-->

วันอังคารที่ 12 พฤศจิกายน พ.ศ. 2556


การวัดค่า  Apparent Power

Apparent power หรือ กำลังไฟฟ้าปรากฏ : ผลคูณของแรงดันไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็นโวลต์  แอมป์ หรือ (VA) มักเรียกขนาดกำลังไฟฟ้าของหม้อแปลงไฟฟ้า



กำลังไฟฟ้า
1.กำลังไฟฟ้าจริง(Active Power) มีหน่วยเป็น(W)èเกิดจากโหลดความต้านทาน
2.กำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ(Reactive Power) มีหน่วยเป็น(Var) èเกิดจากโหลดตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ

3.กำลังไฟฟ้าปรากฏ(Apparent Power) มีหน่วยเป็น(VA) èผลรวมทางเวกเตอร์ของกำลังไฟฟ้าจริงและกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ




สามเหลี่ยมกำลังไฟฟ้า

โดยทั่วไปแล้วกำลังงานในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ส่วนด้วยกัน คือ       
1.กำลังงานจริง (real power)        P = V x I x cos(zeta)    มีหน่วยเป็นวัตต์ หรือกิโลวัตต์ (W or kW) เป็นกำลังงานที่สามารถเปลี่ยนแปลงโดยอุปกรณ์ไฟฟ้าไปเป็นพลังงานรูปอื่นได้ เช่น ความร้อน แสงสว่าง หรือพลังงานกล กำลังงานส่วนนี้เกิดจากกระแสไฟฟ้ าใช้งาน (active current) และอีกส่วนหนึ่งคือ
 2.กำลังงานรีแอกทีฟ (reactive power)        Q = V x I x sin(zeta)    มีหน่วยเป็นวาร์ หรือกิโลวาร์ (VAR or kVAR) เป็นกำลังงานที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงไปเป็นพลังงานรูปอื่นได้ แต่อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต้องทำงานโดยอาศัยสนามแม่เหล็ก เช่น หม้อแปลง มอเตอร์ บัลลาสต์ ฯลฯ ต้องใช้กำลังรีแอกทีฟนี้สร้างสนามแม่เหล็ก ถ้าไม่มีสนามแม่เหล็กอุปกรณ์ดังกล่าวจะไม่สามารถทำงานได้ กำลัง
งานในส่วนนี้เกิดจากกระแสไฟฟ้ ารีแอกทีฟ (reactive current) ผลรวมทางเวกเตอร์ของกำลังงานทั้งสองเรียกว่า
กำลังงานปรากฎ หรือ กำลังไฟฟ้าปรากฏ    (apparent  power) มีหน่วยเป็นโวลต์ แอมแปร์ หรือกิโลโวลต์แอมแปร์ (VA or  kVA) เป็นกำลังงานที่แหล่งจ่ายกำลังงานไฟฟ้าต้องจ่ายให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ และมีขนาดเท่ากับ ผลคูณของกระแสไฟฟ้าในวงจร กับแรงดันของแหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้า กำลังงานทั้งสามสามารถเขียนเป็นสามเหลี่ยมกำลังไฟฟ้าได้ดังรูปที่  1 และรูป  11.16




รูปที่1





รูปที่ 11.16




โดยที่ค่า       Real power, True power                      è P
Reactive power                                    è Q
Apparent  power                                  è S








การคำนวณหาค่า






S  และ  |S|     มีหน่วยเป็น Volt-Ampere (VA)


โดย



    คือ  = มุมระหว่าง V กับหรือ ( มุมV – มุมI )
 

      




อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้กำลังไฟฟ้ากระแสสลับแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ
Linear load ตัวอย่างเช่น หลอดไส้ (Incandescent lamp)
Non-linear load    ตัวอย่างเช่น หลอดฟลูออเรสเซนต์, อิเล็กทรอนิกส์บัลลาสต์, คอมพิวเตอร์, จอคอมพิวเตอร์ และโทรทัศน์ เป็นต้น
อุปกรณ์ไฟฟ้าแต่ละประเภทจะมีลักษณะของการใช้กระแสไฟฟ้าที่แตกต่างกัน
ภาพต่อไปนี้แสดงคุณสมบัติของการใช้กระแสไฟฟ้าของ Linear load และ Non-linear load 


