ธนาคาร kondensator: คำนิยาม การใช้งาน และประโยชน์

ธนาคารคอนเดนเซอร์คือกลุ่มของคอนเดนเซอร์หลายตัวที่มีอัตราการใช้งานเท่ากันและเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือขนานเพื่อเก็บพลังงานไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าพลังงานไฟฟ้า คอนเดนเซอร์เป็นอุปกรณ์ที่สามารถเก็บประจุไฟฟ้าโดยสร้างสนามไฟฟ้าระหว่างแผ่นโลหะสองแผ่นที่แยกด้วยวัสดุฉนวน ธนาคารคอนเดนเซอร์ถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ เช่น การแก้ไขแฟคเตอร์กำลัง การควบคุมแรงดัน การกรองฮาร์โมนิก และการยับยั้งความผันผวนชั่วคราว

แฟคเตอร์กำลังคืออะไร?

แฟคเตอร์กำลังเป็นการวัดประสิทธิภาพในการใช้พลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ในระบบไฟฟ้า ซึ่งถูกกำหนดเป็นอัตราส่วนระหว่างกำลังจริง (P) กับกำลังปรากฏ (S) โดยกำลังจริงคือกำลังที่ทำงานในโหลด และกำลังปรากฏคือผลคูณของแรงดัน (V) และกระแสไฟฟ้า (I) ในวงจร แฟคเตอร์กำลังยังสามารถแสดงเป็นโคไซน์ของมุม (θ) ระหว่างแรงดันและกระแสได้

แฟคเตอร์กำลัง = P/S = VI cos θ

แฟคเตอร์กำลังที่ดีที่สุดคือ 1 ซึ่งหมายความว่าพลังงานที่จ่ายเข้ามาทั้งหมดจะถูกแปลงเป็นงานที่มีประโยชน์ และไม่มีกำลังปฏิกิริยา (Q) ในวงจร กำลังปฏิกิริยาคือกำลังที่ไหลไปและกลับระหว่างแหล่งกำเนิดและโหลดเนื่องจากมีอุปกรณ์เหนี่ยวนำหรืออุปกรณ์เก็บประจุ เช่น มอเตอร์หม้อแปลง คอนเดนเซอร์ ฯลฯ กำลังปฏิกิริยาไม่ทำงานใดๆ แต่ทำให้เกิดการสูญเสียเพิ่มขึ้นและลดประสิทธิภาพของระบบ

กำลังปฏิกิริยา = Q = VI sin θ

แฟคเตอร์กำลังของระบบสามารถอยู่ระหว่าง 0 ถึง 1 ขึ้นอยู่กับประเภทและปริมาณโหลดที่เชื่อมต่อ แฟคเตอร์กำลังต่ำแสดงถึงความต้องการกำลังปฏิกิริยาสูงและการใช้พลังงานที่จ่ายเข้ามาไม่ดี แฟคเตอร์กำลังสูงแสดงถึงความต้องการกำลังปฏิกิริยาต่ำและการใช้พลังงานที่จ่ายเข้ามาดี

ทำไมการแก้ไขแฟคเตอร์กำลังถึงสำคัญ?

การแก้ไขแฟคเตอร์กำลังคือกระบวนการปรับปรุงแฟคเตอร์กำลังของระบบโดยการเพิ่มหรือลดแหล่งกำเนิดกำลังปฏิกิริยา เช่น ธนาคารคอนเดนเซอร์หรือคอนเดนเซอร์ซิงโครนัส การแก้ไขแฟคเตอร์กำลังมีประโยชน์สำหรับทั้งผู้ให้บริการและผู้ใช้ เช่น:

• ลดการสูญเสียทางสายและปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ: แฟคเตอร์กำลังต่ำหมายถึงกระแสไฟฟ้าที่ไหลสูงในระบบ ซึ่งเพิ่มการสูญเสียจากการต้านทาน (I2R) และลดระดับแรงดันที่ปลายโหลด ด้วยการเพิ่มแฟคเตอร์กำลัง กระแสไฟฟ้าที่ไหลจะลดลง และการสูญเสียจะลดลง ส่งผลให้ระดับแรงดันสูงขึ้นและประสิทธิภาพของระบบดีขึ้น

• เพิ่มความจุและความน่าเชื่อถือของระบบ: แฟคเตอร์กำลังต่ำหมายถึงความต้องการกำลังปรากฏจากแหล่งกำเนิดสูง ซึ่งจำกัดปริมาณกำลังจริงที่สามารถส่งไปยังโหลด ด้วยการเพิ่มแฟคเตอร์กำลัง ความต้องการกำลังปรากฏจะลดลง และสามารถส่งกำลังจริงมากขึ้นไปยังโหลด ส่งผลให้ความจุและความน่าเชื่อถือของระบบสูงขึ้น

• ลดค่าธรรมเนียมและโทษจากผู้ให้บริการ: ผู้ให้บริการหลายแห่งเรียกเก็บค่าธรรมเนียมเพิ่มเติมหรือกำหนดโทษสำหรับผู้ใช้ที่มีแฟคเตอร์กำลังต่ำ เนื่องจากทำให้เกิดภาระมากขึ้นบนเครือข่ายการส่งและกระจายพลังงาน และเพิ่มค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน ด้วยการเพิ่มแฟคเตอร์กำลัง ค่าธรรมเนียมหรือโทษเหล่านี้สามารถหลีกเลี่ยงหรือลดลง ส่งผลให้ค่าไฟฟ้าของผู้ใช้ลดลง

ธนาคารคอนเดนเซอร์ทำงานอย่างไร?

