2. ACTIVE FILTER

Active Filter

วงจรกรองความถี่ (Filters) สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ Passive Filters และ Active Filters วงจรกรองความถี่ทำหน้าที่เลือกความถี่ที่ต้องการหรือตัดความถี่ที่ไม่ต้องการออกก็ได้ ถ้าเป็นวงจรกรองความถี่แบบ Passive Filters จะใช้ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำ ส่วนวงจรกรองความถี่แบบ Active Filters จะใช้ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ร่วมกับ อุปกรณ์ขยายสัญญาณ เช่น ออปแอมป์ โดยข้อดีของวงจรกรองความถี่แบบ Active Filters คือ

ไม่มีการสูญเสียของสัญญาณเนื่องจากออปแอมป์สามารถทำการขยายสัญญาณเพื่อชดเชยการลดทอนของสัญญาณได้
ราคาถูก เนื่องจากตัวเหนี่ยวนำในวงจรกรองความถี่แบบ Passive Filters มีราคาสูง สร้างได้ยากกว่า
การปรับค่าวงจรกรองความถี่แบบ Active Filters สามารถปรับค่าความถี่ที่ต้องการได้ง่ายภายใต้ย่านความถี่ที่กว้างกว่าที่สามารถปรับได้ในแบบ Passive Filters
การแยกระหว่างอินพุตและเอาท์พุต เนื่องจากวงจรกรองความถี่แบบ Active Filters ใช้ออปแอมป์ประกอบในวงจรจึงทำให้วงจรกรองความถี่แบบนี้มีอินพุตอิมพิแดนซ์สูงและเอาท์พุตอิมพิแดนซ์ต่ำ ทำให้ไม่มีผลการรบกวนกันระหว่างแหล่งจ่ายสัญญาณอินพุทกับโหลด

โดยวงจรกรองความถี่แบ่งออกเป็น 4 ประเภท คือ วงจรกรองความถี่ต่ำผ่าน (Low Pass Filter Circuit, LPF), วงจรกรองความถี่สูงผ่าน (High Pass Filter Circuit, HPF), วงจรกรองสัญญาณช่วงความถี่ (Band Pass Filter Circuit,BPF), วงจรตัดแถบความถี่ (Notch Filter Circuit, Band Eliminate Filter Circuit, BEF)

สาเหตุที่ต้องกรองความถี่เนื่องมาจากในระบบไฟฟ้ามีการใช้งานอุปกรณ์ที่ทำให้เกิดฮาร์มอนิกในระบบเช่น วงจรอินเวอร์เตอร์ที่ใช้ขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ (Inverters, AC Drives), แหล่งจ่ายไฟแบบไม่หยุดชะงัก (UPSs), คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PCs), เครื่องเชื่อมไฟฟ้า (Electric Welders), โทรทัศน์, พรินเตอร์ เป็นต้น

ฮามอร์นิกเป็นสาเหตุทำให้เกิดปัญหาดังต่อไปนี้

ทำให้กำลังงานสูญเสียของหม้อแปลงเพิ่มขึ้นทั้งจากลวดตัวนำและแกนแม่เหล็ก
กระแสฮาร์มอนิกที่ไหลอยู่ในระบบทำให้เกิดกำลังงานสูญเสียในสายตัวนำมากขึ้นเนื่องจากกระแสฮาร์มอนิกทำให้ค่ากระแสและความต้านทานของสายสูงขึ้น
ทำให้เกิดกำลังงานสูญเสียในคาปาซิเตอร์แก้ค่าตัวประกอบกำลัง (Capacitor Bank) และทำให้เกิดความร้อนสูงขึ้น
กระแสฮาร์มอนิก Triplen (ลำดับที่ 3,6,9..) จะรวมกันไหลอยู่ในสายนิวตรอลทำให้เกิดความร้อนสูง
ทำให้อุปกรณ์ได้รับความเสียหายเนื่องจากได้รับกระแสและแรงดันเกินพิกัด
ผลของกระแสฮาร์มอนิกต่อเครื่องจักรไฟฟ้าโดยเฉพาะอย่างยิ่งมอเตอร์และอุปกรณ์ที่มีการทำงานโดยใช้ผลของสนามแม่เหล็กทำให้กำลังงานสูญเสียเพิ่มขึ้นเป็นผลทำให้เครื่องจักรร้อนและมีอายุการใช้งานสั้นกว่าปกติ
ทำให้รีเลย์และอุปกรณ์ป้องกันทางไฟฟ้าทำงานผิดพลาด
ทำให้มิเตอร์วัดค่าไฟฟ้า (Watt-Hour Meter) ทำการวัดค่าผิดพลาดได้
ทำให้เกิดสัญญาณรบกวน (Noise) ในระบบสื่อสารและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานผิดพลาด

** นอกจากนี้ฮามอร์นิกจะทำให้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator) ไม่สามารถสตาร์ทได้ในกรณีที่ระบบไฟฟ้าหลักใน Data Center มีปัญหา

อุปกรณ์ปรับปรุงค่าพาวเวอร์แฟคเตอร์ในอุดมคติที่สามารถปรับแก้ค่าพาวเวอร์แฟคเตอร์ได้ทั้ง Lagging PF. และ Leading PF. อย่างต่อเนื่องนอกจากนั้นยังสามารถกำจัดกระแสฮาร์มอนิกได้สูงสุดถึง 30% ของพิกัดเครื่องโดยอาศัยการทำงานของอินเวอเตอร์ร่วมกับการควบคุมของ Digital Signal Processing (DSP) ที่ให้ความเร็วในการคำนวนและควบคุมการทำงานสูงสุด

อุปกรณ์ชดเชยกำลังงานรีแอคทีฟและกำจัดฮาร์มอนิกชนิดแอคทีฟสำหรับแรงดันต่ำ (0.4-0.69 kV) ออกแบบและผลิตบนพื้นฐานของอินเวอร์เตอร์ซึ่งทำงานด้วยความถี่สูงซึ่งควบคุมการทำงานด้วย Digital Signal Processor (DSP) ค่าตัวแปรทางไฟฟ้าของระบบจะถูกตรวจจับและคำนวณอย่างแม่นยำโดย DSP เพื่สั่งงานให้ INVERTER จ่ายกระแสไฟฟ้าเข้าสู่ระบบเพื่อชดเชยกำลังงานรีแอคทีฟและกระแสฮาร์โมนิคที่เกิดขึ้นอย่างทันทีทันใด แก้ปัญหาไฟตกชั่งขณะ ไปกระพริบ (Sag/Flicker voltage) เพื่อเพิ่มเสถียรภาพและรักษษระดับแรงดันไฟฟ้าให้คงที่ นอกจากนั้นยังสามารถทำหน้าที่จัดกระแสสมดุลกระแสของระบบไฟฟ้า 3 เฟส (Current /Power /Load unbalance) ทำให้ PASVG สามารถแก้ไขและปรับปรุงให้ระบบไฟฟ้ามีคุณภาพกำลังไฟฟ้าและค่าพาวเวอร์แฟคเตอร์สูงสุด

หลักการออกแบบทั่วไป

ความรู้ที่เกี่ยวข้อง

STATIC VAR GENERATOR (SVG) ต่างจาก ACTIVE POWER FACTOR (APF) อย่างไร?