ลักษณะการใช้กระแสไฟฟ้าของหลอดไส้
(Incandescent lamp) Power factor = 1








ลักษณะการใช้กระแสไฟฟ้าของชุดคอมพิวเตอร์
Power factor = 0.52








ค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์

Power factor คือ ตัวเลขที่บ่งบอกถึงความเบี่ยงเบนระหว่างกระแสไฟฟ้าและแรงดันของอุปกรณ์ไฟฟ้า มีค่าระหว่าง 0 ถึง 1
Power factor ของ Linear load           = 1
Power factor ของ Non-linear load     < 1
ค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์ (PF.) หรือที่เรียกกันในภาษาไทยว่าค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้านั้น คือค่าตัวเลขอัตราส่วนของกำลังงานไฟฟ้าที่ใช้งานจริงหรือ Real Power (P) ซึ่งมีหน่วยเป็นวัตต์ (Watt:W) หารด้วยค่ากำลังงานที่ปรากฏ หรือ Apparent Power (S) ซึ่งมีหน่วยเป็นวีเอหรือโวลท์-แอมป์ (VA) โดยสามารถอธิบายให้เข้าใจง่ายได้ว่า Power Factor คือตัวเลขที่บอกถึงกำลังงานไฟฟ้าที่ได้ใช้ประโยชน์หรือเกิดการทำงานจริงกับขนาดของกำลังงานทั้งหมดที่ต้องการจากระบบไฟฟ้าโดยส่วนที่เกินจากกำลังงานที่ใช้ทำงานจริงจะเรียกว่า กำลังงานรีแอคทีฟหรือ Reactive Power ซึ่งมีหน่วยเป็นวาร์ (VAR)




กำลังงานรีแอคทีฟซึ่งไม่เกิดประโยชน์นี้ก็จะเป็นภาระให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หม้อแปลง สายส่งด้วย และจะเกิดกำลังงานสูญเสียในอุปกรณ์เหล่านี้ในขณะเดียวกัน รูปที่ 1 แสดงภาพเปรียบเทียบกำลังงานที่ม้าต้องใช้ในการลากรถ เทียบได้กับ Apparent Power การเคลื่อนที่ของรถม้าในทิศทางที่ต้องการคืองานที่เกิดขึ้นจริง Real Power และกำลังที่ม้าต้องใช้มากขึ้นโดยไม่ได้การเคลื่อนที่ของรถในทิศทางที่ต้องการ Reactive Power ค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์ (PF.) คือค่า Cosine ของมุมที่เกิดขึ้นตามรูป ในกรณีที่ม้าออกแรงตั้งฉากกับรางที่เป็นทิศทางเคลื่อนที่ไม่ว่าจะมากเท่าใดก็จะไม่เกิดงานขึ้นซึ่งในกรณีนี้คือ เพาเวอร์แฟคเตอร์ (PF.) = 0 แต่ในทางกลับกันถ้าม้าเดินอยู่บนรางกำลังที่ใช้เพื่อจะลากรถก็จะใช้น้อยที่สุด


รูปที่ 1 ภาพเปรียบเทียบกำลังงานที่ใช้ในการลากรถของม้ากับกำลังงานทางไฟฟ้า





รูปที่ 2 แสดงรูปคลื่นและแรงดันไฟฟ้าที่ค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์ (PF.) ต่างๆ โดยค่ากำลังงานจริงของระบบจะมีค่าเท่ากับค่ากำลังงานเฉลี่ยที่เกิดขึ้น (Average Power)



ตัวอย่างการวัดค่าและการคำนวณกำลังไฟฟ้ากระแสสลับหน่วยเป็นVA

สามารถวัดค่ากำลังไฟฟ้ากระแสสลับของคอมพิวเตอร์ จอ 17" ได้โดยวัดค่าแรงดัน (RMS) และค่ากระแส (RMS) แล้วนำมาคูณกัน และคำนวณกำลังไฟฟ้าเป็นหน่วยวีเอ




ตัวอย่างการคำนวณค่า Power factor ของคอมพิวเตอร์จอ 17" เป็นดังนี้
วัตต์    = วีเอ X Power factor
132     = 252.23 X Power factor
Power factor             = 132 / 252.23
Power factor = 0.523




อุปกรณ์วัดค่า Apparent Power





Power meter

Powermeter หมายถึง Digital meter ซึ่งสามารถเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายได้ โดยมิเตอร์แต่ละตัวทำหน้าที่วัดค่าพารามิเตอร์ต่างๆทางไฟฟ้าได้เช่น
-แรงดัน
-กระแส
-กำลังไฟฟ้า
-ความถี่
-ตัวประกอบกำลัง
-ฯลฯ
    ซึ่งมีให้เลือกใช้งานตามความต้องการ





