เนื้อหาวันที่ : 2010-05-07 17:27:30 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 3527 views

จะปรับปรุงระบบไฟฟ้ากำลังเพื่อประหยัดค่าไฟอย่างไรให้สบายใจไร้กังวล

การปรับปรุงระบบไฟฟ้ากำลังเพื่อประหยัดพลังงานด้วยการติดตั้งชุดควบคุมมอเตอร์ชนิด VFD และระบบไฟฟ้าแสงสว่างใหม่ (Retrofitting Lighting System) ซึ่งเป็นวิธีที่ได้รับการยอมรับว่าเห็นผลอย่างรวดเร็วแต่ในบางครั้งก็อาจจะสร้างปัญหาให้กับระบบไฟฟ้าได้ หากว่าเป็นการติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวภายในระบบไฟฟ้ากำลังที่ติดตั้งมานานแล้ว (Older Facility) ซึ่งระบบอาจไม่สามารถรองรับอุปกรณ์ใหม่ ๆ เหล่านี้ได้ จนในบางครั้งอาจจะสร้างปัญหาขึ้นมาได้ว่า ทำให้เมื่อลงทุนปรับปรุงระบบไฟฟ้ากำลังเพื่อประหยัดพลังงานแล้ว จึงเกิดปัญหาต่าง ๆ ตามมาอีกมากมาย

ขวัญชัย กุลสันติธำรงค์
kwanchai2002@hotmail.com
.

.

การปรับปรุงระบบไฟฟ้ากำลังเพื่อประหยัดพลังงานด้วยการติดตั้งชุดควบคุมมอเตอร์ชนิด VFD และระบบไฟฟ้าแสงสว่างใหม่ (Retrofitting Lighting System) ซึ่งเป็นวิธีที่ได้รับการยอมรับว่าเห็นผลอย่างรวดเร็วแต่ในบางครั้งก็อาจจะสร้างปัญหาให้กับระบบไฟฟ้าได้ หากว่าเป็นการติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวภายในระบบไฟฟ้ากำลังที่ติดตั้งมานานแล้ว (Older Facility) ซึ่งระบบอาจไม่สามารถรองรับอุปกรณ์ใหม่ ๆ เหล่านี้ได้

.

จนในบางครั้งอาจจะสร้างปัญหาขึ้นมาได้ว่า ทำให้เมื่อลงทุนปรับปรุงระบบไฟฟ้ากำลังเพื่อประหยัดพลังงานแล้ว จึงเกิดปัญหาต่าง ๆ ตามมาอีกมากมาย ในบทความฉบับนี้ต้องการนำเสนอการตรวจสอบและแก้ไขปัญหาที่อาจจะเกิดขึ้นภายหลังจากที่ได้ติดตั้งชุดควบคุมมอเตอร์ชนิด VFD และระบบไฟฟ้าแสงสว่างใหม่แล้ว เชิญติดตามรายละเอียดในบทความฉบับนี้ได้เลยครับ

.

ชุดควบคุมมอเตอร์ชนิด VFD

การติดตั้งชุดควบคุมมอเตอร์ VFD เป็นวิธีประหยัดพลังงาน (Energy–saving Application) ที่ติดตั้งใช้งานมากที่สุดวิธีหนึ่ง เป็นการใช้ชุดควบคุมมอเตอร์ชนิด VFD ควบคุมเครื่องสูบน้ำ หรือ พัดลม วิธีนี้เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพโดยการปรับความเร็วรอบของมอเตอร์ (Motor Speed) เพื่อควบคุมอัตราการไหล (Flow Rate) ซึ่งเป็นวิธีที่ดีกว่าที่จะปล่อยให้มอเตอร์ เครื่องสูบน้ำ หรือ พัดลม ทำงานที่ความเร็วพิกัด (Full Speed) แล้วหรี่วาล์ว หรือ ลิ้นกันลม (Damper) เพื่อปรับอัตราการไหล อย่างไรก็ตาม ปัญหาอาจจะเกิดจากสิ่งต่อไปนี้

.

