iTopPlus219607025314
ปัจจุบันหากบุคคลในแวดวงการรับเหมาไฟฟ้า ไม่ว่าจะเป็นวิศวกร หรือ ช่างไฟฟ้าก็ตาม หรือเป็นผู้เกี่ยวข้องกับการซ่อมบำรุงไฟฟ้า  คงไม่สามารถปฏิเสธการรับรู้ผลกระทบจากปัญหา Harmonic ได้ เราไม่ต้องการ มลพิษ ทางสายน้ำฉันใด เราก็คงไม่ต้องการ Harmonic ในระบบไฟฟ้าฉันนั้นฮาร์มอนิก คืออะไร ?  

ในความหมายทางไฟฟ้า ฮาร์มอนิก (Harmonic) ก็คือ กระแสหรือแรงดันในรูปสัญญาณคลื่นไซน์ ( Sinusoidal หรือ sine wave ) ของสัณญาณหรือปริมาณในคาบใดๆ ที่มีความถี่เป็นจำนวนเท่าของความถี่หลักมูล (Fundamental Frequency) เช่นกระแสฮาร์มอนิกที่ 3 จะมีความถี่เป็น 3 เท่าของความถี่หลักมูล นั่นก็คือ ความถี่ 150 เฮิรท์ เพราะความถี่หลักมูลในประเทศเราเท่ากับ 50 เฮิร์ท หรือแรงดันฮาร์มอนิกที่ 5 ก็หมายความว่า แรงดันที่เกิดจากกระแสฮาร์มอนิกที่ 5ไหลผ่านค่าต้านทาน ( หรือค่า impedance ของระบบ ) นั้น ๆ


iTopPlus530955275000

รูปคลื่นที่ปรากฏ = รูปคลื่นที่ความถี่ 50 Hz  รูปคลื่นที่ความถี่ 250 Hz รูปคลื่นที่ความถี่ 250 Hz     
กระแสที่ปรากฏ  = กระแสที่ความถี่ 50  Hz. กระแสที่ความถี่ 250 Hz ( I 5th ) กระแสที่ความถี่ 350 Hz. ( I 7th ) ...  

ฮาร์มอนิก เกิดขึ้นได้อย่างไร ?

คำตอบง่ายๆ คือ เกิดจากโหลดหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าที่ไม่เป็นเชิงเส้น ( non- linear load ) ครับ คำตอบง่าย ๆ แต่เข้าใจยากหน่อย ขอสรุปง่ายๆ ว่าหากเรามีแหล่งจ่ายไฟที่เป็นรูปสัญญาณคลื่นไซน์ จ่ายให้กับโหลดชนิดหนึ่ง แล้วทำให้กระแสหรือแรงดันของแหล่งจ่ายไฟนั้น มีรูปสัญญาณคลื่นไซน์ที่ผิดเพี้ยนไปจากเดิม เราเรียกโหลดประเภทนั้นว่า โหลดไม่เป็นเชิงเส้น และกระแสหรือแรงดันที่เข้าไปทำให้เกิดการผิดเพี้ยนไปนั้น เราเรียกมันว่า กระแสฮาร์มอนิก หรือแรงดันฮาร์มอนิก


iTopPlus784140747789


ฮาร์มอนิก มีผลกระทบต่อคุณภาพไฟฟ้าอย่างไร ?

ฮาร์มอนิกเป็นกระทบจากการใช้อุปกรณ์หรือเครื่องจักรไฟฟ้าที่ไม่เป็นเชิงเส้น ซึ่งปัจจุบันนิยมใช้กันแพร่หลาย ทั้งนี้เพราะการพัฒนาของอิเล็กทรอนิกกำลัง ( power electronic ) มีบทบาทในวงการอุตสาหกรรมมาก เพราะช่วยในการประหยัดพลังงานไฟฟ้า ช่วยการควบคุมการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ และอีกหลายๆเหตุผลในเครื่องจักรต่าง ๆ หรือแม้แต่หลอดไฟฟ้าแบบ compact Lamp ที่หลายหน่วยงานของรัฐกำลังรณรงค์ให้เปลี่ยนจากหลอดไฟฟ้าธรรมดามาเป็นแบบอิเลคทรอนิกที่ไม่ต้องใช้บัลลาสท์ เมื่อมีจำนวนมาก ๆ ปัญหาฮาร์มอนิกที่ 3 ก็จจะตามมาอย่างหลีกเลี่ยงได้ยาก

กระแสฮาร์มอนิกจำนวนมากพอ ระบบไฟฟ้านั้นย่อมไม่มีเสถียรภาพ และมีโอกาสก่อความเสียหายอย่างรุนแรงในบางกรณี ( การพิจารณาว่า ณ จุดใดมีปริมาณฮาร์มอนิก มาก หรือ น้อยนั้น ขอให้อ้างอิงถึงข้อกำหนดกฏเกณฑ์ฮาร์มอนิกกี่ยวกับไฟฟ้าประเภทธุรกิจและอุตสาหกรรม ซึ่งเราสามารถเข้าไปเยี่ยมชม website นี้เพื่อศึกษาข้อมูลเพิ่มเติม และ download ได้จาก website ของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค : www.pea.co.th ครับ ) หรือส่งข้อสงสัยมายังบริษัทฯ เพื่อจะได้ชี้แจง ตอบข้อซักถามเป็นรายๆในรายละเอียดต่อไป

