Power factor correction การปรับปรงุคาเพาเวอรแฟคเตอร P (kW)

S (kVA)

Q (kvar)

49

50

ขอ้ดีของการปรบัปรุง POWER FACTOR

51

การแกเพาเวอรแฟกเตอร

θ 1 θ2

หลัง แกเพาเวอรแฟกเตอร

กอน แกเพาเวอรแฟกเตอร

P

S2

S1 Q1

QC

Q2

0

0

0 190 0

CosCos

=

=

52

ชวยลดกระแสไฟฟาในสวนท่ีใชสรางสนามแมเหล็กไฟฟาท่ีจายใหกับโหลด ทําให

สามารถเพิ่มโหลดได 15-20% โดยไมตองเพิ่มขนาด KVA ของหมอแปลง ขนาด

สายไฟและอุปกรณปองกัน

Active Power Reactive Power Available Active Power

ขอดีของการปรับปรุง Power Factor

53

kVA = kW cos θ

ชวยลดโหลดของหมอแปลงได ในกรณีหมอแปลงโอเวอรโหลด

• หากโหลด (kW) > Sn ควรเปล่ียน/เพิ่มหมอแปลง

• หากโหลด (kW) < Sn ใชคาปาซิเตอร ชวยจาย Reactive

energy(VAR) ใหกับโหลด ทําใหหมอแปลงมีกําลังเหลือ

โหลด kvar kW

over l oad

หมอแปลง

Sn (kVA)

kVA= kW2+kvar2

>Sn

Sn kW jkVar= +

54

55

Event #1 at 30/10/2012 13:28:14.439Waveforms

Timeplot

13:2930/10/2012

Tuesday

13:30 13:31 13:32 13:33 13:34 13:35 13:36

380

385

390

395

Volts

A-B Vrms (min) B-C Vrms (min) C-A Vrms (min)

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

Amps

A Irms (max) B Irms (max) C Irms (max)

Dran-View 6.5.00 HASP : 959689171 (3933B1D3h)

56

BEFOR AFTER

57

BEFOR AFTER

58

ขอดีของการปรับปรุง Power Factor

ชวยลดความสูญเสีย (Loss) เนื่องจากความรอนที่เกิดขึ้นในฉนวนของ

สายไฟทําใหมีอายุการใชงานเพ่ิมขึ้น

59

ขอดีของผลการแกเพาเวอรแฟกเตอร

ลดกระแสในหมอแปลง และ เคเบิ้ล

100

120

140

160

180

200

220

1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5Cos ϕ

%In

0.95

* Current drawn from the networks reduced. * Reduction factor of In(%) = [1- (Cos θ 1 / Cos θ 2)] x 100 * Cos θ = 1 : In = 100% (required useful current) * For the same kW, In is reduced by 26.3% when power factor rises from 0.70 to 0.95 Cos θ

60

ขอดีของผลการแกเพาเวอรแฟกเตอร ลดความสูญเสีย (loss reduction , I2R) กรณเีคเบิ้ล

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1Cos ϕ (initial value)

% Reduction in losses

46%

0.80.8

0.9

0.9

1

0.85

0.95

0.9

* Reduction factor of I2R [kW] in(%) = [1 - (Cos θ 1 / Cos θ 2)2 ] x 100 * For the same load, the losses are reduced by 46% when P.F. rises from 0.70 to 0.95

Cos θ

61

ชวยลดคาใชจายจากการใช KVAR ของการไฟฟา

คิดคาใชจายจาก KVAR ที่มากกวา 61.97% ของ KW สูงสุด

ที่ PF = 0.85

ขอดีของการปรับปรุง Power Factor

จากรูป Power Triangle

Tan θ = KVAR / KW

Tan (Cos-1 0.85) = 0.6197

KVAR = 0.6197xKW

KVAR

KW

=Cos-1 0.85

PF=0.75 : Tan (Cos-1 0.75) = 0.8819

PF=0.95 : Tan (Cos-1 0.95) = 0.3287 PF=0.85 : Tan (Cos-1 0.85) = 0.6197

62

เกิดการชํารุดของ Capacitor และ Fuse เนื่องจากเกิด “ปญหาเรโซแนนซ”

