ปัญหาที่พบบ่อยในระบบไฟฟ้ามีอะไรบ้าง

Transient voltages (แรงดันไฟฟ้ากระชาก)

Transient voltages (แรงดันไฟฟ้ากระชาก) หมายถึงการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าในช่วงเวลาสั้นๆ ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้จากหลายปัจจัยและอาจมีผลกระทบต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือระบบไฟฟ้าโดยรวม ขึ้นอยู่กับความแรงและลักษณะของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า

สาเหตุของการเกิด Transient Voltages

1. ฟ้าผ่า (Lightning strikes) - การเกิดฟ้าผ่าอาจทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้า transient ขนาดใหญ่ ซึ่งอาจทำให้การทำงานของระบบไฟฟ้าเสียหายหรือทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าเสียหายได้
2. การเปิดหรือปิดสวิตช์ (Switching) - การเปิดหรือปิดสวิตช์ไฟฟ้าสามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของแรงดันในวงจร ซึ่งอาจทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าชั่วคราว
3. การเปลี่ยนแปลงของโหลด (Load changes) - เมื่อโหลดไฟฟ้าของระบบเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว เช่น การเริ่มต้นหรือหยุดทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า ก็สามารถทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงชั่วคราว
4. การเกิดความผิดปกติในระบบ (Faults) - เมื่อเกิดความผิดปกติในระบบไฟฟ้า เช่น การลัดวงจร (short circuit) หรือการเกินกระแส (overcurrent) อาจทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ปกติ

Interruption (ไฟดับ)

Voltage Interruption คือ การเกิดไฟฟ้าดับช่วงสั้นๆ เมื่อค่าแรงดัน rms มีค่าลดลงต่ำกว่า 0.1 pu. (Per Unit) ในช่วงระหว่าง 10ms - 1min โดยมีสาเหตุหลักๆ มาจากการเปิด และการทำงานแบบอัตโนมัติของอุปกรณ์ป้องกันภายในระบบไฟฟ้า เพื่อทำการซ่อมบำรุงรักษาระบบที่เกิดปัญหา ซึ่งปัญหาหลักในระบบไฟฟ้าหลักมักเกิดจากการลัดวงจร ฉนวนไฟฟ้าเสื่อม เกิดฟ้าผ่า และการที่เกิด Flashover ที่ฉนวนไฟฟ้า

สาเหตุของการเกิด Interruption

1. การตัดกระแสไฟฟ้าเพื่อการบำรุงรักษา - บางครั้งบริการไฟฟ้าอาจจะต้องหยุดชั่วคราวเพื่อทำการซ่อมแซม หรือบำรุงรักษาอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น การซ่อมแซมเสาไฟฟ้า สายไฟ หรือเครื่องจักรในสถานีไฟฟ้า
2. ปัญหาจากอุปกรณ์ - การเกิดความผิดปกติหรือการเสียหายของอุปกรณ์ในระบบไฟฟ้า เช่น สายไฟขาด หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าเกิดความเสียหาย ทำให้เกิดการหยุดชะงักของการจ่ายไฟ
3. สาเหตุจากธรรมชาติ - เช่น ฟ้าผ่า พายุ หรือภัยธรรมชาติอื่น ๆ ที่ทำให้ระบบไฟฟ้าขัดข้อง
4. การตัดกระแสไฟฟ้าเพื่อป้องกันอันตราย - เช่น การตัดไฟในกรณีที่เกิดไฟไหม้ หรือเหตุการณ์ที่เสี่ยงต่อความปลอดภัย

Harmonics (ฮาร์มอนิกส์)

Harmonic (ฮาร์มอนิก) หมายถึงคลื่นไฟฟ้าที่เกิดจากการแปรผันของสัญญาณกระแสหรือแรงดันในรูปแบบที่ไม่เป็นรูปคลื่นไซน์ (non-sinusoidal). สัญญาณฮาร์มอนิกเกิดจากการรวมกันของคลื่นไซน์ที่มีความถี่หลายระดับ ซึ่งส่วนใหญ่จะมีความถี่เป็นจำนวนเท่าของความถี่พื้นฐาน (fundamental frequency) เช่น คลื่นที่มีความถี่สองเท่า สามเท่า หรือสี่เท่าของความถี่พื้นฐาน เป็นต้น

