำในเบื้องต้นเสียก่อน ผู้ประกอบการโรงงานมักจะมีคำถามขึ้นมามากมายเกี่ยวกับการจ้างตรวจวัดคุณภาพไฟฟ้าเช่น
- การตรวจวัดคุณภาพไฟฟ้าคืออะไร
- ตรวจวัดคุณภาพไฟฟ้าไปทำไม
- ใครเป็นผู้รับผิดชอบในการตรวจวัดคุณภาพไฟฟ้า การไฟฟ้า ผู้ใช้ไฟฟ้าหรือบริษัทที่ปรึกษา
- จะเริ่มกระบวนการตรวจวัดคุณภาพไฟฟ้าอย่างไร
- เครื่องมือที่นำมาใช้หมาะสมในการตรวจวัดคุณภาพไฟฟ้าหรือไม่
- มีการนำข้อมูลที่ตรวจวัดได้นำมาวิเคราะห์ถึงต้นตอปัญหาคุณภาพไฟฟ้าพร้อมทั้งหาแนวทางแก้ไขที่เหมาะสมกับงบประมาณหรือไม่
เมื่ออ่านบทความนี้แล้วคุณน่าจะได้รับแนวทางในการตอบปัญหาข้างต้นได้บ้างไม่มากก็น้อย
หากโรงงานประสบปัญหาด้านคุณภาพไฟฟ้าก็มักจะมีความคิดต่างๆนาๆถึงผู้ที่จะมาแก้ไขปัญหาคุณภาพนี้ อาทิเช่น ถ้ามีปัญหาด้านคุณภาพไฟฟ้าควรจะปรึกษาใคร ควรจะโทรเรียกการไฟฟ้าหรือแก้ไขปัญหาเองดี ปัญหาทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับความรู้ความเข้าใจของผู้ใช้ไฟฟ้าและชนิดของปัญหา ส่วนใหญ่ผู้ใช้ไฟฟ้ามักจะเรียกการไฟฟ้าให้ช่วยในการแก้ไขปัญหาคุณภาพไฟฟ้าภายในโรงงานของตนเองอาจจะเนื่องมาจากความเชื่อมั่นหรือความคิดว่าเป็นความรับผิดชอบของการไฟฟ้าก็แล้วแต่ แต่ในความเป็นจริงผู้ใช้ไฟฟ้าเองต่างหากที่รู้กระบวนการผลิตของตนเองเป็นอย่างดีและมีข้อมูลของปัญหาภายในโรงงานดีกว่าทางการไฟฟ้า ทางโรงงานเพียงแต่หาผู้เชี่ยวชาญมาสำรวจและติดตั้งเครื่องวัดในจุดที่เหมาะสม เพื่อให้ได้ข้อมูลคุณภาพไฟฟ้าที่เพียงพอในการวิเคราะห์ปัญหาและให้ผู้เชี่ยวชาญหาแนวทางในการแก้ไขปัญหา ผู้ใช้ไฟฟ้าต้องเตรียมใจไว้บ้างว่าการแก้ไขปัญหาส่วนใหญ่ผู้ใช้ไฟฟ้าต้องมีการลงทุนบ้าง ของดีราคาถูกไม่มีในโลกครับไฟฟ้าก็เช่นกัน ในต่างประเทศนั้นผู้ใช้ไฟฟ้าที่ต้องการไฟฟ้าที่ไม่มีดับ ไม่มีกระพริบ ไม่มีฮาร์มอนิคส์ ก็ต้องจ่ายเพิ่มมากกว่าผู้ใช้ไฟฟ้าชาวบ้านทั่วไปครับแต่ในประเทศไทยทุกบ้านใช้ไฟฟ้าราคาเดียวกันครับ นอกจากนี้โรงงานอุตสาหกรรมใหญ่ๆที่รับไฟฟ้าแรงดันสูงกลับเสียค่าไฟฟ้าต่อยูนิตถูกก่วาชาวบ้านทั่วไปเสียอีก นี่ยังไม่รวมอุตสาหกรรมหัวใสที่ขายไฟฟ้าเข้าระบบในลักษณะที่ได้รับการอุดหนุนจากรัฐบาล(โรงไฟฟ้าจากวัสดุธรรมชาติเช่น