ปัจจุบันอุปกรณ์ปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้าที่เรียกว่า SVG (Static Var Generator) มีการนำมาประยุกต์ใช้เพื่อแก้ปัญหาคุณภาพไฟฟ้าที่มีปัญหาระดับปานกลางทั้งในงานอาคารและอุตสาหกรรมมากขึ้น ในบทความนี้จะอธิบายถึงความแตกต่างจากอุปกรณ์ปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้าชนิดอื่น คุณสมบัติการทำงาน โครงสร้างวงจร ตลอดจนการงานหรือปัญหาคุณภาพไฟฟ้าที่เหมาะสมจะใช้อุปกรณ์ชนิดนี้
มากกว่า 20 ปีที่ผ่านมา อุปกรณ์ที่ใช้แก้ปัญหากระแสฮาร์มอนิกบนพื้นฐานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์กำลังสำหรับแรงดันต่ำได้แก่ APF (Active Power Filter) ซึ่งมีความสามารถในการกำจัดกระแสฮาร์มอนิกได้ตั้งแต่อันดับ 2 ถึง 50 แต่เนื่องจากราคาที่สูงมากเพราะวงจรต้องสามารถทำงานจ่ายกระแสความถี่สูงถึง 2,500Hz (อันดับ 50 ของความถี่ฐาน 50Hz) จึงทำให้ราคาของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ภายในสูงไปด้วย ในช่วงเวลาใกล้เคียงกันในงานปัญหาคุณภาพไฟฟ้าระดับแรงดันปานกลาง (Medium Volt) อุปกรณ์ที่เรียกว่า STATCOM (Static Synchronous Compensator) ซึ่งทำงานบนพื้นฐานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์กำลังเช่นเดียวกันได้ถูกพัฒนาและประยุกต์ใช้ในงานชดเชยกำลังงานรีแอคทีฟเพื่อแก้ปัญหาค่า PF. แรงดันตกชั่วขณะจากปัญหากำลังรีแอคทีฟ หรือใช้ร่วมกับจูนฟิลเตอร์สำหรับกรองฮาร์มอนิก จากการใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์กำลังมาแก้ปัญหากำลังงานรีแอคทีฟของ STATCOM ที่ระดับแรงดันปานกลางซึ่งมีข้อดีหลายประการ จึงนำมาสู่แนวความคิดที่จะมาใช้กับระดับแรงดันต่ำ ซึ่งจริงๆแล้วอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการทำหน้าที่นี้อยู่แล้วก็คือ APF เพียงแต่การชดเชยกำลังงานรีแอคทีฟเพื่อแก้ปัญหา PF. หรือแรงดันตกชั่วขณะต้องการเพียงกระแสไฟฟ้าที่ความถี่ 50Hz เท่านั้น ด้วยเหตุนี้เราจึงสามารถนำวงจรพื้นฐานของ APF มาปรับลดสเปคของอุปกรณ์อีเล็กทรอนิกส์ภายในที่รองรับการทำงานที่ความถี่ต่ำ รวมถึงความสามารถของหน่วยประมวลผลการควบคุมที่ต้องการน้อยลง เป็นผลให้ต้นทุนในการผลิตต่ำลง และสามารถตอบโจทย์ด้านการชดเชยกำลังงานรีแอคทีฟที่ความถี่ 50Hz เหมือน STATCOM โดยชื่อที่นิยมเรียกสำหรับอุปกรณ์ที่ถูกปรับปรุงนี้ในตลาดคือ SVG นั่นเอง แต่อย่างไรก็ตามถ้าจะเรียกว่า Low voltage STATCOM ก็ได้
ปกติแล้วเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีการใช้งานในอาคารหรือโรงงานอุตสาหกรรมทั่วไปจะสร้างปัญหากำลังงานรีแอคทีฟและกระแสฮาร์มอนิกขึ้นพร้อมๆกันโดยมีอัตราส่วนของกำลังไฟฟ้าผิดเพี้ยน (Distortion Power, D) ที่เกิดจากกระแสฮาร์มอนิกประมาณ 30% ของกำลังไฟฟ้าเสมือน (Reactive/Quadrature Power, Q) ที่ความถี่ 50Hz และอันดับของกระแสฮาร์มอนิกที่มีนัยสำคัญอยู่ที่อันดับสูงสุดคือ 13 จึงได้มีแนวความคิดที่จะปรับปรุงให้ SVG สามารถทำงานที่เงื่อนไขดังกล่าวได้ซึ่งจะทำให้เกิดประโยชน์สูงสุดในการแก้ปัญหาคุณภาพไฟฟ้าสำหรับเครื่องจักรและอุปกรณ์ไฟฟ้าส่วนใหญ่แม้ว่าจะทำให้ต้นทุนในการผลิตสูงกว่าชนิดที่ชดเชยกำลังงานเสมือน (Q) ที่ความถี่ 50Hz ได้อย่างเดียว ซึ่งทางบริษัท เพาเวอร์ ควอลิตี้ทีม จำกัด ได้พัฒนา SVG ที่มีความสามารถในการกำจัดฮาร์มอนิกดังกล่าว
อย่างไรก็ตามมีผู้ผลิต SVG และผู้จำหน่ายหลายรายสร้างความสับสนให้กับลูกค้าโดยพยายามให้ลูกค้าสับสนระหว่าง SVG กับ APF ว่า SVG ที่นำเสนอมีความสามารถในการกำจัดฮาร์มอนิกด้วย โดยใช้จุดขายด้านราคาที่ต่ำและสร้างความเข้าใจผิดเรื่องความสามารถในการกำจัดฮาร์มอนิก

ข้อมูลอื่นๆ

1. ขายและการตลาด

2. งานติดตั้ง

3. งาน Service

2. ACTIVE FILTER

ขายและการตลาด

งานติดตั้ง