ตัวอย่างเครื่องวัดค่า Apparent Power


Triad 2 Programmable Digital Transducer



สามารถเลือกวัดค่าได้ I, V, Frequency, Watt, Var, VA, cosØ
วัดค่าได้ตั้งแต่ Single Phase จนถึง 3 Phase 4 Wires
รับ Voltage input ได้ สูงสุดที่ 480 V และ Current สูงสุดที่ 10 A
ตั้ง Analog Output ได้อย่างอิสระถึง 4 Channel
ใช้งานระยะไกลผ่านระบบ Ethernet หรือ RS485
• Output signals: ± 1 mA, ± 5 mA, ± 20 mA,± 1V,± 10 V
ปรับ Response time และ Class ได้ (Response time 50 ms - 1 s, Class 0.1% - 1%) 
• Triad 2 ใช้งานโดยซอฟต์แวร์ Triad Just 2 ที่สามารถตั้งค่า Input, Output แก้ไขข้อมูลต่าง ๆ ภายในตัวเครื่องได้
  นอกจากนี้ยังสามารถดูค่าที่วัดได้ และบันทึกค่าได้อีกด้วย




MICAR 2 Programmable Digital Transducer


สามารถอ่านค่าวัดและส่ง Analogue Output หรือ On-Off Signal และยังสามารถวัดค่าและดูค่าผ่าน Ethernet Network ได้
วัดค่า V, I, W, VA, PF, THD และฮาร์โมนิกส์แบบแยกลำดับ 50 Otder
• Analogue Output 4 Channel ตั้งค่าได้ระหว่าง -20 mA ถึง +20 mA ความแม่นยำตามมาตรฐาน IEC 60688
สามารถตั้งและดูค่า Alarm ที่เกิดขึ้นได้










จัดทำโดยนายปรัชญา  หาญมนัสเวทย์
วิศวกรรมไฟฟ้าชั้นปีที่ 2 มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี




อ้างอิงจาก

http://www.leonics.co.th/html/th/aboutpower/current_knowledge.php
http://www.chiangmaiaircare.com/%E0%B8%81%E0%B8%B3%E0%B8%A5%E0%B8%B1%E0%B8%87%E0%B9%84%E0%B8%9F%E0%B8%9F%E0%B9%89%E0%B8%B2%E0%B8%9B%E0%B8%A3%E0%B8%B2%E0%B8%81%E0%B8%8F-apparent-power/
https://www.google.co.th/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&cad=rja&ved=0CEgQFjAC&url=http%3A%2F%2Fwww.smeinter.co.th%2Fdownload%2FAC3-A11_V1.40.pdf&ei=uyKBUtykHoeJrQeR7IHoBA&usg=AFQjCNH8W9EkSKBxwpSEVn6o9hQwDKzMYg&sig2=ImD3OfQespowI3_3B53pdg
https://www.google.co.th/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&ved=0CFAQFjAD&url=http%3A%2F%2Fwww.kmitl.ac.th%2Fpower%2Freal%2FAugust%25202013%2520Basic%2520Electrical%2520Measurement.pps&ei=uyKBUtykHoeJrQeR7IHoBA&usg=AFQjCNEdmVmUWY7WDHpvrKYIPaFXsRVXVA&sig2=g7f3G8fBXQ2_tbFLJL2z6A
http://www.asras.com/index.php?lay=show&ac=article&Ntype=6
http://yes5.wordpress.com/2012/03/30/%E0%B8%88%E0%B8%B0%E0%B8%94%E0%B8%B9%E0%B8%A7%E0%B9%88%E0%B8%B2-satec-power-meter-%E0%B8%A1%E0%B8%B5-modbus-register-%E0%B8%AD%E0%B8%B0%E0%B9%84%E0%B8%A3%E0%B8%9A%E0%B9%89%E0%B8%B2%E0%B8%87/
https://sites.google.com/site/skysqd/schneider-electric/powermeter 
Fundamentals of Electric Circuits Edition2
Fundamentals of Electric Circuits Edition7
Handbook for electricity metering โดย Edison Electric Institute

การวัดและเครื่องวัดไฟฟ้า โดย รศ. ดร. เอก ไชยสวัสดิ์

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น