ระหวางคา Inductance ของหมอแปลงและคา Capacitance ของ Capacitor ทําให

มีการขยายกระแสฮารโมนิกสจากระบบไฟฟาไหลเขาสู Capacitor

เกิดคาใชจายในการลงทุนตดิตัง้อุปกรณในสวนของ Power Factor Controller,

Capacitor Bank, fuse, Magnetic Contactor

ขอเสียของการปรับปรุง Power Factor

เกิดแรงดันเกินขึ้นในระบบไฟฟาขณะ Light Load สงผลใหอุปกรณไฟฟาเกิด

การชาํรุดเสียหาย เนื่องจากการปรับปรุง PF ท่ีมากเกินไป (PF ใกลเคียง 1.0)

63

วิธีการคํานวณขนาดของคาปาซเิตอรที่ตองติดต้ัง

ขนาดของคาปาซิเตอรที่ตองเพ่ิมใหกับระบบ

( )( )

1 1

2 2

1 2

tantan

(tan tan )%

%

kVAR kWkVAR kW

kVAR kWCapacitor kVAR Ztr

VTransformer KVA

θθθ θ

= ×= ×

∆ = −

×∆ =

64

ตารางคา KW Multipliers สําหรับคํานวณคา KVAR

Original Power Factor

Corrected Power Factor

1.00 0.95 0.90 0.85 0.80

0.83 0.672 0.343 0.188 0.052

0.84 0.646 0.317 0.162 0.206

0.85 0.620 0.291 0.136

0.86 0.593 0.264 0.109

0.87 0.567 0.238 0.083

0.89 0.512 0.183 0.028

0.90 0.484 0.155

0.91 0.456 0.127

0.92 0.426 0.097

0.93 0.395 0.066

0.94 0.363 0.034

0.95 0.329

0.96 0.292

0.97 0.251

0.99 0.143

Original Power Factor

Corrected Power Factor

1.00 0.95 0.90 0.85 0.80

0.60 1.333 1.004 0.849 0.713 0.583

0.62 1.266 0.937 0.782 0.646 0.516

0.64 1.201 0.872 0.717 0.581 0.451

0.66 1.138 0.809 0.654 0.518 0.388

0.68 1.078 0.749 0.594 0.458 0.328

0.70 1.020 0.691 0.536 0.400 0.270

0.72 0.964 0.635 0.480 0.344 0.214

0.74 0.909 0.580 0.425 0.289 0.159

0.76 0.855 0.526 0.371 0.235 0.105

0.78 0.802 0.473 0.318 0.182 0.052

0.79 0.776 0.447 0.292 0.156 0.026

0.80 0.750 0.421 0.266 0.130

0.81 0.724 0.395 0.240 0.104

0.82 0.698 0.369 0.214 0.078

65

ตัวอยางการคํานวณคา KVAR

โรงงานแหงหนึ่งมีโหลดขนาด 1,000 KW ท่ีคา p.f. เทากับ 0.6

ถาตองการปรับปรุงคา pf เปน 0.8 จะตองติดตั้ง Capacitor ขนาดก่ี KVAR

จากตารางคา KW Multipliers :

เพ่ือปรับปรุงคา p.f. จาก 0.6 เปน 0.8 ; KW Multipliers เทากับ 0.583

ขนาดของ Capacitor ท่ีตองการ = KWx KW Multipliers

= 1,000x0.583 = 583 KVAR

เลือกใช Capacitor ขนาด 600 KVAR (12x50 KVAR)

Original Power Factor

Corrected Power Factor

1.00 0.95 0.90 0.85 0.80

0.60 1.333 1.004 0.849 0.713 0.583

66

NOMOGRAM

Initial PF K Target PF

0.9

0.74

K = 0.42

67

ตัวอยาง Factory Transformer 2,000 KVA

Average PF = 0.74 Average Load = 1,480 KW

Required PF = 0.9

1. Using Nomogram

– Capacitor required = KW x k

– Capacitor required = 1,480 x 0.42 = 621.6 or 650KVAR

– Capacitor Bank size = 9 x 75 Kvar ( 675 KVAR)

การออกแบบ CAPACITOR BANK

68

• คิดจากบิลคาไฟ

1. หาคา PF ขณะปจจุบัน

หมายเหตุ :

•ควรพิจรณาจากบิลคาไฟหลายๆเดือน

•คาทุกคาในสูตร หาไดในบิลจากการไฟฟา

•คาความตองการกําลังไฟฟา คือคาPeak demand

•คาPF.สามารถดูจาก Power meterได ในในกรณีที่มีอยูแลว

วิธีการคํานวณขนาดของ Capacitor(kVAR) ที่ควรติดตั้ง

( )22 power Reactive ค่าฟฟ้างการกําลังไค่าความต้อ

ฟฟ้างการกําลังไค่าความต้อ

+=PF

69

วิธีการคํานวณขนาดของ Capacitor(kVAR) ที่ควรติดตั้ง

•ตัวอยางบิลคาไฟ

70

วิธีการคํานวณขนาดของ Capacitor(kVAR) ที่ควรติดตั้ง

71

คิดจากบิลคาไฟ (ตอ)

2. กําหนดวาตองการ PF.หลังการปรับปรุงมีคาเทาใด?

