จากประสบการณ์ที่เราได้เข้าไปช่วยลูกค้าในการวิเคราะห์ปัญหาฮาร์มอนิกส์ในสถานประกอบการหลากหลายกรณี ทั้ง ภายในโรงงาน และที่ จุดเชื่อมต่อกับการไฟฟ้า (Point of Common Coupling: PCC) รวมถึงการพูดคุยกับผู้รับผิดชอบในหลายระดับเราพบว่าหากผู้ประกอบการสามารถเข้าใจและตีความผลการตรวจวัดได้อย่างถูกต้อง จะนำไปสู่การตัดสินใจที่ สอดคล้องกับสภาพปัญหาที่แท้จริงของระบบไฟฟ้า
วัตถุประสงค์ของบทความนี้บทความนี้เน้นไปที่ผลการตรวจวัดที่จุดเชื่อมต่อกับการไฟฟ้า โดยตั้งใจเขียนขึ้นเพื่อเป็น แนวทางสำหรับผู้ที่เกี่ยวข้องในสถานประกอบการ ซึ่งมีพื้นฐานด้านเทคนิคแตกต่างกัน ตั้งแต่ผู้ที่ไม่ได้มีความรู้ด้านไฟฟ้าโดยตรงไปจนถึงผู้ที่ทำงานด้านเทคนิคและการบริหารจึงเลือกนำเสนอเนื้อหาในลักษณะที่ เข้าใจได้ง่าย โดยเน้นที่ ภาพรวมและแนวคิด มากกว่ารายละเอียดเชิงลึก
แหล่งกำเนิดของฮาร์มอนิกส์ที่จุด PCC โดยทั่วไประดับฮาร์มอนิกส์ที่วัดได้ที่จุด PCC
สามารถแบ่งแหล่งกำเนิดหลักออกเป็น 3 กลุ่มสำคัญ ดังนี้
1. ฮาร์มอนิกส์พื้นหลังจากระบบโครงข่ายฮาร์มอนิกส์บางส่วน ไม่ได้เกิดจากโหลดในโรงงานโดยตรง แต่ถูกส่งมาจากโครงข่ายไฟฟ้าหรือผู้ใช้รายอื่นที่เชื่อมต่ออยู่ในระบบเดียวกันลักษณะที่พบได้บ่อยคือ ระดับแรงดันฮาร์มอนิกส์ยังคงสูงแม้โรงงานจะมีโหลด non-linear ไม่มากหรือแม้ในช่วงที่โรงงานหยุดเดินเครื่องฮาร์มอนิกส์ลักษณะนี้จึงสะท้อนถึงสภาพโดยรวมของโครงข่าย
มากกว่าพฤติกรรมการใช้ไฟของโรงงานเพียงแห่งเดียว
2.โหลดภายในโรงงานโหลดประเภท non-linear เช่น VFD, Rectifier, UPS หรือ Inverter เป็นแหล่งกำเนิดฮาร์มอนิกส์โดยตรงในกรณีนี้ระดับฮาร์มอนิกส์ที่วัดได้มักเปลี่ยนแปลงตามสภาวะการผลิตทำให้สามารถเชื่อมโยงปัญหากับกระบวนการทำงานภายในโรงงานได้ค่อนข้างชัดเจน
3.การเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟให้กับโรงงานการเปลี่ยนแหล่งจ่าย เช่นจากการรับไฟจากการไฟฟ้าไปใช้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (Generator)หรือการย้ายไปเชื่อมต่อกับสถานีไฟฟ้าอื่นสามารถส่งผลต่อระดับฮาร์มอนิกส์ได้เช่นกัน
เนื่องจาก ลักษณะและความแข็งแรงของระบบไฟฟ้าเปลี่ยนไป
ค่าฮาร์มอนิกส์ที่ PCC บอกอะไรเราได้บ้าง
ค่าฮาร์มอนิกส์ที่จุดเชื่อมต่อกับการไฟฟ้า (PCC) สามารถใช้เป็นข้อมูลสำคัญในการทำความเข้าใจระบบไฟฟ้าได้หลายมิติ