ลองพิจารณาเทียบเคียงกับกรณีที่ท่านอาจเคยพบแต่อาจไม่นึกเอะใจว่า มันคือปัญหามาจากฮาร์มอนิก และอาการความเสียหายที่ท่านเคยพบ  ถามว่าท่านเคยตรวจวัดปริมาณฮาร์มอนิกในหน่วยงานท่านแล้วหรือยัง ? ถ้ายัง ท่านอย่าเพิ่งมองข้ามปัญหาที่เกิดจากฮาร์มอนิกในหน่วยงานของท่าน  เพราะหากเกิดจากปัญหาฮาร์มอนิกจริง การแก้ปัญหาจะไม่ยุ่งยากและตรงประเด็น  และช่วยรักษาคุณภาพไฟฟ้าของท่านได้อย่างมีประสิทธิภาพ  

1. ผลกระทบต่อชุด Capacitor Banks ที่ใช้ปรับปรุงค่า power factor
1.1 Capacitor Banks ที่ใช้อยู่ มีอายุการงานสั้นมาก ( น้อยกว่า 1 - 3 ปี ) 
1.2 Capacitor Banks ที่ใช้อยู่เกิดการระเบิดเสียหายอย่างรุนแรง 
1.3 ชุดป้องกันคาปาซิเตอร์ เช่น Fuse ขาดบ่อยมาก Circuit breaker เกิดการ trip และ และชุด magnetic contactor หน้าสัมผัสดูดติดกัน ไม่แยกออก เป็นต้น 
1.4 ชุด Detuned Filter เสียหาย ไม่สามารถทำงานได้  

2.  ผลกระทบต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าบางชนิดที่ต้องการความเที่ยงตรง
2.1 เครื่องจักรทำงานผิดพลาด  ไม่แน่นอน ทำให้ชิ้นงานเสียหาย 
2.2 เครื่องจักรเกิดอาการสะดุดบางชั่วขณะ 
2.3 ชุด electronic board ในเครื่องจักรเสียหายบ่อยมาก 
2.4 มอเตอร์ทำงานสียงดัง สั่น ร้อนผิดปกติ

3.  ผลกระทบต่อระบบไฟฟ้า

3.1 เมนเซอร์กิจ ( Air Circuit Breaker ) เกิดการ TRIP โดยไม่ทราบสาเหตุ 
3.2 สายไฟร้อนจัด  ทั้งๆ ที่วัดกระแสไม่เกินขนาดของสายไฟที่จะทนได้  
3.3 ได้รับจดหมายเตือนจากการไฟฟ้าให้ปรับปรุงค่าPF และหรือให้ควบคุมปริมาณ ฮาร์มอนิกให้อยู่ในข้อกำหนดของการไฟฟ้า 
3.4 ชุด relay ป้องกันที่เมนไฟฟ้าเสียหายรุนแรง 
3.5 หม้อแปลงร้อนจัด  ทั้งๆ ที่กระแสยังไม่เกินพิกัด 
3.6 สายนิวตรอน ( Neutral line ) มีกระแสสูงมาก ร้อนจัดหรืออาจเสียหาย ทั้งๆ ที่มีขนาดเท่าครึ่งหนึ่งหรือเท่ากับสายไฟเมน ( เกิดจากผลกระทบจากฮาร์มอนิกที่ 3 ) 
3.7 มอเตอร์สั่นคราง ( Mechanical Oscillation ) ( เกิดจากกระแสฮาร์มอนิกที่ 5 และที่ 7 มีปริมาณสูงมาก )

4.  ผลกระทบต่อเศรษฐกิจ

4.1 ทำให้บิลค่าไฟฟ้าสูงขึ้น เพราะชุด capacitor banks ไม่สามารถทำงานต่อเนื่องได้ ( ปัจจุบันการไฟฟ้าคิดค่า  Kvar ( ที่ต่ำกว่า PF < 0.85 ) ละ 56.04 บาท ) 
4.2 ผิดข้อกำหนดมาตราฐานกฏเกณฑ์ฮาร์มอนิกของการไฟฟ้า 
4.3 รบกวนการทำงานของเครื่องจักร ทำให้ประสิทธิภาพของขบวนการผลิตลดลง 
4.4 เสียค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุง  และเปลี่ยนอุปกรณ์ที่เสียหายบ่อยมาก ( โดยเฉพาะ capacitor และอุปกรณ์ป้องกัน )


iTopPlus18371155908
ทุกระบบหากมี capacitor banks จะเกิด resonance ขึ้นที่ความถี่ใดความถี่หนึ่งเสมอ หากระบบนั้นมีกระแสฮาร์มอนิกที่ความถี่นั้น ระบบก็อยู่ในสภาวะอันตราย
บริษัท ชินปภา เพาเวอร์ จำกัด
ผู้เขียน : นายพิพิธ ศรีรัตนโพธิ์ชัย ( วศ.บ ไฟฟ้า )