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
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
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
• 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