คุณภาพไฟฟ้า: คำจำกัดความ ทำไม และวัดได้อย่างไร
คุณภาพไฟฟ้าคืออะไร?
คำนิยาม
คุณภาพไฟฟ้าเป็นคำทั่วไปที่แสดงถึงปรากฏการณ์ที่ส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ของผู้ใช้เมื่อไฟฟ้ากระแสสลับเกินขีดจำกัดที่กำหนด รูปที่ 1 แสดงรูปคลื่นไฟฟ้าที่ใช้เป็นตัวบ่งชี้คุณภาพของแหล่งจ่ายไฟ ต้องมีความเสถียรในแง่ของแอมพลิจูด ความต่อเนื่อง รูปร่างของคลื่น และความถี่
- ตอบ: แอมพลิจูด
- ความเสถียรของค่า RMS ของแรงดัน
- B : ความต่อเนื่อง
- ไม่มีการหยุดชะงักของรูปคลื่น
- C : รูปคลื่น
- สะอาดเข้ารูปไม่บิดเบี้ยว
- D : ความถี่
- ความเสถียรในแง่ของการให้ช่วงค่าความถี่เดียวกัน
รูปที่ 1 ตัวอย่างรูปคลื่นแรงดัน
สมมติว่าด้วยเหตุผลบางประการ รูปคลื่นที่แสดงในรูปที่ 1 เกินขีดจำกัดที่กำหนด ส่งผลให้คุณภาพกำลังไฟฟ้าต่ำ จากนั้นรูปคลื่นอาจมีลักษณะเหมือนรูปที่ 2 ซึ่งแสดงถึงปรากฏการณ์ที่เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าบวม (ไฟกระชาก) ซึ่งแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นชั่วขณะ แรงดันไฟกระชากอาจทำให้แหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์เสียหายหรืออุปกรณ์รีเซ็ต
รูปที่ 2 : ตัวอย่างของรูปคลื่นแรงดันบวม (ไฟกระชาก)
ทำไมเราถึงวัดคุณภาพไฟฟ้า?
ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เช่น ฟ้าผ่า การกระจายโหลดที่ไม่ดี และปัญหาการเดินสายไฟและการต่อสายดินเป็นตัวอย่างเล็กๆ น้อยๆ ของสาเหตุของปัญหาคุณภาพไฟฟ้า เทคโนโลยีที่ใช้อินเวอร์เตอร์กลายเป็นเรื่องปกติมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เช่นเดียวกับเครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับกริดและแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เชื่อมต่อกับกริด เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม สิ่งเหล่านี้ทำให้เครือข่ายไฟฟ้ามีความซับซ้อนมากขึ้นและมีผลกระทบด้านลบอย่างมากต่อคุณภาพไฟฟ้า
คุณภาพไฟฟ้าต่ำทำให้เกิดปัญหาในอุปกรณ์เต้ารับ/สายส่ง และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานผิดปกติ ตัวอย่างเช่น เป็นที่ทราบกันดีว่าฮาร์มอนิกทำให้เกิดการเผาไหม้ในเครื่องปฏิกรณ์และสร้างสัญญาณรบกวนที่บกพร่องในตัวเก็บประจุ นอกจากนี้ สัญญาณรบกวนและแรงดันไฟตกชั่วขณะหรือชั่วขณะยังหยุดระบบควบคุมที่ต้องพึ่งพาคอมพิวเตอร์
ปัญหาเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟที่เกิดจากคุณภาพไฟฟ้าต่ำเป็นปัญหาทั่วไปสำหรับทั้งซัพพลายเออร์และผู้ใช้ไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะระบุได้ว่าสาเหตุของคุณภาพการจ่ายไฟที่แย่อยู่ที่ระบบของซัพพลายเออร์หรือระบบของผู้ใช้ จากสถานการณ์นี้ การวัดคุณภาพไฟฟ้าจึงจำเป็นต้องเข้าใจสาเหตุที่แท้จริงของปัญหาคุณภาพไฟฟ้า ตลอดจนพิจารณาและวิเคราะห์เพื่อหามาตรการรับมือที่มีประสิทธิภาพ
เราจะวัดคุณภาพไฟฟ้าได้อย่างไร
คุณภาพไฟฟ้ามักจะวัดตามมาตรฐาน มาตรฐานดังกล่าวใช้เป็นแนวทางในการวัดและประเมินคุณภาพของแหล่งจ่ายไฟฟ้า พวกเขาทำให้แน่ใจว่าการวัดมีความสอดคล้องกัน ช่วยในการระบุประเภทของปัญหาคุณภาพไฟฟ้าที่มีอยู่ และให้แน่ใจว่าระบบไฟฟ้าตรงตามมาตรฐานคุณภาพและความน่าเชื่อถือที่เฉพาะเจาะจง เป็นแนวทางในการประเมินและปรับปรุงคุณภาพพลังงานไฟฟ้า ต่อไปนี้คือตัวอย่างบางส่วนของมาตรฐานสากลสำหรับคุณภาพไฟฟ้า
- IEC 61000-4-30