• เลือกและกำหนดขนาดชุดควบคุมมอเตอร์ชนิด VFD ไม่เหมาะสม
• ขณะที่ติดตั้งชุดควบคุมและมอเตอร์ไม่ได้คำนึงว่าต้องติดตั้ง VFD ด้วย
• ไม่ได้ตั้งค่าพารามิเตอร์ของ VFD ไว้ในขณะเริ่มเดินเครื่อง 
• ไม่ได้คำนึงถึงผลกระทบจากกระแสฮาร์มอนิกในขณะออกแบบและขณะซ่อมบำรุง

.

VFD เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนที่ปรับเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าด้านออกและความถี่เพื่อควบคุมความเร็วรอบของมอเตอร์ เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับ VFD แต่กระแสไฟฟ้าจะยังไม่ไหลเข้า VFD จนกว่าวงจรเร็กติฟายเออร์ในภาคคอนเวอร์เตอร์จะเริ่มนำไฟฟ้า ทันทีที่ไดโอดยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลได้

.

ทำให้เกิด ‘notch” ขึ้นบนกราฟแรงดันไฟฟ้ารูปไซน์ ผลที่เกิดขึ้นตามมาก็คือกราฟแรงดันไฟฟ้ารูปไซน์เพี้ยน (Distortion) นอกจากนี้วงจรเร็กติฟายเออร์ยังทำให้กระแสฮาร์มอนิกที่ความถี่สูง (เป็นจำนวนเท่าของความถี่มูลฐาน) ไหลกลับสู่ระบบจ่ายพลังงานไฟฟ้า (Distribution System) 

.

กระแสฮาร์มอนิกเหล่านี้ไม่เพียงแต่ทำให้แรงดันไฟฟ้าเกิดความเพี้ยน ยังทำให้เกิดปัญหาอื่น ๆ ตามมาอีกได้แก่ ฮาร์มอนิกลำดับที่สาม (3rd Harmonic) ทำให้เกิดความร้อนเกินที่ตัวนำนิวตรอลและหม้อแปลงไฟฟ้า ฮาร์มอนิกลำดับที่ 5 (5th Harmonic) ทำให้มอเตอร์เกิดความร้อนเกิน (Motor Overheating) เกิดเสียงดังผิดปกติ สั่น (Vibration) ผิดปกติ รวมถึงมอเตอร์ทำงานไม่มีประสิทธิภาพ (Motor Inefficient) เป็นต้น

.
การแก้ไขปัญหาในสถานการณ์ต่าง ๆ จากการติดตั้งชุดควบคุมมอเตอร์ชนิด VFD เพื่อประหยัดพลังงาน สามารถทำได้ดังนี้
1. ตรวจสอบการติดตั้ง (Installation Checks)

• ตรวจสอบแบบติดตั้งเพื่อให้แน่ใจว่าการเลือกชุดควบคุม VFD, มอเตอร์ และอุปกรณ์เกี่ยวข้องเป็นไปอย่างถูกต้องและเหมาะสม สามารถทำงานเข้ากันได้ (Compatibility)

.

• ตรวจสอบประเภทของสายนำสัญญาณ สายไฟฟ้ากำลังถูกต้องหรือไม่ การติดตั้งอุปกรณ์และการเดินสายเหมาะสมกับสภาวะแวดล้อมของสถานที่ติดตั้งหรือไม่ สภาพของอุปกรณ์มีความสึกหรอ หรือ

.
2. ตรวจสอบการตั้งค่าของชุดควบคุมมอเตอร์ VFD (Drive Parameter Checks)

ตรวจสอบค่าพารามิเตอร์ที่โปรแกรมไว้ในชุดควบคุมมอเตอร์ VFD ว่าข้อมูลที่ป้อนไว้สอดคล้องกับค่าบน Nameplate ของมอเตอร์หรือไม่ การตั้งค่าของ VFD สอดคล้องกับวิธีทำงานที่ต้องการหรือไม่ เช่น ปรับเปลี่ยนแรงบิดของพัดลม หรือ ปั๊มน้ำ เป็นต้น ถ้า VFD และมอเตอร์ทำงานไม่เข้ากัน เป็นไปได้ว่าตั้งค่าพารามิเตอร์ไม่ถูกต้องหรือมีการรีเซ็ตค่าเพื่อแก้ปัญหาบางอย่าง