สาเหตุของการเกิด Harmonics

Harmonics เกิดขึ้นจากการที่อุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น มอเตอร์, ไดร์ฟ, หรือเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆ ที่มีลักษณะไม่เป็นแบบโหลดที่มีความต้านทานคงที่ (linear load) เช่น อุปกรณ์ที่ใช้แปลงกระแส(Inverter) หรืออุปกรณ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าอย่างรวดเร็ว จะทำให้เกิดการบิดเบือนของคลื่นไฟฟ้า สร้างการสั่นสะเทือนที่มีความถี่สูงขึ้นมา

 Voltage Swells (แรงดันไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าเพิ่มขึ้นชั่วคราว)

Voltage Swells หมายถึงเหตุการณ์ที่แรงดันไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าเพิ่มขึ้นชั่วคราวเหนือระดับปกติ (ปกติจะมากกว่าค่าระดับที่ระบบออกแบบไว้ประมาณ 10% หรือมากกว่า) ซึ่งเกิดขึ้นในช่วงเวลาสั้น ๆ และมักเกิดจากเหตุการณ์ต่าง ๆ ในระบบไฟฟ้า เช่น การเปลี่ยนแปลงของโหลด (load change) หรือการเกิดปัญหาที่อุปกรณ์ไฟฟ้า

สาเหตุของการเกิด Voltage Swells

1. การลดลงของโหลด (Load Reduction): เมื่อโหลดไฟฟ้าในระบบลดลงอย่างรวดเร็ว เช่น เมื่อเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าหยุดทำงาน หรือโหลดไฟฟ้าส่วนใหญ่ในพื้นที่ถูกปิด ทำให้แรงดันในระบบเพิ่มขึ้น
2. การสลับการจ่ายไฟฟ้า (Switching Operations): เมื่อมีการสลับเปิดปิดวงจรไฟฟ้า เช่น การเปิดปิดสวิตช์ในระบบ หรือการเชื่อมต่อวงจรไฟฟ้าอาจทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าในช่วงสั้นๆ
3. การเกิดความผิดปกติในระบบ (System Faults): เช่น การเกิดลัดวงจรในระบบไฟฟ้าแล้วระบบป้องกันทำงานและตัดกระแสไฟฟ้าบางส่วนออกไป ทำให้แรงดันไฟฟ้าในส่วนที่เหลือเพิ่มขึ้น
4. การเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานภายนอก: เช่น การเชื่อมต่อระบบไฟฟ้าหรือแหล่งพลังงานสำรองที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าเข้ากับระบบหลัก

Frequency fluctuations (ความถี่เพี้ยน)

Frequency fluctuations หมายถึงการเปลี่ยนแปลงในความถี่ของสัญญาณไฟฟ้าในระบบกระแสสลับ (AC) ที่เกิดขึ้นจากปัจจัยต่างๆ ความถี่ของระบบไฟฟ้ากระแสสลับจะต้องมีความเสถียร (มักจะอยู่ที่ 50 Hz หรือ 60 Hz ขึ้นอยู่กับภูมิภาค) แต่การแปรผันของความถี่นั้นหมายถึงการเปลี่ยนแปลงจากค่าเหล่านี้ในช่วงระยะเวลาสั้นหรือยาว ซึ่งสามารถเกิดจากหลายปัจจัยที่มีผลกระทบต่อการผลิตและการใช้พลังงานในระบบไฟฟ้า