- มาตรฐานสากลที่กำหนดวิธีการวัดคุณภาพไฟฟ้า โดยจำแนกวิธีการวัดและความสามารถของเครื่องมือวัดออกเป็นสองประเภทคือ A และ S การวัดคุณภาพไฟฟ้าที่เชื่อถือได้มากกว่าคือคลาส A ข้อกำหนดสำหรับคลาส A นั้นไม่ได้กำหนดไว้เฉพาะในแง่ของฟังก์ชันและความแม่นยำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอัลกอริทึมการวัดโดยละเอียด และความเที่ยงตรงของนาฬิกา
- IEC 61000-4-7
- มาตรฐานสากลที่ควบคุมการวัดกระแสฮาร์มอนิกและแรงดันฮาร์มอนิกในระบบจ่ายไฟ ตลอดจนกระแสฮาร์มอนิกที่ปล่อยออกมาจากอุปกรณ์ มาตรฐานระบุถึงประสิทธิภาพของเครื่องมือวัดมาตรฐาน
- IEC 61000-4-15
- มาตรฐานที่กำหนดเทคนิคการทดสอบสำหรับการวัดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและการสั่นไหว ตลอดจนข้อกำหนดเครื่องมือวัดที่เกี่ยวข้อง
- มอก.50160
- มาตรฐานคุณภาพไฟฟ้าของยุโรปที่กำหนดค่าขีดจำกัดสำหรับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายและคุณลักษณะอื่นๆ
- IEEE 1159
- ข้อปฏิบัติที่แนะนำสำหรับการตรวจสอบคุณภาพไฟฟ้า
- IEEE 519
- มาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับฮาร์มอนิกของแรงดันและฮาร์มอนิกของกระแส
เครื่องวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้าเป็นเครื่องมือที่ใช้เมื่อทำการตรวจวัดคุณภาพไฟฟ้า เครื่องมือนี้ใช้สำหรับวัดและวิเคราะห์ลักษณะต่างๆ ของแหล่งจ่ายไฟฟ้าเป็นระยะเวลานาน โดยจะบันทึกข้อมูลเกี่ยวกับแรงดัน กระแส ความถี่ ฮาร์มอนิก ทรานเซียนท์ และพารามิเตอร์อื่นๆ เพื่อวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้า สิ่งนี้ช่วยให้ผู้เชี่ยวชาญสามารถวินิจฉัยปัญหาเกี่ยวกับคุณภาพไฟฟ้า ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเป็นไปตามมาตรฐาน และเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของระบบไฟฟ้า
โซลูชั่นจาก ฮิโอกิ
ที่ HIOKI เรามีเครื่องวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้าและเครื่องบันทึกกำลังไฟฟ้าบางประเภทที่สามารถใช้สำหรับการวัดกำลังไฟฟ้าในเชิงพาณิชย์
| รุ่นสินค้า | PQ3198 | PQ3100 | PW3360-21 | PW3365 |
|---|---|---|---|---|
| การบันทึกกำลังและเสียงประสาน | ใช่ | ใช่ | ใช่ *1 | ใช่ *2 |
| การวัดคุณภาพไฟฟ้า | ใช่ | ใช่ | ไม่ | ไม่ |
| IEC 61000-4-30 | คลาสเอ | คลาสเอส | — | — |
| การวัด EN 50160 | สอดคล้อง | สอดคล้อง | — | — |
| IEEE 519 | สอดคล้อง | สอดคล้อง | — | — |
| ดีที่สุดสำหรับ | เมื่อคุณจำเป็นต้องตรวจสอบ วินิจฉัย และรับมือสภาวะการจ่ายไฟที่เป็นสาเหตุของปัญหาในอุปกรณ์ | เมื่อคุณจำเป็นต้องทำการสำรวจกำลังไฟฟ้าเพื่อทำความเข้าใจขนาดโหลดในระบบหรือเพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับคุณภาพกำลังไฟฟ้าในระบบ | เมื่อคุณจำเป็นต้องเข้าใจการใช้พลังงานของสิ่งอำนวยความสะดวกหรือระบบ | เมื่อคุณจำเป็นต้องเข้าใจการใช้พลังงานของสิ่งอำนวยความสะดวกหรือระบบ |
- *1: สูงสุดลำดับที่ 40
- *2: สูงสุดลำดับที่ 13
ในขณะที่โลกก้าวหน้าไปสู่การลดคาร์บอนและความยั่งยืน จำนวนของโซลูชั่นนวัตกรรมที่เชื่อมต่อกับกริดที่หลากหลายจะขยายตัว เช่นเดียวกับความซับซ้อนของแหล่งพลังงาน ไม่ต้องพูดถึงการเติบโตของเทคโนโลยีประหยัดพลังงานที่ขับเคลื่อนด้วยอินเวอร์เตอร์ เมื่อแนวโน้มเหล่านี้แพร่หลายมากขึ้น จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องตรวจสอบว่าปัจจัยเหล่านี้ส่งผลต่อคุณภาพไฟฟ้าทั้งในด้านผู้บริโภคและด้านอุปทานอย่างไร เครื่องวิเคราะห์คุณภาพไฟฟ้า HIOKI จะช่วยให้คุณเข้าใจคุณภาพไฟฟ้าได้ดีขึ้น