การไฟฟากําหนดใหมี PF. มากวา 0.85

โดยทั่วไปผูใชไฟตองการ PF. ใหมที่ 0.9-0.95

วิธีการคํานวณขนาดของ Capacitor(kVAR) ที่ควรติดตั้ง

72

คิดจากบิลคาไฟ (ตอ)

3. เทียบตารางเพื่อหาคา kVAR ท่ีตองติดตั้ง

Cap (kVAR) ท่ีตองติดตั้ง

= คาจากตาราง x คาความตองการกําลังไฟฟา (peak demand)

วิธีการคํานวณขนาดของ Capacitor(kVAR) ที่ควรติดตั้ง

73

วัดคาดวยมิเตอร

ใชเพาเวอรมิเตอรวัดคาความตองการกําลังไฟฟา kW

และ kVARสูงสุดของแตละเดือน

หาคา cap (kVAR ) ท่ีตองการโดย

การใชตาราง (เหมือนกับวิธีแรก)

วิธีการคํานวณขนาดของ Capacitor(kVAR) ที่ควรติดตั้ง

74

ใชวิธีการประมาณ

คาคาปาซิเตอร (kVAR)ที่ควรติดต้ัง

= 0.3 x ขนาดหมอแปลง(kVA)

หมายเหต ุ: สมมุติวาใชหมอแปลงเต็มพกัิด

ท่ีมา : สมมุติวาโรงงานมีคา PF.=0.75 กอนปรับ และตองการคา PF.ใหมเปน 0.9 เม่ือ

เทียบจากตารางแลวจะไดคาcap(kVAR)ท่ีตองติดต้ังประมาณ 0.4 ของคาความตองการ

กําลังไฟฟา หรือเทากับประมาณ 0.3ของคา ขนาดหมอแปลง(kVA) น่ันเอง

วิธีการคํานวณขนาดของ Capacitor(kVAR) ที่ควรติดตั้ง

75

การคายประจคุาปาซิเตอรท่ีชดเชย (kVARcomp)

• การคายประจุมีวิธีการปลอยประจุที่เหมาะสม

• กรณี แรงดันตํ่า < 1000 V ลดลงเหลือ 75 โวลต ภายใน 3 นาที

• กรณี แรงดันสูง > 1000 V ลดลงเหลือ 75 โวลต ภายใน 10 นาที

Circuit Breaker : ICB > 1.50 x ICap

Fuse : IFuse > 1.65 x ICap

การป้องกนักระแสเกิน

76

การป้องกนักระแสเกิน

77

การคํานวณหาค่ากระแสคาปาซิเตอร ์

78

การดแูล ตรวจสอบชดุคาปาซิเตอร ์

การตรวจสอบสภาพทั่วไป

79

การดแูล ตรวจสอบชดุคาปาซิเตอร ์

การตรวจสอบคาทางไฟฟา

1. การตรวจสอบคาความเปนฉนวน

2. การตรวจสอบคากระแสคาปาซิเตอร

3. การตรวจสอบคาคาปาซิแตนซ

80

ตารางคามาตรฐานกระแส , แรงดนัและ คาคาปาซิแตนซ

ขนาด kVAr คากระแส Amp คาแรงดนั Volt คาคาปาซิแตนซ Microfarad

15 20.9 400 149.2

20 27.8 400 198.9

30 41.7 400 298.8

50 69.6 400 497.3

75 104.3 400 746.0

หมายเหตุ : คาคาปาซิแตนซ ท่ีคาํนวณจากคาปาซิเตอรแบบแรงตํ่าท่ีตอวงจรแบบเดลตา

81

การตรวจสอบคาคาปาซิแตนซ

82

ตรวจสอบขอมูลจาก AMR

83

84

พิจารณาจากสถิติการใชไฟฟา

LIMIT = kWpeak x 0.6197

85

พิจารณาจากสถิติการใชไฟฟา

86