การทดลองที่ 6
Power and Energy of Various Loads
อุปกรณ์ประกอบการทดลอง
1.) kWh meter MH-96 ชุดทดลอง kWh meter (3 PH) 1 ชุด
2.) Wattmeter 3 Phase Unbalance JIS C1102 YEW 1 เครื่อง
3.) Wattmeter AC+DC JIS C1102 YOKOGAWA 1 เครื่อง
4.) Power Factor meter YEW 1 เครื่อง
5.) Energy meter Iskra wso 101 (ชุดการทดลอง)Wh meter 3 PH Digital 1 เครื่อง
6.) Junction Box เครื่องใหญ่ 1 เครื่อง
เครื่องเล็ก 1 เครื่อง
7.) ชุดทดลอง kWh meter 1 PH (จานหมุน) 1 ชุด
kWh meter MF 63E
kWh meter MF 37E
8.) Ammeter AC MODULE SK-5000A ACC 2% 1 เครื่อง
9.) Voltmeter AC MODULE SK-5000B ACC 2 % 1 เครื่อง
10.)Power meter PX 120 1 เครื่อง
11.) Capacitor (ชุดการทดลอง) 7.48 uF , 7.82 uF , 7.81 uF , 7.74 uF 1 ชุด
12.) กระติกน้ำร้อน 1 เครื่อง
วัตถุประสงค์
-เพื่อให้สังเกตความถูกต้องของการวัดด้วยเครื่องมือวัด 1 เฟส และ 3 เฟส
-เพื่อเปรียบเทียบการวัดพลังงานด้วยเครื่องวัดต่างชนิดกัน
-เพื่อสังเกตผลของการปรับปรุง Power Factor ต่อค่ากำลังไฟฟ้า และ พลังงานที่ใช้
ทฤษฎี
ทฤษฎี
Power factor
โดยทั่วไปอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ในอาคารหรือโรงงานนั้นต้องอาศัยทั้งกำลังไฟฟ้าจริง (Real Power) และกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ (Reactive Power) เพื่อใช้ในการทำงาน ค่าสัดส่วนของกำลังไฟฟ้าทั้งสองชนิดดังกล่าวบ่งบอกถึงค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้า (Power Factor) ของอุปกรณ์ไฟฟ้าแต่ละชนิดหรือของอาคารหรือโรงงานโดยรวม ตามปกติหากค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้า(Power Factor) มีค่าต่ำย่อมหมายความว่า กำลังไฟฟ้ารวม (Total or Apparent Power) มีค่าสูงขึ้นอัน เนื่องมาจากการที่มีกำลัง ไฟฟ้ารีแอคทีฟสูงขึ้น ในขณะที่กำลังไฟฟ้าจริงที่ก่อให้เกิดงานมีค่าเท่าเดิม (ตัวประกอบกำลังลดลง กระแสไฟฟ้ามีค่าสูงขึ้น) ซึ่งถือได้ว่าเป็นความสูญเสียของระบบจ่ายไฟฟ้า ด้วยเช่นกัน
หากโรงงานอุตสาหกรรมใด มีอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เป็นโหลดแบบเหนี่ยวนำ (Inductive Load) หรือเป็นโหลดแบบเก็บประจุไฟฟ้า (Capacitive Load) ชนิดใดชนิดหนึ่งเพียง อย่างเดียว จะทำให้ค่าตัว ประกอบกำลังไฟฟ้าต่ำ แต่ถ้านำอุปกรณ์สองประเภทนี้มาใช้ร่วมกันในอัตราที่เหมาะสม จะทำให้ค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าสูงถึง 95-100% ซึ่งวิธีนี้ เรียกว่า วิธีการแก้ไขค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้า
การแก้ไขค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าก็คือการเพิ่มค่าCOSθ หรือลดมุมθ ที่แตกต่างกันระหว่างแรงดันไฟฟ้ากับกระแสไฟฟ้าให้มีค่าน้อยที่สุด เพื่อเพิ่มค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์ ให้ใกล้เคียง 1 มากที่สุด(Power Factor = 1.0 คือค่าที่ดีที่สุด เสมือนกับว่าระบบไฟฟ้าสามารถใช้ให้เกิดประโยชน์ได้เต็ม 100%)
โดยทั่วไปสามารถแก้ไขค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าให้สูงขึ้นโดยการใช้ตัวเก็บประจุไฟฟ้า(Capacitor) ต่อเข้าไปในระบบไฟฟ้า โดยเป็นการเพิ่มกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ (มีหน่วยเป็น kVar) ที่เข้าไปหักล้างกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟเดิม (Q1) ให้ลดลงเหลือเป็นกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟใหม่ (Q2) ซึ่งทำให้ผลรวมของกำลังไฟฟ้าทั้งหมด (S2) มีค่าลดลงจากเดิม (S1)
ประโยชน์ของการปรับปรุงค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์ (PF) ให้เหมาะสม คือ
-ลดรายจ่ายค่าปรับเพาเวอร์แฟคเตอร์จากการไฟฟ้าฯ
-ช่วยลดโหลดของหม้อแปลง
-ลดค่าไฟฟ้าที่สูญเสียไปในรูปของความร้อน ในสายไฟ และหม้อแปลงภาพการทดลอง
ตารางผลการทดลอง
kWh meter MH-96 40 rev/kWh
Wh meter 3 PH Digital กระพริบ 1000 ครั้ง/kWh
kWh meter MF 63E 1200 rev/kWh
kWh meter MF 63E 1000 rev/kWh
สรุปผลการทดลอง
จากการทดลองมอเตอร์แบบ 3 เฟส และ แบบ 1 เฟส ให้ผลในการวัดใกล้เคียงกัน ในความเชื่อที่ว่า ถ้าใช้มิเตอร์ 3 เฟสจะสามารถลดค่าไฟได้นั้นจึงผิด และไม่ว่าจะใช้อุปกรณ์วัดแบบดิจิตอลก็ให้ค่าใกล้เคียงกัน แต่ต้องเป็นมิเตอร์ที่ได้มาตรฐาน และในการปรับปรุง Power factor ของปลั๊กประหยัดไฟจะช่วยให้ Reactive power ลดลง ซึ่งไม่ได้เกี่ยวกับกำลังงานจริง (Real power) จึงสามารถลดค่าไฟฟ้าได้