แกลบ กากปล์ม กากอ้อยและอื่นๆ)ก็อาจจะเสียค่าไฟฟ้าน้อยลงเนื่องจากขายไฟฟ้ากลับให้การไฟฟ้าหรืออาจไม่ต้องเสียค่าไฟแถมยังได้เงินกลับอีกต่างหาก ผมไม่แน่ใจว่าเดี๋ยวนี้วิวัฒนาการไปถึงขั้นขอรับการสนับสนุน BOI จากรัฐบาลซึ่งไม่ต้องเสียภาษีเงินได้อยู่แล้วและยังขายไฟกลับให้การไฟฟ้าได้อีกหรือไม่ ถ้าเป็นเช่นที่ผมคิดได้นี่ก็ขอดีใจกับประเทศไทยด้วยครับว่าปีต่อๆไปประเทศเราก็จะยังติดอันดับ 1 ใน 10 ประเทศที่มี การ คอรัปชั่นมากที่สุดในโลกได้ต่อไปครับ อยู่กันแบบสบายใจไทยแลนด์ครับ เรามาเข้าเรื่องกันดีกว่าครับออกนอกลู่นอกทางกันไปใหญ่แล้วครับ พูดไปก็ได้ประเทศที่เหมือนเดิมครับ
จุดประสงค์ของการตรวจวัดคุณภาพไฟฟ้า
การตรวจวัดคุณภาพไฟฟ้าก็คล้ายกับหมอรักษาโรคล่ะครับคือเราต้องค่อยๆวิเคราะห์หาจุดที่เกิดปัญหาและหาวิธีที่จะแก้ปัญหาให้ตรงจุด ซึ่งหมอจะต้องใช้กระบวนการทีละขั้นในการแยกแยะปัญหา สาเหตุของปัญหาและยาที่จะมารักษาปัญหาที่เกิดขึ้นครับ แต่เป็นเรื่องที่ตลกมากครับคือการแก้ไขปัญหาคุณภาพไฟฟ้าจะไม่เหมือนกับการรักษาโรคตรงที่เวลาไม่สบายเนี่ยหมอที่รักษาเรามีคนเดียวครับ แต่ในเรื่องคุณภาพไฟฟ้านั้นหมอเยอะมากหรือทุกคนเป็นหมอหมดไม่มีคนไข้ครับ งงไหมครับ ผมจะยกตัวอย่างให้ฟังครับ มีโรงงานเครื่องฉีดอยู่โรงหนึ่งมีปัญหาคือเครื่องฉีดหยุดทำงานบ่อยมาก เจ้าของโรงงานไม่ทราบถึงสาเหตุปัญหาที่แท้จริงแต่ก็ปักใจว่าเป็นปัญหาจากการไฟฟ้าไว้ก่อน นี่หมอคนแรกครับคือเจ้าของโรงงาน เมื่อไปสอบถามปัญหาจากคนคุมเครื่องฉีดก็จะได้รับข้อมูลของเครื่องจักรพร้อมบทวิเคราะห์ไปในตัวว่าน่าจะเกิดจากคอนโทรลบอร์ดของเครื่องจักรแต่ไม่ทราบรายละเอียดแต่วิเคราะห์ได้ละเอียดท่วมทุ่งมากครับ นี่หมอคนที่สองแล้วครับ คนดูแลเครื่องจักร คราวนี้ถึงคราวผู้ผลิตเครื่องจักรบ้างก็วิเคราะห์ในแนวทางให้เปลี่ยนบอร์ดทั้งแผง ซึ่งก็จริงครับมันเป็นวิธีที่ง่ายและรวดเร็วที่สุด นี่หมออีกคนครับ แต่ปัญหามันคืออะไรล่ะครับ หมอคนนี้เหมือนกับบอกคนไข้ว่าคุณไม่สบายก็ไปเกิดใหม่ได้ลยครับ เจ้าของโรงงานพาการไฟฟ้ามาสำรวจตามที่ปักใจเชื่อไว้ คราวนี้ปัญหามากขึ้นไปอีกครับ การไฟฟ้าก็จะวิเคราะห์ว่าน่าจะเกิดขึ้นจาก เสริจซ์ หรือไม่ก็ฮาร์มอนิคส์หรือระบบกราวด์ของโรงงานซึ่งต้องใช้เวลาในการสำรวจและวิเคราะห์ข้อมูลต่างๆเยอะแยะไปหมด(แล้วเมื่อไหร่
