28 มี.ค. 2023 เวลา 05:30 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

การประเมินผลกระทบ Harmonics ในระบบไฟฟ้าที่มีปรัชญาเดียวกับการหยดหมึกลงในน้ำเปล่า

Harmonic ในระบบไฟฟ้าที่เป็นเรื่องที่เกิดขึ้นได้ เกิดขึ้นได้โดยมีทั้งกรณีที่มีผลกระทบต่อ โหลดข้างเคียง และ ไม่มีผลกระทบต่อโหลดข้างเคียง
ปฎิเสธไม่ได้ว่า Harmonics ในระบบไฟฟ้านั้นมีอยู่ในทุกระบบไฟฟ้า แทบจะไม่มีที่ไหนเลยที่มีค่า THDv เป็น 0% เพราะทุกวันนี้มีภาระประเภท Non-linear ทำงานอยู่ร่วมกับภาระแบบ Linear และอัตราส่วนของภาระแบบ Non-linear และแบบ Linear จะมีค่ามากขึ้น อันเนื่องมาจากการใช้งานโหลดประเภทอินเวอร์เตอร์เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ
การประเมินระดับของผลกระทบของ Harmonics ที่เกิดจากภาระที่ไม่เป็นเชิงเส้น (non-linear load) จะต้องประเมินจากทั้งสองมิติไปพร้อมกัน คือ
1. ปริมาณกระแสฮาร์โมนิค ของโหลดว่ามีขนาดมากหนือน้อยเมื่อเทียบกับกระแสพิกัดของหม้อแปลงที่ต่ออยู่
2.ค่าความเพี้ยนฮาร์โมนิคส์ของกระแสโหลด (วัดเป็น %) ว่ามากน้อยเพียงใด
วันนี้แอดมินขอนำการประเมินผลกระทบดังกล่าวมาเปรียบเทียบกับกรณีการหยดน้ำหมึกลงในน้ำเปล่า ซึ่งเป็นหลักการเดียวกันและทำให้เข้าใจได้ง่ายมากๆ
โดยกรณีการหยดหมึกลงในน้ำเปล่า จะสามารถเทียบเคียงกับกรณี Harmonics ในระบบไฟฟ้าได้ดังนี้
1. ขนาดหม้อแปลง = ขนาดของโถ หรือตู้น้ำที่เป็นภาชนะใส่น้ำเปล่า
2.ความเพี้ยน Harmonics ของแรงดัน (% THDv ) = สีของน้ำที่อยู่ในโถ โดยให้สีใส (สีโปร่งแสง) คือ ค่า THDv ที่ 0% และหากสีของน้ำเริ่มเพี้ยนไปจากสีใส คือค่าความเพี้ยนฮาร์มอนิคส์ที่เพิ้มขึ้น พูดง่ายๆคือ เมื่อสีเพี้ยนจากใสไปเป็นสีอื่น นั่นคือความเพี้ยนของฮาร์มอนิคแรงดันที่เพิ้มขึ้น
3. ความเพี้ยน Harmonics ของกระแส (% THDi) คือ ความเข้มข้มของหมึกที่หยด
4. ปริมาณกระแสฮาร์มอนิคส์ คิอ ปริมานของหมึกที่หยดลงในโถ
มาถึงตรงนี้ผู้อ่านหลายท่านอาจจินตนาการต่อ และเข้าใจหลักการ ท่านใดยังง ผมขอเล่าต่อ ( จะเล่าต่ออยู่แล้ว 55 )
เมื่อใดที่เราสามารถหยดน้ำหมึกลงในโถน้ำเปล่าและสามารถเปลี่ยนสีของน้ำในโถจากสีใสไปได้มากๆ นั้นหมายความว่า โหลดชนิดนี้ที่มีความเพี้ยนฮาร์มอนิคส์ของกระแส ได้ส่งผลกระทบต่อค่า THDv ของแรงดันบน Bus ได้มาก ส่งผลกระทบต่อโหลดข้างเคียงได้มากเช่นกัน
ในทางกลับกัน หากหยดน้ำหมึกลงในโถน้ำเปล่า แต่ไม่สามารถเปลี่ยนสีใสของน้ำไปได้ยังคงความใสของน้ำไว้ เพียงแต่เปลี่ยนโทนสีของความใสเล็กน้อยเท่านั้น นั้นหมายความว่า โหลดชนิดนี้ที่มีความเพี้ยนฮาร์มอนิคส์ของกระแส ได้ส่งผลกระทบต่อค่า THDv ของแรงดันบน Bus น้อย นั้นคือส่งผลกระทบต่อโหลดข้างเคียงได้น้อยเช่นกัน
กรณีที่ 1 หากเราหยดหมึกที่มีความเข้นข้นมาก ( โหลดที่มี THDi สูง) แต่ปริมาณน้ำหมึกนิดเดียว ( กระแส หรือ กำลังไฟฟ้า น้อยมาก) ก็ไม่สามารถเปลี่ยนสีใสของน้ำในโถได้ อาจมีการเปลี่ยนโทนสีบ้าง แต่ยังคงความใส โปร่งแสง (เทียบได้กับ THDv ที่มีค่าน้อย)
กรณีที่ 2 หากเราหยดหมึกที่มีปริมาณมาก เมื่อเทียบกับปริมาณน้ำในโถ (ขนาดกระแสหรือกำลังไฟฟ้าของโหลดที่มี ฮาร์โมนิคส์) เช่น 60% ของน้ำในโถ แต่หมึกนั้นเจือจางมากๆจนเกือบใส (THDi ต่ำ) ก็จะทำให้สีน้ำในโถนั้นยังคงความใสแต่เปลี่ยนโทนสี ซึ่งให้ผลลัพธ์ในแบบเดียวกันกับกรณีแรก
ทั้งสองกรณีข้างต้นจะเห็นว่า ผลกระทบจะต้องประเมินจากทั้งสองประเด็นกล่าวคือ ไม่ใช่ เฉพาะความเข้มข้นของน้ำหมึกอย่างเดียว หรือ ปริมาณของน้ำหมึกอย่างเดียว เพราะเพียงแค่ น้ำหมึกเข้มข้นสูง (โหลดที่มี THDi สูง ) อาจมีผลกระทบไม่มาก เพราะปริมาณหมึกน้อย (โหลดขนาดเล็ก)
และเช่นกันปริมาณของน้ำหมึกมาก ( ขนาดกระแสหรือกำลังไฟฟ้าของโหลดที่มีฮาร์มอนิกส์มากๆ) อาจมีผลกระทบไม่มาก เพราะความเข้มข้นของหมึกน้อย (THDi ต่ำ)
และถ้าเราอยากเปลี่ยนสีน้ำในโถจริงๆล่ะ ผู้อ่านคงจินตนาการได้อย่างไม่ยากว่า เราก็ควรเทหมึกความเข้มข้นสูง ปริมาณมากลงไปในโถ และนั้นก็คือกรณีเดียวกันกับการประเมิณว่าโหลดที่มีค่า THDi สูง และขนาดใหญ่ เมื่อเทียบกับขนาดหม้อแปลงที่ต่ออยู่ จะเริ่งส่งผลกระทบต่อโหลดข้างเคียงที่ต่อใช้แรงดันร่วมกัน ซึ่งเราต้องหาวิธีแก้ไข หรือเลือกใช้โหลด วางแผนระบบไฟฟ้า ให้เหมาะสม
โฆษณา