สาเหตุของ Frequency Fluctuations

1. การเปลี่ยนแปลงโหลด (Load Changes): เมื่อการใช้งานพลังงานไฟฟ้าในระบบเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว เช่น การเปิดหรือปิดเครื่องจักรขนาดใหญ่ หรือการใช้ไฟฟ้าเพิ่มขึ้นหรือลดลงอย่างรวดเร็ว ระบบไฟฟ้าจะพยายามปรับสมดุลการผลิตพลังงานให้เหมาะสม ซึ่งอาจทำให้เกิดการแปรผันของความถี่ในระบบ
2. การสูญเสียแหล่งจ่ายพลังงาน (Power Loss): การเกิดความผิดปกติในแหล่งจ่ายพลังงาน เช่น การลัดวงจรหรือการสูญเสียแหล่งพลังงาน (เช่น หม้อแปลงไฟฟ้า) อาจทำให้ความถี่ในระบบเปลี่ยนแปลง
3. การเพิ่มหรือลดแหล่งผลิตพลังงาน (Generation Increase or Decrease): การเพิ่มหรือการลดแหล่งพลังงานที่ผลิตพลังงานไฟฟ้า (เช่น การเปิดหรือปิดโรงไฟฟ้า) อาจทำให้เกิดการแปรผันของความถี่ในระบบ
4. การใช้พลังงานที่ไม่เสถียร: เช่น การใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานทดแทน (เช่น พลังงานลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์) ที่อาจมีการผลิตพลังงานที่ไม่คงที่ ทำให้เกิดการแปรผันของความถี่

High-order harmonics หรือ Supraharmonic (ฮาร์มอนิกส์ความถี่สูง)

Supraharmonics คือ การแผ่คลื่นไฟฟ้าที่มีความถี่สูงกว่าฮาร์มอนิกส์ปกติ (ซึ่งเป็นความถี่ที่เป็นจำนวนเท่าของความถี่พื้นฐาน) โดยปกติแล้ว supraharmonics จะมีความถี่สูงกว่า 2 kHz ขึ้นไป และสามารถก่อให้เกิดปัญหากับระบบไฟฟ้าและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานในสภาพแวดล้อมเหล่านั้นได้

สาเหตุของ Supraharmonics

Supraharmonics เกิดขึ้นจากแหล่งกำเนิดพลังงานไฟฟ้าที่ไม่สมดุล เช่น:

1. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้เทคโนโลยีสวิตชิ่ง: เช่น อุปกรณ์ไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ที่ใช้เครื่องแปลงกระแส (inverters) หรือแหล่งจ่ายไฟที่มีการสวิตชิ่ง
2. ะบบที่ใช้เทคโนโลยีดิจิทัล: เช่น เครื่องจักรที่ทำงานด้วยการควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์ที่ใช้การแปลงสัญญาณไฟฟ้าแบบสวิตชิ่ง

Voltage dips (แรงดันไฟฟ้าตกชั่วคราว)

Voltage dips (หรือ sags) คือ การลดลงของแรงดันไฟฟ้าในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ในระยะเวลาสั้น ๆ ซึ่งมักเกิดจากการเพิ่มขึ้นของโหลดที่ใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างรวดเร็วหรือการขัดข้องในระบบ เช่น การลัดวงจรหรือการเปิด/ปิดอุปกรณ์ขนาดใหญ่

สาเหตุของ Voltage Dips

1. การเพิ่มขึ้นของโหลดทันที: เมื่อมีการเปิดเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีโหลดสูง เช่น มอเตอร์ขนาดใหญ่ เครื่องจักร หรือแอร์คอนดิชันเนอร์ขนาดใหญ่ ซึ่งต้องการกระแสไฟฟ้ามากในการเริ่มต้น
2. การลัดวงจร (Short Circuits): การลัดวงจรในระบบไฟฟ้า เช่น การต่อสายไฟผิดพลาดหรือการเกิดไฟฟ้าลัดวงจรที่ทำให้กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
3. การปิดหรือเปิดอุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดใหญ่: การปิดหรือเปิดเครื่องจักรขนาดใหญ่ที่มีอุปกรณ์สวิตชิ่งที่อาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าในระบบ
4. ความไม่สมดุลของโหลด: เมื่อมีการกระจายโหลดที่ไม่เท่ากันในระบบไฟฟ้าอาจทำให้เกิด voltage dips บางพื้นที่

Inrush current (กระแสไฟกระชาก)