.
3. ตรวจวัดค่าต่าง ๆ (Quick Measurement Checks)

ตรวจวัดแรงดันไฟฟ้าด้านเข้า (Input Voltage) ของ VFD ด้วยเครื่องมือวัดชนิด True–rms Digital Multi-meter ตรวจวัดค่าแรงดันไฟฟ้าไม่สมดุล (Voltage Unbalance) ว่าอยู่ในค่าที่ผู้ผลิตกำหนดหรือไม่ ตรวจวัดความถี่และระดับกระแสฮาร์มอนิก ณ จุดจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับ VFD โดยใช้ PQ Analyzer รวมถึงตรวจวัดกระแสฮาร์มอนิกที่สายป้อนเมนที่จ่ายไฟให้กับโหลดอื่นและ VFD

.

รูปที่ 1 ถ้าชุดควบคุมมอเตอร์ VFD ที่เพิ่งติดตั้งใหม่ทำให้เกิดปัญหา จุดหนึ่งที่ต้องตรวจวัดก็คือแรงดันไฟฟ้าด้านเข้า (Input Voltage)

.
ระบบไฟฟ้าแสงสว่าง (Lighting System)

การปรับปรุงระบบไฟฟ้าแสงสว่างของอาคารหรือโรงงานนอกเหนือจากการเปลี่ยนหลอดไฟที่หมดอายุ หรือทำความสะอาดโคมไฟแล้ว ยังรวมถึงการติดตั้งบัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์แทนบัลลาสต์ชนิดแกนเหล็ก (Magnetic Ballasts) การติดตั้งระบบควบคุมไฟฟ้าแสงสว่างชนิดอิเล็กทรอนิกส์ประกอบด้วยเซนเซอร์ และอุปกรณ์หรี่ไฟ (Dimmer Switch) เป็นต้น ซึ่งการติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เหล่านี้อาจทำให้เกิดปัญหากวนใจได้หากขาดความเข้าใจในคุณสมบัติอุปกรณ์

.

บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์จะสร้างกระแสฮาร์มอนิกป้อนกลับเข้าไปในระบบจ่ายพลังงานไฟฟ้า ในอาคารหรือในโรงงานอุตสาหกรรมเก่ามักจะใช้สายนิวตรอลร่วม (Sharing Neutral) กระแสฮาร์มอนิกที่มีค่าสูงที่ไหลในสายนิวตรอลทำให้สายนิวตรอลเกิดความร้อนเกิน หากไม่ได้แก้ไขก็อาจจะทำให้ตู้ไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าเกิดความร้อนเกินได้

.

อุปกรณ์ควบคุมชนิดอิเล็กทรอนิกส์ที่มีสายนำสัญญาณไฟฟ้าแรงดันต่ำ 0 V ถึง 10 V ต้องติดตั้งอยู่ห่างจากสายไฟฟ้ากำลัง เพื่อป้องกันสัญญาณจากรบกวนซึ่งจะทำให้อุปกรณ์ควบคุมทำงานผิดพลาด วิธีป้องกันที่ดีที่สุดก็คือ เดินสายนำสัญญาณให้สั้นที่สุด

.

ตารางที่ 1 ปัญหาทั่วไปที่มักจะพบภายหลังจากการปรับปรุงระบบไฟฟ้าเพื่อประหยัดพลังงาน

.

.

สรุป

ภายหลังการปรับปรุงระบบไฟฟ้ากำลังเพื่อการประหยัดพลังงาน อาจจะมีปัญหาอื่น ๆ ติดตามมาอีก ซึ่งการแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นควรเริ่มต้นจากการตรวจสอบงานออกแบบ, ตรวจสอบงานที่ได้ติดตั้งไปแล้ว รวมถึงต้องตรวจสอบขั้นตอนการเดินเครื่อง (Start up Procedures) ที่กำหนดไว้ ทั้งนี้ได้สรุปปัญหาที่พบและแนวทางแก้ไขและซ่อมแซมไว้ในตารางที่ 1 แล้ว

.
เอกสารอ้างอิง
1. Solving Problems after Energy Upgrades: EC&M November 2009 page 12–16
2. 
www.ecmweb.com

สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.

ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด