POWER FACTOR คออะไร? และ

คา PF ทดมประโยชนอยางไร?

ความรเกยวกบไฟฟา

การสงจายระบบไฟฟากระแสสลบ (AC) ใหกบโหลด โดยอาศยสนามแมเหลก ถาไมมสนามแมเหลก อปกรณดงกลาวจะไมสามารถท างานได เชน หมอแปลง, มอเตอร, บลลาสต (หลอดไฟฟลออเรสเซนต) หรออปกรณอน ๆ นน ท าใหมมทางไฟฟาของกระแสมมมทตางกน (Phase Shifted) เมอเทยบกบมมทางไฟฟาของแรงดน และท าใหเกดการใชพลงงานไฟฟารแอกทฟขน (Reactive Energy) ซงพลงงานไฟฟารแอคทพ (Reactive Energy หนวยเปน KVARhr) เปนอกพลงงานหนงทตองโดนเรยกเกบในบลคาไฟเชนเดยวกบพลงงานไฟฟาจรง (Active Energy หนวยเปน KWhr กโลวตต ชวโมง) ซงพลงงานไฟฟารแอคทพ โหลดไมไดใชพลงงานในสวนน แตถา คารแอคทพมากไมด จงตองมการปรบปรงคาพลงงานไฟฟารแอคทพโดยการตดตง Capacitor Bank เพอชวยปรบลดรแอคทพ

หากเปรยบเทยบพลงงานไฟฟากบแกวเบยร จากรปสรปไดวา เบยร 1 แกวนนประกอบดวยฟองและของเหลว

1. ของเหลว คอ Active Power (W) ดมไดจรง เมาดวย2. ฟองเบยร คอ Reactive Power (VAR) ดมไมได ไมเกดประโยชน

ดงนน ถาซอเบยร 1 แกว แลวไดสวนทเปนฟองมากคงไมใชเรองด

ความรเกยวกบไฟฟา

ในระบบไฟฟากระแสสลบ (AC) คาก าลงไฟฟาทจายใหแกอปกรณไฟฟาม 3 สวน คอ>>> ก ำลงไฟฟำทใชงำนไดจรง (Active Power) ใชสญลกษณ “P” มหนวยเปนวตต (Watt : W) คอ ก าลงไฟฟาทจายใหกบโหลดแลวไดเปนพลงงานรปอน เชน ความรอน แสงสวาง หรอพลงงานกล>>> ก ำลงรแอคทฟ (Reactive Power) ใชสญลกษณ “Q” มหนวยเปน (VAR) คอ ก าลงไฟฟาทใชในการสรางสนามแมเหลกของมอเตอร หรอหมอแปลงไฟฟาหรอรเลย>>> ก ำลงงำนทปรำกฎ (Apparent Power) คอ ผลรวมทางเวกเตอรของ VAR และ W

POWER FACTOR คออะไร

จากสมการท 2 เปนก าลงไฟฟาโดยรวมทงหมดทตองจาย โดยใชสญลกษณ “S” มหนวยเปน “วเอ” หรอ โวลท แอมป (VA) ซงคา Power Factor, PF) หรอคาตวประกอบก าลงไฟฟา คอ อตราสวนของก าลงไฟฟาทใชงานจรง (P) หารดวย คาก าลงทปรากฎ (S) ดงสมการท 1 หรอ Cosθมคาไมเกน 1 โดยทคา Power Factor เปนตวทท าใหคาใชจายตาง ๆ เพมขนหรอลดลงได เชน ถา PF ต า หมอแปลงตวใหมจายกระแสไฟใหโหลดไดนอย แรงดงตกในสายมาก การสญเสยในสายไฟและหมอแปลงจะมาก

POWER FACTOR คออะไร

จากสามเหลยมก าลงไฟฟานนเราสามารถหาคาก าลงไฟฟาทง 3 สวนไดดงน

• โดยท θ คอ มมระหวาง V กบ I ไมเจาะจงวา Lead หรอ Lag เปนมมเดยวกบ θ ในสามเหลยมก าลงไฟฟา

• Cosθ มคาระหวาง 0-1 หากในระบบไฟฟม PF ต าจะท าใหเกดการสญเสยในอปรณตาง ๆ สนเปลองพลงงานโดยใชเหต

• การไฟฟาไดมมาตรการก าหนดใหผใชไฟฟาตองปรบปรงระบบใหม PF สงกวา 0.85 ขนไป เพอใหประสทธภาพของระบบไฟฟาของประเทศดขนและลดการสญเสยพลงงานโดยรวม

สามเหลยมก าลงไฟฟา

โหลดทเราใชในระบบไฟฟามหลากหลายประเภท ซงโหลดแตละประเภทกจะสงผลตอระบบไฟฟาแตกตางกน ซงโหลดพนฐานมมอย 3 กลม คอ

>>> Resistive (R), >>> Inductive (L), และ >>> Capacitive (C)

โหลดมผลอยางไรตอคา POWER FACTOR

โหลดควำมตำนทำน (Resistive Load, R)โหลดความตานทาน เชน หลอดไฟฟาแบบไส, เตารดไฟฟา, หมอหงขาว,

เครองท าน าอน เปนตน ซงเปนโหลดทท าใหคา Power Factor เทากบ 1 ซงกระแสและแรงดนมมมเฟสทางไฟฟาเดยวกนท าใหไมมการใชไฟฟารแอคทฟ และไมเกดการสญเสยพลงงานในระบบ

โหลดมผลอยางไรตอคา POWER FACTOR

โหลดตวเหนยวน ำ (Inductive Load, L)โหลดตวเหนยวน าเปนโหลดทท าใหคา Power Factor ไมเทากบ 1 เชน มอเตอร,

บลบาสตของหลอดฟลออเรสเซนต, เครองปรบอากาศ เปนตน ความสมพนธระหวางกระแสกบแรงดนจะพบวา กระแสทสรางขนจะลาหลงแรงดนอย 90 องศาเสมอ หรอเกดมมทางไฟฟาตางกน (Phase Shifted) กระแสตามหลงแรงดนอย 90 องศา ซงหลายคนอาจจะรจกโหลดประเภทนเปนแบบ Power Factor Lagging (ลาหลง)

โหลดมผลอยางไรตอคา POWER FACTOR

โหลดตวเกบประจ (Capacitive Load, C)โหลดตวเกบประจเปนโหลดทท าใหคา Power Factor ไมเทากบ 1 เชนกน สวน

ในอตสาหกรรมจะเปน Capacitor Bank ซงหากพจารณาเฉพาะโหลด C จะไดความสมพนธระหวางกระแสกบแรงดนจะพบวา กระแสทสรางขนจะน าหนาแรงดนอย 90 องศาเสมอ (Phase Shifted) กระแสน าหนาแรงดนอย 90 องศา หลายคนอาจจะรจกโหลกประเภทนเปนแบบ Power Factor Leading (น าหนา)

โหลดมผลอยางไรตอคา POWER FACTOR

หมำยเหต ประเภทท 3-4 หำกเดอนใด Power Factor Lag (ลำหลง) ซงตรวจสอบไดจำก1. คา Power Factor ต ากวา 0.852. ใชไฟฟารแอคตฟ (kVAR) เกนกวา 61.97% ของการใชไฟฟาแอคตฟ (kW) (หาจากคาเฉลยใน

ทกๆ 15 นาททสงสด)3. สวนทเกนจะตองเสยคาเพาเวอรแฟคเตอรในอตรากโลวาร (kVAR) ละ 56.07 บาท 4. เศษของ kVAR ถาไมถง 0.5 kVAR ใหตดทง หรอ5. เศษของ kVAR ตงแต 0.5 kVAR ขนไปคดเปน 1 kVAR

คา POWER FACTOR ในบลคาไฟ

จำกภำพตวอยำง ผใชไฟฟำตองเสยคำเสยคำปรบเพำเวอรแฟคเตอร (ดในชองสแดง [3]) 11,118.63 บำท+VAT หมำยควำมวำ โรงงำนแหงน คำเพำเวอรแฟคเตอรต ำกวำ 0.85

คา POWER FACTOR ในบลคาไฟ

Reactive Power

สตรค ำนวณคำปรบคำเพำเวอรแฟคเตอร• คากโลวตต (kW) ทสงสด (ดในชองสเขยว [1]) = 487.20

• คากโลวาร (kVAR) (ดในชองสสม [2]) = 511.20

• เมอมการใชกโลวารเกน 61.97% ของ กโลวตตทสงสดหรอมคาเพาเวอรแฟคเตอรต ากวา 0.85 ซงสวนทเกนนจะถกเรยกเกบในราคาหนอยละ 56.07 บาท ดงนคำปรบคำเพำเวอรแฟคเตอร (บำท) = [กโลวำร (kVAR) – (กโลวตต (kW)*61.97/100)] *56.07

= [511.20 – (487.20*61.97/100)]*56.07= [511.20 – 301.92]*56.07= [209.28]*56.07= 209×56.07

คำปรบคำเพำเวอรแฟคเตอร = 11,718.63 บำท

คา POWER FACTOR ในบลคาไฟ

สำมำรถค ำนวณหำคำปรบคำ Power Factor จำกสมกำรไดดงน

จากสมการท 1 เรายงไมทราบวา Apparent Power (S) ก าลงไฟฟาปรากฎ ซงสามารถหาคานไดจากสมการท 2 โดยท P = 487.20kW และ Q = 511.20kVAR ดงนน

Apparent Power (S) = 706.18 kVAPower Factor (PF) = 487.20 / 706.18

= 0.6899

สรปไดวำ คำคำเพำเวอรแฟคเตอรของระบบไฟฟำแหงนเทำกบ 0.6899 ซงต ำกวำ 0.85 ท ำใหโดนปรบคำเพำเวอรแฟคเตอรในบลคำไฟเปนเงนจ ำนวน 11,718.63 บำท

คา POWER FACTOR ในบลคาไฟ

กำรม Power Factor ทสงคำเขำใกลเคยง 1 ยงเกดผลประโยชนตอเรำผใชงำนดงน• สามารถประหยดคาพลงไฟฟารแอคตฟ (กโลวาร) ซงผใชไฟฟาทมคาตวประกอบก าลงไฟฟา ทต ากวา 0.85 จะตองเสยคาปรบคาตวประกอบก าลงไฟฟา ในอตรา 56.07 บาท/กโลวาร ซงเมอผใชไฟฟาปรบคาตวประกอบก าลงไฟฟาใหมคามากกวา 0.85 จะท าใหผใชไฟฟาสามารถประหยดคาไฟฟาในสวนนลงได

• ผใชไฟฟาสามารถประหยดการลงทนในการขยายระบบไฟฟาลงได เนองจากเมอมการปรบปรงตวประกอบก าลงไฟฟาแลวจะเปนการเพมความสามารถของสายไฟฟาและหมอแปลงไฟฟาในการรบโหลด ไดเพมขน

• เมอมการปรบปรงคาตวประกอบก าลงไฟฟาแลว จะเปนการลดก าลงไฟฟาสญเสยในสายไฟฟาและหมอแปลง อกทงแรงดนไฟฟาตกจะนอยลง (แรงดนไฟฟาดขน) ซงผลขางตนจะน ามาซงประโยชนตอผใชไฟฟาทสามารถประหยดคาไฟฟาลงได และยงเปนการเพอประสทธภาพของการจายไฟฟาของระบบไฟฟา ทสามารถแสดงไดเปนรปธรรมทชดเจน

ประโยชนของ POWER FACTOR