Inrush current (กระแสไฟกระชาก) คือ กระแสไฟฟ้าสูงที่เกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้นเมื่อมีการเชื่อมต่ออุปกรณ์ไฟฟ้ากับแหล่งจ่ายไฟ หรือเมื่อมีการเปิดอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีส่วนประกอบที่มีความเหนี่ยวนำหรือความจุ เช่น มอเตอร์, หม้อแปลงไฟฟ้า, หรือเครื่องปรับอากาศในช่วงที่เริ่มทำงาน
ในช่วงเริ่มต้นนี้ กระแสจะมีค่ามากกว่ากระแสที่อุปกรณ์จะใช้ในขณะทำงานปกติหลายเท่า และจะใช้เวลาสั้น ๆ ในการลดลงจนกลับสู่ค่าปกติหลังจากที่อุปกรณ์เริ่มทำงานเต็มที่

สาเหตุของ Inrush Current

1. การเริ่มต้นของมอเตอร์ไฟฟ้า (Motor Start-up): เมื่อมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดใหญ่เริ่มทำงาน มันจะดึงกระแสไฟฟ้าจำนวนมากในช่วงแรก (ในบางกรณีอาจสูงถึง 6-8 เท่าของกระแสทำงานปกติ) จนกว่าจะมีการหมุนและเริ่มทำงานปกติ
2. การเริ่มต้นของหม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer Energization): การจ่ายพลังงานให้กับหม้อแปลงไฟฟ้าอาจทำให้เกิดกระแสในrush ขึ้นในช่วงแรก เนื่องจากหม้อแปลงมีความเหนี่ยวนำสูงในระหว่างการเริ่มใช้งาน
3. การชาร์จคอนเดนเซอร์ (Capacitor Charging): เมื่อเปิดวงจรที่มีคอนเดนเซอร์ กระแสในrush จะเกิดขึ้นเนื่องจากการชาร์จไฟไปยังคอนเดนเซอร์ที่เชื่อมต่อกับระบบ

Unbalance (ความไม่สมดุล)

Unbalance (ความไม่สมดุล) ในระบบไฟฟ้าหมายถึงสภาวะที่เกิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าในวงจรสามเฟส (3-phase system) ไม่เท่ากันหรือไม่สมดุลกันในแต่ละเฟส ซึ่งอาจเกิดจากหลายสาเหตุและมีผลกระทบต่อระบบไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ

สาเหตุของ Unbalance

1. โหลดไม่สมดุล: เมื่อโหลดที่เชื่อมต่อกับแต่ละเฟสไม่เท่ากัน เช่น การใช้เครื่องจักรหรืออุปกรณ์ไฟฟ้าที่ไม่สมดุลกัน (โหลดที่ไม่เท่ากันในแต่ละเฟส)
2. การขัดข้องในระบบไฟฟ้า: เช่น การเกิดลัดวงจรในบางเฟส, ปัญหาที่เกิดขึ้นจากสายไฟ, หรือการขัดข้องในอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับระบบ
3. ปัญหาจากแหล่งจ่ายไฟ: เช่น การจ่ายพลังงานไฟฟ้าที่ไม่สมดุลจากแหล่งจ่ายไฟฟ้าหรือการใช้งานเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ไม่ได้ออกแบบให้รองรับการจ่ายไฟแบบสมดุล
4. การผิดปกติของหม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer): หม้อแปลงที่มีการเสียหายหรือทำงานไม่สมบูรณ์อาจทำให้เกิดการจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่ไม่สมดุล

เครื่องวิเคราะห์ไฟฟ้า

จากปัญหาหลายๆข้อที่กล่าวมานี้ ยังมีอีก 1 ปัญหาใหญ่ที่หลายๆท่านพบเจอคือ ไม่มีเครื่องมือสำหรับวัดและเก็บค่าความผิดปกติเหล่านี้นั้นเอง

ทั้ง 2 เครื่องนี้เป็นเพียวตัวอย่างเครื่องมือที่ใช้สำหรับวิเคราะห์ระบบไฟฟ้าได้เป็นอย่างดี หากสนใจสามารถติดต่อเราเพื่อให้ทางเราได้มีโอกาสนำเสนอเครื่องมือในโอกาสถัดไป