จะได้ฉีดพลาสติคละเนี่ย) นี่ก็หมออีกล่ะครับ
ปัญหาของการไฟฟ้าก็คือไม่รู้ในเรื่องเครื่องจักรที่โรงงานใช้อยู่หรอกครับ ก็ไม่ใช่ความผิดของการไฟฟ้านะครับ การไฟฟ้าก็ต้องรู้เรื่องระบบการจ่ายไฟฟ้าครับ ไม่ใช่เครื่องจักรในโรงงาน ฉะนั้นเจ้าของโรงงานไม่ควรที่จะเชิญการไฟฟ้ามาวิเคราะห์ปัญหาเครื่องจักรในโรงงานครับ นอกจากผู้เชี่ยวชาญจะวิเคราะห์แล้วว่าปัญหานั้นมาจากการไฟฟ้าจริงเท่านั้นซึ่งพบน้อยมากครับ ผมเคยได้ยินการไฟฟ้าพูดถึงเรื่องการแก้ไขเรื่องคุณภาพไฟฟ้ามากะหูเลยครับว่าเรื่องการแก้ไขนั้นต้องมีการวิเคราะห์มาจากการไฟฟ้าเท่านั้นจะได้เป็นมาตรฐานเดียวกัน(มาตรฐานอะไรของแ..งว่ะ) ผมถามหน่อยครับการไฟฟ้ารู้เรื่องเครื่องจักรในสายการผลิตมากแค่ไหน มีความรู้เรื่องวงจรอิเล็คทรอนิคส์แค่ไหนหรือครับจะได้สามารถมากำหนดมาตรฐานสำหรับวิเคราะห์เครื่องจักรได้ สุดท้ายจากการตรวจเช็คสัญญาณตามจุดต่างๆพบว่าสัญญาณ voltage to frequency ซึ่งเป็น feedback ของ closed loop control ของเครื่องจักรมีความเพี้ยนไปจากที่ควรจะเป็นสาเหตุมาจากคาปาซิเตอร์เสื่อมสภาพเท่านั้นครับ
PQ Man 6 Dec 2010
| Create Date : 06 ธันวาคม 2553 | | |
| Last Update : 5 มกราคม 2554 9:15:23 น. |
| Counter : 1422 Pageviews. |
| |
|
 |
|
|
|
ผลของฮาร์มอนิกส์(Harmonics)ต่อคาปาซิเตอร์(3)
สมมุติว่าโรงงานต้องการปรับปรุงค่า power factor เนื่องจากค่า power factor ต่ำที่ความถี่มูลฐานเช่น 50 Hz โรงงานจึงดำเนินการติดตั้งคาปาซิเตอร์ตามรูป
กระแสฮาร์มอนิกส์ที่วิ่งมาที่จุด B จะเห็นคาปาซิเตอร์ขนานกับความต้านทานและค่ารีแอคแตนท์ โดยทั่วไปความต้านทานมีค่าน้อยมารกจนตัดทิ้งไปได้วงจรตามรูปด้านบนจึงเหลือเพียงค่าคาปาซิแตนท์ขนานกับค่ารีแอคแตนท์ เรียกวงจรนี้ว่าวงจรเรโซแนนซ์ หากค่า Xc เท่ากับ XL จะเกิด parallel resonance ตามรูป
การเกิด parallel resonance ทำให้ค่าอิมพีแดนซ์ของวงจรสูงขึ้นมากอย่างทันทีทันใด กระแสจะไหลวนในตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุโดยไม่ไหลผ่านลงดิน
จุดที่เกิด parallel resonance หรือจุดที่ใกล้ resonance ตัวเก็บประจุและหม้อแปลงจำหน่ายจะเป็นส่วนที่มีค่าอิมพีแดนซ์สูงมากที่ความถี่ของกระแสฮาร์มอนิกส์ดังนั้น ณ จุดที่เกิด resonance เมื่อกระแสฮาร์มอนิกส์ไหลมาที่จุด A กระแสฮาร์มอนิกส์จะถูกบังคับให้ไหลไปยังโหลดในโรงงานซึ่งมีค่าอิมพีแดนซ์ต่ำกว่า
เนื่องจากค่าอิมพีแดนซ์ตรงจุด resonance มีค่าสูงมากทำให้ค่าแรงดันฮาร์มอนิกส์มีค่าสูงมากขึ้นตามไปด้วย การเกิด parallel resonance ระหว่างคาปาซิเตอร์กับหม้อแปลงจำหน่ายเป็นสิ่งที่อันตรายมากต่อระบบไฟฟ้าภายในโรงงานทั้งหมดโดยเฉพาะตัวคาปาซิเตอร์เองซึ่งไม่สามารถทนต่อกระแสดฮาร์มอนิกส์ที่ไหลวนอยู่ระหว่างตัวคาปาซิเตอร์และหม้อแปลง แต่ในบางกรณีถ้าคาปาซิเตอร์สามารถทนต่อกระแสฮาร์มอนิกส์ที่ไหลวนนี้ได้ก็จะเกิดปัญหาร้ายแรงต่อตัวหม้อแปลงหรือโหลดในโรงงานขึ้นได้
PQ Man 2-2-2010
| Create Date : 02 กุมภาพันธ์ 2553 | | |
| Last Update : 5 มกราคม 2554 9:16:08 น. |
| Counter : 871 Pageviews. |
| |
|
| |
|
|
|
ผลของฮาร์มอนิกส์(Harmonics)ต่อคาปาซิเตอร์(2)
ฮาร์มอนิกส์คือรูปคลื่นกระแสที่ดึงโดยโหลดไม่เชิงเส้น ความถี่และขนาดของฮาร์มอนิกส์เกิดขึ้นจากลักษณะการทำงานของโหลดไม่เชิงเส้นแต่ละชนิดเช่น DC Drive ส่วนใหญ่เป็น Rectifier แบบ 6-pulse ซึ่งจะสร้างกระแสฮาร์มอนิกส์ลำดับที่ 5 และ 7 ฮาร์มอนิกส์ลำดับที่ 5 มีความถี่ 5 เท่าของความถี่ fundamental ฮาร์มอนิกส์ที่ลำดับที่ 7 มีความถี่เป็น 7 เท่าของความถี่ fundamental ดังนั้นฮาร์มอนิกส์ที่เกิดขึ้นจึงเป็นแหล่งจ่ายที่ความถี่สูง เนื่องจากฮาร์มอนิกส์ที่เกิดขึ้นอยู่ในรูปของกระแสดังนั้นแหล่งจ่ายฮาร์มอนิกส์จึงเป็นแหล่งจ่ายกระแสตามรูป
แหล่งจ่ายกระแสมีความแตกต่างจากแหล่งจ่ายแรงดันที่มันมีค่า internal impedance เป็นอนันต์และต้องการให้โหลดมีค่าเป็นศูนย์เพื่อรักษาระดับของกระแส
โหลดไม่เชิงเส้นสามารถจำลองได้เป็นส่วนที่เป็นเชิงเส้นและแหล่งจ่ายกระแสความถี่สูง ยกตัวอย่างเช่นมีโหลดไม่เชิงเส้นอยู่ 1 ตัวสร้างกระแสฮาร์มอนิกส์ลำดับที่ 5 ดังรูป
