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 (ชุดทดลอง) 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 MODLE SK-5000A ACC 2% 1 เครื่อง
9.) Voltmeter AC MODLE SK-5000B ACC 2% 1 เครื่อง
10.) Power Meter PX 120 1 เครื่อง
11.) Capacitor (ชุดการทดลอง) 7.48uF, 7.82uF, 7.81uF, 7.74uF 1 ชุด
12.) กระติกน้ำร้อน 1 เครื่อง
วัตถุประสงค์
· เพื่อให้สังเกตความถูกต้องของการวัดด้วยเครื่องวัด 1 เฟส และ 3 เฟส
· เพื่อเปรียบเทียบการวัดพลังงานด้วยเครื่องวัดต่างชนิดกัน
· เพื่อสังเกตผลของการปรับปรุง Power Factor ต่อค่ากำลังไฟฟ้าและพลังงานที่ใช้
ทฤษฏี
Power Factor
Power Factor คืออัตราส่วน ระหว่างกำลังไฟฟ้าที่ใช้จริง (วัตต์) กับ กำลังไฟฟ้าปรากฏ หรือกำลังไฟฟ้าเสมือน (VA) ซึ่ง ค่าที่ดีที่สุด คือ มีอัตราส่วนที่เท่ากัน จะมีค่าเป็นหนึ่ง แต่ในทางเป็นจริงไม่สามารถทำได้ ซึ่งค่า Power Factor เปลี่ยนแปลงไปตามการใช้ LOAD ซึ่ง Load ทางไฟฟ้ามีอยู่ 3 ลักษณะคือ
1. Load ประเภท Resistive หรือ ความต้าน จะมีค่า Power Factor เป็นหนึ่ง อันได้แก่ หลอดไฟฟ้าแบบไส้ เตารีดไฟฟ้า หม้อหุงข้าว เครื่องทำน้ำอุ่น เป็นต้น ถ้าหน่วยงานหรือองค์กร มี Load ประเภทนี้เป็นจำนวนมาก ก็ไม่จำเป็นที่จะต้องปรับปรุงค่า Power Factor
2. Load ประเภท Inductive หรือ ความเหนี่ยวนำ จะมีค่า Power Factor ไม่ เป็นหนึ่ง อันได้แก่ เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้ขดลวด เช่น มอเตอร์บัลลาสต์ของหลอดฟลูออเรสเซนต์ หลอดแก๊สดิสชาร์จ เครื่องปรับอากาศ เป็นต้น จะเห็นได้ว่าหน่วยงานหรือองค์กรส่วนใหญ่ จะหลีกเลี่ยง Load ประเภทนี้ไม่ได้ และมีเป็นจำนวนมาก ซึ่งจะทำให้ ค่า Power Factor ไม่เป็นหนึ่ง และ Load ประเภทนี้จะทำให้ค่า Power Factor ล้าหลัง ( Lagging )จำเป็นที่จะต้องปรับปรุงค่า Power Factor โดยการนำ Load ประเภทให้ค่า Power Factor นำหน้า (Leading ) มาต่อเข้าในวงจรไฟฟ้าของระบบ เช่น การต่อชุด Capacitor Bank เข้าไปในชุดควบคุมไฟฟ้า
3. Load ประเภท Capacitive หรือ Load ที่มีตัวเก็บประจุ (Capacitor) เป็นองค์ประกอบ Load ประเภทนี้จะมีใช้น้อยมาก จะมีค่า Power Factorไม่เป็นหนึ่ง Load ประเภทนี้จะทำให้ค่า Power Factor นำหน้า (Leading ) คือกระแสจะนำหน้าแรงดัน จึงนิยมนำ Load ประเภทนี้ มาปรับปรุงค่า Power Factor ของระบบที่มีค่า Power Factor ล้าหลัง เพื่อให้ค่า Power Factor มีค่าใกล้เคียงหนึ่ง
ข้อดีของการปรับปรุงค่า Power Factor
· กระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรไฟฟ้าลดลง
· หม้อแปลง และสายเมนไฟฟ้า สามารถรับ Load เพิ่มได้มากขึ้น
· ลดกำลังงานสูญเสียในสายไฟฟ้าลง
· ลดแรงดันไฟฟ้าตก
· เพิ่มประสิทธิภาพระบบไฟฟ้าทั้งระบบ
การทดลอง
ใช้เครื่องวัดแบบต่างๆ วัดค่าทางไฟฟ้า สำหรับโหลดต่างชนิดกัน ดังตารางต่อไปนี้
และวัดกำลังไฟฟ้า (W) เทียบกันระหว่างวัตต์มิเตอร์แบบเข็มชี้ 1 เฟสและแบบ 3 เฟส ได้ผลดังนี้
สรุปผลการทดลอง
1. เปรียบเทียบกำลังไฟฟ้า (W) ที่วัดได้กับ Power Meter ได้ผลดังนี้
พบว่าวัตต์มิเตอร์เข็มชี้แบบ 1 เฟส มีความถูกต้องสูงกว่าแบบ 3 เฟส ในการใช้วัดระบบไฟฟ้าที่ใช้ไฟฟ้าเพียงแค่เฟสเดียว
2. นับรอบหมุนของ kWh Meter แบบต่างๆ ได้ผลดังนี้
พบว่าค่าพลังงานที่วัดได้ในแต่ละเครื่องมีค่าใกล้เคียงกันทั้งสิ้น ไม่ว่าจะใช้มิเตอร์แบบ 3 เฟสคือรุ่น MH-96 และมิเตอร์แบบ 1 เฟส รุ่น MF-63E กับ MF-37E วัดค่า
3. เปรียบเทียบค่าต่างๆทางไฟฟ้าระหว่างต่อ C กับไม่ต่อ C ขนานกับโหลด
พบว่าเมื่อทำการต่อ C ขนานกับโหลดแล้วจะส่งผลให้ Q(VAR) ของวงจรมีค่าลดลง เนื่องจากว่าโหลดในวงจรนี้เป็นหลอดฟลูออเรสเซนต์ซึ่งเป็นโหลดแบบ RL ทำให้มี QL ที่มีค่าเท่ากับ 134.8 VAR พอทำการต่อ C เข้าไป ก็จะสร้าง QC ขึ้นมาโดย QC นั้นจะมีทิศทางตรงกันข้ามกับ QL ทำให้เกิดการหักล้างกันทำให้ Q ของวงจรมีค่าลดน้อยลง ซึ่งการลดลงของ Q นี้เป็นการทำให้ Power Factor ของวงจรดียิ่งขึ้น เนื่องจาก
ดังนั้นพอ Q ลดลง จะทำให้ S ลดลงและ PF มีค่าสูงขึ้น โดยที่ W ในวงจรไม่เกิดการเปลี่ยนแปลง ดังนั้นการปรับปรุงตัวประกอบกำลัง ไม่ช่วยให้พลังงานที่ใช้ (Watt hour) ลดน้อยลง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น