1. ชี้ให้เห็นแหล่งที่มาของปัญหาช่วยบอกได้ว่า ฮาร์มอนิกส์มีแนวโน้มเกิดจากโหลดภายในโรงงานหรือเป็น ฮาร์มอนิกส์พื้นหลังจากโครงข่ายซึ่งเป็นจุดตั้งต้นสำคัญก่อนสรุปสาเหตุของปัญหา
2. แยกปัญหาระดับโรงงาน vs ระดับโครงข่ายหากค่าฮาร์มอนิกส์ยังสูง แม้โรงงานไม่ได้เดินเครื่อง
→ มีแนวโน้มเป็นปัญหาจากโครงข่ายหากค่ามีการเปลี่ยนแปลงตามการใช้งาน
→ มักเกี่ยวข้องกับระบบของโรงงานเอง
3. ประเมินความเสี่ยงในอนาคตค่าฮาร์มอนิกส์ที่ PCC
ช่วยประเมินได้ว่าระบบไฟฟ้ายังมี margin เหลือมากน้อยเพียงใดและมีความเสี่ยงหรือไม่ หากมีการเพิ่มโหลด non-linear ในอนาคต
4. ช่วยตัดสินใจว่าควรแก้ที่ “ต้นน้ำ” หรือ “ปลายน้ำ”การเข้าใจค่าฮาร์มอนิกส์ที่ PCC
ช่วยให้เลือกแนวทางได้เหมาะสมว่าควรแก้ที่ ฝั่งโหลดฝั่งระบบหรือบางกรณีอาจยังไม่ควรแก้ทันที แต่ควร เฝ้าระวังและวางแผน
5. เป็นจุดอ้างอิงตามมาตรฐานมาตรฐานด้านฮาร์มอนิกส์ เช่น IEEE 519
กำหนดให้ใช้ จุด PCC เป็นจุดอ้างอิงหลัก
ในการประเมินผลกระทบต่อโครงข่าย
ดังนั้นค่าที่วัดได้ที่จุดนี้จึงมีความหมายมากเป็นพิเศษ
ตัวอย่างผลเสียของการออกแบบ Solution โดยไม่เข้าใจพฤติกรรมของระบบเพื่อให้เห็นภาพชัดเจน
ลองพิจารณาตัวอย่างที่พบได้บ่อยจากงานหน้างานจริง
กรณีที่ 1: ฮาร์มอนิกส์มาจากโครงข่าย แต่เลือกแก้ที่โหลดในโรงงานหากฮาร์มอนิกส์ที่ PCC เป็น ฮาร์มอนิกส์พื้นหลังจากโครงข่าย
แต่มีการติดตั้งอุปกรณ์แก้ฮาร์มอนิกส์ที่ฝั่งโหลดภายในโรงงานผลที่เกิดขึ้นคือระดับฮาร์มอนิกส์ที่ PCC ไม่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญแม้จะมีการลงทุนไปแล้วกรณีนี้มักทำให้เกิดความเข้าใจผิดว่า“อุปกรณ์ที่ติดตั้งไม่ทำงาน”
ทั้งที่จริงแล้ว แก้ปัญหาผิดจุดตั้งแต่ต้น
กรณีที่ 2: ตรวจวัดในช่วงใช้แหล่งจ่ายชั่วคราวในบางช่วง การตรวจวัดอาจเกิดขึ้นขณะใช้แหล่งจ่ายชั่วคราวหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแทนการรับไฟจากการไฟฟ้าซึ่งมักทำให้ระดับแรงดันฮาร์มอนิกส์สูงกว่าปกติหากนำข้อมูลช่วงนี้ไปออกแบบแนวทางแก้ปัญหา
โดยไม่พิจารณาบริบทของแหล่งจ่ายเมื่อระบบกลับมาใช้แหล่งจ่ายปกติ
ค่าที่วัดได้อาจ แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญ
ทำให้แนวทางที่ออกแบบไว้ ไม่ตอบโจทย์การใช้งานจริง
บทสรุปการเริ่มต้นจากการ เข้าใจข้อมูลให้ถูกต้อง
ช่วยให้การแก้ปัญหาเป็นไปอย่างตรงจุด
ลดความเสี่ยง และหลีกเลี่ยงการลงทุนที่ไม่จำเป็นก่อนจะถามว่า “ควรใช้อุปกรณ์อะไร”
อาจต้องถามก่อนว่า
“เราเข้าใจพฤติกรรมของระบบไฟฟ้าจริงแล้วหรือยัง”