การปรับปรุงค่า Power Factor ในระบบไฟฟ้าด้วย Capacitor Bank

ค่า Power Factor < 0.85 มีผลอย่างไรต่อระบบไฟฟ้า ?

        เมื่อระบบไฟฟ้ามีค่า Power Factor (P.F) ต่ำ จะส่งผลให้ความสามารถในการจ่ายไฟฟ้า (capacity) ของหม้อแปลงลดลงและถ้าความสามารถในการจ่ายไฟฟ้าให้กับโหลดของหม้อแปลงใกล้เต็มแล้ว ก็จะทำให้ไม่สามารถ จ่ายไฟฟ้าให้กับโหลดไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นได้ แม้ว่ากำลังไฟฟ้า (kW) ที่ใช้อยู่จะยัง
ไม่เต็มก็ตาม นอกจากนี้ในกรณีที่ผู้ใช้ไฟฟ้าใช้สายไฟยาวมาก ก็จะทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลในสายไฟมีค่าสูงขึ้นและความร้อนในสายเพิ่มขึ้น ส่งผลให้เกิดค่าสูญเสีย
(losses) ตามขนาดของกระแสยกกำลังสอง และที่สำคัญผู้ใช้ไฟฟ้า จะต้องเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มให้กับการไฟฟ้า คือค่า reactive power (kVAR charge) ในส่วนที่ต่ำกว่ามาตรฐาน 0.85 อีกด้วย

         ดังนั้นเพื่อควบคุมค่า P.F. ในโรงงานไม่ให้ต่ำกว่า 0.85 จึงต้องมีการติดตั้ง Capacitor Bank เพิ่มเข้าไปในระบบไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้วการไฟฟ้าจะกำหนด
ให้ผู้ใช้ไฟฟ้าติดตั้ง Capacitor Bank มีขนาดไม่น้อยกว่า หรือ เท่ากับ 30% ของขนาดหม้อแปลงไฟฟ้า และต้องสัมพันธ์กับลักษณะโหลดทางไฟฟ้าที่ใช้อยู่ คือ
        - ถ้าเป็น Inductive Load เช่น induction motor ขนาดของ Capacitor Bank อาจจะต้องเพิ่มขึ้น
        - ถ้าเป็น Resistive Load เช่น เครื่องทำความร้อน ขนาดของ Capacitor Bank อาจจะต้องลดลง

        จะเห็นได้ว่า โหลดทั้งสองตัวใช้แรงดัน และกระแสไฟฟ้าที่เท่ากัน แต่จากการที่โหลดตัวที่ 1 มีค่า Power Factor (P.F.) น้อยกว่าโหลดตัวที่ 2 จึงได้กำลังไฟใช้งานที่น้อยกว่า

หน้าที่หลักของ Capacitor Bank
        1. ปรับปรุงเพาเวอร์แฟคเตอร์ โดยการจ่ายกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ เช่น มอเตอร์ เครื่องทำความร้อน เครื่องเชื่อมไฟฟ้า เป็นต้น
        2. แก้ปัญหาฮาร์โมนิกส์ โดยการติดตั้ง คาปาซิเตอร์อนุกรมกับรีแอคเตอร์ซึ่งเรียกรวมกันว่า ฟิลเตอร์แบงค์ (Filter Bank)
        3. แก้ปัญหาไฟกระพริบ ไฟกระเพื่อม โดยการใช้ไทริสเตอร์ (Thyrister) ในการตัดต่อคาปาซิเตอร์ทำให้สามารถจ่ายกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟได้อย่างรวดเร็ว

ข้อดีของ Capacitor Bank ต่อระบบไฟฟ้า

1. ช่วยลดค่าปรับจากการไฟฟ้าเนื่องจากค่า Power Factor ต่ำกว่า 0.85

        กรณีที่ระบบไฟฟ้าของผู้ใช้มีค่า P.F. ต่ำ การไฟฟ้าจะต้องรับภาระในการจ่าย reactive power เป็นจำนวนมาก ต้องใช้เครื่องกำเนิด ไฟฟ้าที่มีขนาดใหญ่ขึ้น รวมทั้งทรัพยากรที่มากขึ้นเพื่อที่จะสามารถผลิต กำลังไฟฟ้าทั้งใน ส่วน Active และ Reactive Power ตามความต้องการของผู้ใช้ แต่ทจี่ รงิ แล้ว reactive power ผู้ใช้สามารถสร้างเองได้โดยใช้ capacitor ดงั นนั้ การไฟฟ้าจงึ ออกกฎเพอื่ ควบคมุ ค่า P.F. ของโรงงานต่าง ๆ โดยกำหนดว่า “ หากโรงงานใดมีค่า P.F. ที่ต่ำกว่า 8.5 จะต้องเสียค่าปรับ Power Factor ”

2. ช่วยลดโหลดของหม้อแปลง

        เมื่อผู้ใช้ไฟฟ้ามีเพิ่มปริมาณโหลดขึ้นเรื่อย ๆ กับหม้อแปลงตัวเดิมจะส่งผลให้หม้อแปลงต้องจ่ายกระแสเกินพิกัด (Overload) ทางแก้ไขวิธีหนึ่งคือ ติดตั้งหม้อแปลงเพิ่มขึ้น แต่การติดตั้ง Capacitor Bank ก็สามารถช่วยลดโหลดของหม้อแปลงนั้นได้ คือ จากเดิมหม้อแปลงต้องรับภาระจ่ายค่า Reactive Power เองทั้งหมด ถ้ามีการติดตั้ง Capacitor Bank ก็จะช่วยรับภาระในส่วนนี้แทน ทำให้หม้อแปลงตัวนั้นมีกำลังเหลือเฟือเพื่อที่จะจ่ายให้กับโหลดส่วนอื่น ๆ เพิ่มเติมได้

3. ช่วยลดค่าไฟฟ้าที่สูญเสียไปในรูปของความร้อนในสายไฟและหม้อแปลง

        การติดตั้ง Capacitor Bank จะช่วยลดกำลังสูญเสียในสายไฟและหม้อแปลงไฟฟ้า จึงเป็นการประหยัดพลังงาน อีกทั้ง ยังลดความร้อนที่เกิดขึ้นในอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ ได้ แต่ทว่าในประเทศไทยนิยม ติดตั้งตู้ Capacitor Bank ติดกับตู้ MDB หรือก็คือใกล้กับหม้อแปลงมาก จึงทำให้ไม่สามารถทำหน้าที่ในการช่วยลดประมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลในระบบไฟฟ้าได้อย่างชัดเจน