ทำไมการเข้าใจการบิดเบือนฮาร์มอนิกทั้งหมด (THD) จึงสำคัญ?
งานและชีวิตสมัยใหม่ของเราไม่สามารถอยู่ได้โดยปราศจากพลังงานไฟฟ้า แหล่งจ่ายไฟที่ปลอดภัยและเสถียรจะทำให้เราสบายใจ การทำความเข้าใจ THD (ความเพี้ยนรวมทั้งหมด) เป็นแนวทางหนึ่งในการใช้ไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด
สาเหตุของฮาร์โมนิกส์
รูปคลื่นของแหล่งจ่ายไฟ AC ในอุดมคติคือคลื่นไซน์บริสุทธิ์ 50 Hz หรือ 60 Hz โดยไม่มีเสียงรบกวน แต่น่าเสียดายที่ในความเป็นจริงแล้ว แหล่งพลังงาน AC ในอุดมคตินั้นเป็นสิ่งที่ท้าทายที่จะมี เนื่องจากบางครั้งโหลดที่เราใช้ทำให้เกิดความผิดเพี้ยนในรูปคลื่นของแหล่งจ่ายไฟกระแสสลับ
การบิดเบือนเกิดจากอุปกรณ์แปลงกำลัง เช่น อินเวอร์เตอร์สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าและไทริสเตอร์ในอุตสาหกรรม อุปกรณ์ที่เรียกกันทั่วไปว่า VFD เป็นหนึ่งในนั้น อินเวอร์เตอร์จะควบคุมความเร็วของมอเตอร์โดยแปลงแรงดันไฟและความถี่ให้เป็นค่าที่เหมาะสม ทำให้สามารถปรับลักษณะการทำงานของอุปกรณ์ได้อย่างละเอียด สามารถช่วยลดการใช้พลังงานและปรับปรุงการควบคุมเอาต์พุต แต่ยังเป็นแหล่งของฮาร์โมนิกอีกด้วย
ฮาร์โมนิกคืออะไร?
ฮาร์มอนิกเป็นอินทิกรัลทวีคูณของความถี่พื้นฐาน ตัวอย่างเช่น หากความถี่พื้นฐานคือ 50 Hz ความถี่ลำดับที่สองคือ 100 Hz ลำดับที่สาม 150 Hz และลำดับที่สี่ 200 Hz
ฮาร์มอนิกทำให้เกิดการบิดเบือนของรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้า ซึ่งในกรณีที่เลวร้ายที่สุด อาจทำให้เกิดอุบัติเหตุ เช่น อาคารร้อนเกินไปหรืออุปกรณ์เสียหาย ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย ควรมีฮาร์โมนิกน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
THD (ความเพี้ยนของฮาร์มอนิกทั้งหมด) คืออะไร ?
THD คืออัตราส่วนของส่วนประกอบฮาร์มอนิกทั้งหมดต่อส่วนประกอบพื้นฐาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งจะแสดงโดยสูตรการคำนวณต่อไปนี้ ตัวเศษคือผลรวมของค่า RMS ของแต่ละคำสั่งที่เริ่มต้นจากลำดับที่สอง ตัวส่วนคือค่า rms ของรูปคลื่นพื้นฐาน
THD อาจใช้เป็นดัชนีเพื่อให้เข้าใจฮาร์โมนิกในรูปคลื่นของพาวเวอร์ซัพพลายได้อย่างง่ายดาย แสดงความผิดเพี้ยนของรูปคลื่นเป็นค่าเดียว ดังนั้น THD จึงสามารถใช้เป็นพารามิเตอร์หนึ่งในการประเมินฮาร์โมนิกในแหล่งจ่ายไฟได้
มาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับ THD
มาตรฐาน เช่น IEC61000-3-2, EN50160 และ IEEE 519 ระบุขีดจำกัดสำหรับเนื้อหาฮาร์มอนิกและ/หรือ THD ของแต่ละคำสั่งซื้อ ข้อจำกัดเหล่านี้แบ่งออกเป็นหลายประเภท เช่น แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ กระแสไฟฟ้าที่กำหนดของเครื่องมือ และอื่นๆ ค่า THD ในแรงดันไฟฟ้าโดยทั่วไปคือ 1% ถึงน้อยกว่า 10% ส่วนกระแสอาจเกิน 100% เมื่อมีฮาร์โมนิกเยอะ ตารางที่ 1 แสดงค่าที่แนะนำสำหรับมาตรฐาน EN 50160
| คำสั่ง | ค่าจำกัด |
|---|---|
ผลกระทบของฮาร์โมนิก
ฮาร์มอนิกส์สามารถส่งผลได้ไม่เฉพาะกับไซต์ที่มีการใช้พลังงานเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อบริเวณรอบๆ ด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานที่เช่นโรงงานและโรงงานที่มีการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดใหญ่ เมื่อติดตั้งอุปกรณ์แปลงกำลัง จะเป็นการดีกว่าที่จะตรวจสอบผลกระทบของฮาร์โมนิกที่อุปกรณ์สร้างขึ้น หากมีข้อกังวลว่าผลกระทบของฮาร์โมนิกจะแย่ลง อาจจำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์ เช่น เครื่องปฏิกรณ์และตัวกรองแบบพาสซีฟเพื่อลดผลกระทบของฮาร์มอนิก
เครื่องวิเคราะห์คุณภาพกำลังไฟฟ้า ของฮิโอกิ มีประโยชน์และเชื่อถือได้สำหรับการวัด THD และฮาร์โมนิก ฟังก์ชันต่างๆ หน้าจอที่มีสีสัน และซอฟต์แวร์แอปพลิเคชันสำหรับพีซีที่มาพร้อมเครื่องช่วยให้สามารถวิเคราะห์สภาวะของแหล่งจ่ายไฟได้ทันที เพื่อคุณภาพกำลังไฟฟ้าที่ดีขึ้น เครื่องวิเคราะห์คุณภาพกำลังไฟฟ้า ฮิโอกิ ช่วยให้คุณเข้าใจคุณภาพกำลังไฟฟ้าได้ดีขึ้นและเร็วขึ้น