ฮาร์มอนิกส์ลำดับที่ 5 แทนด้วยแหล่งจ่ายกระแส กระแสฮาร์มอนิกส์จ่ายผ่านเข้าระบบที่จุด A ที่จุด A นี้เองกระแสฮาร์มอนิกส์จะเลือกไหลไปในทางที่มีค่าอิมพีแดนซ์ต่ำสุด จากรูปทางด้านซ้ายของแหล่งจ่ายกระแสประกอบด้วยค่าอิมพีแดนซ์ของหม้อแปลงและสาย ดังนั้นค่าอิมพีแดนซ์ทางด้านซ้ายจึงมีค่าต่ำกว่าอิมพีแดนซ์ของโหลดซึ่งอยู่ด้านขวาอย่างมาก กระแสฮาร์มอนิกส์จึงไหลเข้าไปทางหม้อแปลงเป็นส่วนใหญ่ ตามรูป
กระแสฮาร์มอนิกส์ที่ไหลผ่านอิมพีแดนซ์ของหม้อแปลงและสายทำให้รูปคลื่นแรงดันผิดเพี้ยนที่ความถี่เดียวกับกระแสฮาร์มอนิกส์ซึ่งก็คือฮาร์มอนิกส์ของแรงดันนั่นเอง กระแสฮาร์มอนิกส์ที่ไหลผ่านด้าน secondary ของหม้อแปลงเหนี่ยวนำให้เกิดฮาร์มอนิกส์ทางด้าน primary ของหม้อแปลงซึ่งเป็นด้านของการไฟฟ้าด้วยแต่ผลจากโหลดตัวอย่างเดียวนี้ค่อนข้างน้อย
PQ Man 20-1-2010
| Create Date : 20 มกราคม 2553 | | |
| Last Update : 5 มกราคม 2554 9:16:29 น. |
| Counter : 767 Pageviews. |
| |
|
| |
|
|
|
ผลของฮาร์มอนิก(Harmonics)ต่อคาปาซิเตอร์(1)
เป็นที่เข้าใจกันดีว่าการไฟฟ้าจะจ่ายไฟด้วยแรงดันที่มีรูปคลื่นเป็นแบบ pure sine หากเราไปจับรูปคลื่นที่สายส่งของการไฟฟ้าเราจะพบว่ารูปคลื่นแทบจะไม่แตกต่างจาก pure sine นี้เลย แต่ยิ่งเรามาจับรูปคลื่นแรงดันใกล้กับโหลดมากขึ้นเท่าไรก็จะยิ่งพบว่าแรงดันมีความผิดเพี้ยนไปจาก pure sine มากขึ้นเท่านั้น
ปกติแหล่งจ่ายสำคัญของโรงงานคือหม้อแปลงนั่นเอง ซึ่งในการจำลองมักจะให้เป็นแหล่งจ่ายแรงดันเนื่องจากเราพยายามที่จะรักษาแรงดันที่จ่ายจากหม้อแปลงให้คงที่ ค่าอิมพีแดนซ์ของโหลดต้องมากกว่าค่าอิมพีแดนซ์ของหม้อแปลงเป็นอย่างมาก ในทางอุดมคติค่าอิมพีแดนซ์ของหม้อแปลงต้องเป็นศูนย์ดังรูป
แต่ในความเป็นจริงค่าอิมพีแดนซ์ของหม้อแปลงมีค่าอยู่ที่ 5-7% ตามรูป
คุณภาพของรูปคลื่นแรงดันของหม้อแปลงไร้โหลดขึ้นอยู่กับคุณภาพของแหล่งจ่ายไฟและการรบกวนจากฮาร์มอนิกส์จากโรงงานอื่นในสายจำหน่ายเดียวกัน