ธนาคารคอนเดนเซอร์ทำงานโดยการให้หรือดูดกำลังปฏิกิริยาจากหรือไปยังระบบ ขึ้นอยู่กับโหมดการเชื่อมต่อและตำแหน่ง มีสองประเภทหลักของธนาคารคอนเดนเซอร์: ธนาคารคอนเดนเซอร์ขนาน และธนาคารคอนเดนเซอร์อนุกรม

ธนาคารคอนเดนเซอร์ขนาน

ธนาคารคอนเดนเซอร์ขนานเชื่อมต่อขนานกับโหลดหรือที่จุดเฉพาะในระบบ เช่น สถานีเปลี่ยนแรงดันหรือสายส่ง ธนาคารคอนเดนเซอร์ขนานให้กำลังปฏิกิริยาที่นำหน้า (Q บวก) เพื่อลดหรือยกเลิกกำลังปฏิกิริยาที่ตามหลัง (Q ลบ) ที่เกิดจากโหลดเหนี่ยวนำ เช่น มอเตอร์ หม้อแปลง ฯลฯ ซึ่งทำให้แฟคเตอร์กำลังของระบบดีขึ้นและลดการสูญเสียทางสาย

ธนาคารคอนเดนเซอร์ขนานมีข้อดีกว่าอุปกรณ์ชดเชยกำลังปฏิกิริยาประเภทอื่นๆ ดังนี้:

• มีโครงสร้างที่ค่อนข้างง่าย ราคาถูก และง่ายต่อการติดตั้งและบำรุงรักษา

• สามารถเปิดหรือปิดได้ตามการเปลี่ยนแปลงของโหลดหรือความต้องการของระบบ

• สามารถแบ่งออกเป็นหน่วยย่อยหรือขั้นตอนเพื่อให้ความยืดหยุ่นและแม่นยำในการควบคุมกำลังปฏิกิริยา

• สามารถปรับปรุงความมั่นคงและคุณภาพของแรงดันที่ปลายโหลดโดยให้การสนับสนุนกำลังปฏิกิริยาท้องถิ่น

อย่างไรก็ตาม ธนาคารคอนเดนเซอร์ขนานก็มีข้อเสียหรือข้อจำกัดบางประการ เช่น:

• อาจทำให้เกิดปัญหาแรงดันสูงเกินหรือความสั่นสะเทือนหากไม่ได้ออกแบบหรือประสานงานกับอุปกรณ์อื่นในระบบอย่างเหมาะสม

• อาจทำให้เกิดฮาร์โมนิกหรือการบิดเบือนในระบบหากไม่ได้กรองหรือป้องกันอย่างเหมาะสม

• อาจไม่มีประสิทธิภาพสำหรับสายส่งระยะยาวหรือโหลดกระจาย

ธนาคารคอนเดนเซอร์อนุกรม

ธนาคารคอนเดนเซอร์อนุกรมเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโหลดหรือสายส่ง ลดความต้านทานที่มีผลในวงจร ธนาคารคอนเดนเซอร์อนุกรมให้กำลังปฏิกิริยาที่ตามหลัง (Q ลบ) เพื่อลดหรือยกเลิกกำลังปฏิกิริยาที่นำหน้า (Q บวก) ที่เกิดจากโหลดเก็บประจุ เช่น สายเคเบิลยาว สายส่ง ฯลฯ ซึ่งทำให้การควบคุมและเสถียรภาพของแรงดันในระบบดีขึ้น

ธนาคารคอนเดนเซอร์อนุกรมมีข้อดีกว่าธนาคารคอนเดนเซอร์ขนาน เช่น:

• สามารถเพิ่มความสามารถในการส่งกำลังและประสิทธิภาพของสายส่งระยะยาวโดยลดการสูญเสียทางสายและแรงดันตก

• สามารถลดกระแสไฟฟ้าขณะเกิดเหตุและระดับความผิดปกติของระบบโดยเพิ่มความต้านทานของเส้นทางการเกิดเหตุ

• สามารถปรับปรุงการตอบสนองชั่วคราวและการลดแรงสั่นสะเทือนของระบบโดยลดความถี่ธรรมชาติและการสั่นสะเทือน

อย่างไรก็ตาม ธนาคารคอนเดนเซอร์อนุกรมก็มีข้อเสียหรือข้อจำกัดบางประการ เช่น:

• อาจทำให้เกิดปัญหาแรงดันสูงเกินหรือความสั่นสะเทือนหากไม่ได้ออกแบบหรือป้องกันอย่างเหมาะสม ตัวอย่างเช่น ในกรณีเกิดเหตุ แรงดันที่คอนเดนเซอร์อาจเพิ่มขึ้นถึง 15 เท่าของค่าที่กำหนด ซึ่งอาจทำให้คอนเดนเซอร์หรืออุปกรณ์อื่นในระบบเสียหาย

• อาจทำให้เกิดฮาร์โมนิกหรือการบิดเบือนในระบบหากไม่ได้กรองหรือชดเชยอย่างเหมาะสม

• อาจไม่มีประสิทธิภาพสำหรับแรงดันต่ำหรือโหลดกระจาย

ทิป