เราลองมาวิเคราะห์ทางทฤษฎีกันในกรณีที่จ่ายไฟจากหม้อแปลงเดียวและแรงดันเป็นรูปคลื่นแบบ pure sine ในกรณีนี้โหลดที่ต่ออยู่ทางด้าน secondary ของหม้อแปลงจะเห็นแหล่งจ่ายเป็น pure sine และดึงกระแสตามอิมพีแดนซ์ของโหลดแต่ละตัว ถ้าอิมพีแดนซ์เป็นแบบเชิงเส้น(ค่าไม่เปลี่ยนแปลงตามคาบเวลา) รูปคลื่นกระแสจะเหมือนรูปคลื่นของแรงดันทุกประการแต่ถ้าอิมพีแดนซ์ของโหลดเปลี่ยนไปตามคาบเวลาเช่น การ chop หรือการสวิตซ์แบบอื่นๆก็จะทำให้รูปคลื่นกระแสแตกต่างจากแรงดันซึ่งเป็นรูปคลื่น pure sine เป็นอย่างมาก รูปคลื่นกระแสไม่เชิงเส้นนี้สามารถสร้างได้โดยผลรวมของกระแสรูปคลื่นซายน์หลายความถี่โดยความถี่ต่ำสุดเรียกว่า fundamental(เช่น 50Hz) และความถี่เป็นจำนวนเต็มเท่าของความถี่ fundamental นี้(2,3,
.) องค์ประกอบของทุกความถี่(รวม fundamental)เรียกว่า ฮาร์มอนิกส์
PQ Man 19-1-2010
| Create Date : 19 มกราคม 2553 | | |
| Last Update : 5 มกราคม 2554 9:16:49 น. |
| Counter : 493 Pageviews. |
| |
|
| |
|
|
|
คุณภาพไฟฟ้า(Power Quality)กับโรงงานผลิตชิ้นส่วนรถยนต์ (2)
ในตอนนี้เราจะมาพูดถึงความเสียหายที่เกิดจาก voltage dip ต่อสายการผลิตต่างๆในโรงงานผลิตรถยนต์ จากข้อมูลของโรงงานผลิตรถยนต์ในยุโรปผลกระทบต่อความเสียหายในสายการผลิตเรียงจากมูลค่าความเสียหายเป็นดังนี้ Spray coating Assembly และ Metal Operationตามลำดับ เราจะพิจารณาสายการผลิต Spray Coating และ Assembly ในรายละเอียดดังนี้
Spray Coating
กระบวนการผลิตใน Spray Coating ควบคุมด้วย PLC จำนวนมากซึ่งมีความไวต่อ voltage dips เป็นอย่างยิ่งและยังมีพัดลมอีกจำนวนมากซึ่งเมื่อเกิด voltage dip พัดลมอาจจะหยุดทำงานไปอย่างน้อย 20 วินาทีซึ่งทำให้กระบวนการผลิตหยุดชะงักสร้างความเสียหายเป็นอย่างมาก
Assembly Department
ในสายการผลิตนี้ความสูญเสียส่วนใหญ่คือการ delay ของสายการผลิตเช่น ปกติสายการผลิตนี้อาจจะผลิตรถยนต์ 1 คันทุกๆ 65 วินาทีซึ่งเรียกเวลานี้ว่า typical time ถ้าเกิดความล่าช้าในสายการผลิตขึ้นก็จะผลิตรถยนต์ได้น้อยลงทางเลือกในการแก้ปัญหาแสดงไว้ตามรูปด้านล่างครับ
การแก้ไขก็จะมีราคาตามนี้เลยครับ a น้อยสุด d มากสุด
PQ Man 5-Oct-09
| Create Date : 05 ตุลาคม 2552 | | |
| Last Update : 5 มกราคม 2554 9:17:12 น. |
| Counter : 722 Pageviews. |
| |
|
| |
|
|
|
|
|
|
ฝากข้อความหลังไมค์
Rss Feed
ผู้ติดตามบล็อก : 2 คน [