// บทที่ 14.8 · อนุกรมฟูเรียร์ · Power, THD & Power Factor

กำลังไฟฟ้าเมื่อมีฮาร์มอนิก: RMS THD PF DPF P Q S D และมาตรฐาน IEEE 519

นิยาม P, Q, S และ PF ที่เรียนในวิชาวงจรใช้ได้เฉพาะไซน์ เมื่อกระแสเป็นพัลส์ของคอมพิวเตอร์หรือไดรฟ์ ต้องนิยามใหม่ด้วยอนุกรมฟูเรียร์ หน้านี้ตอบคำถามที่เจอทุกวันในอาคารและโรงงาน: ทำไม PF ต่ำทั้งที่ cos φ ดี ทำไมนิวทรัลร้อน ทำไมหม้อแปลงร้อนก่อนเต็มพิกัด และโรงงานต้องลดฮาร์มอนิกเท่าไรจึงผ่านมาตรฐาน

เขียนโดย อาจารย์มดอัปเดต 12 ต.ค. 2569

เครื่องวิเคราะห์กำลังเสมือน THD · TDD PF ≠ cos φ นิวทรัลร้อน IEEE 519

สรุปใน 30 วินาที

$I_{rms} = \sqrt{I_1^2 + I_2^2 + \cdots}$ · THD $= \sqrt{\sum_{h\ge2}I_h^2}/I_1$ · TDD ใช้ $I_L$ แทน $I_1$
$P = \sum V_hI_h\cos\theta_h$ · แรงดันเป็นไซน์ → $P = V_1I_1\cos\varphi_1$ ฮาร์มอนิกไม่ให้กำลังแต่เพิ่ม S
$S^2 = P^2 + Q_1^2 + D^2$ · $\mathrm{PF} = \cos\varphi_1 \cdot \dfrac{1}{\sqrt{1 + \mathrm{THD}_i^2}}$
h = 3k ลำดับศูนย์ → $I_N = 3\sqrt{I_3^2 + I_9^2 + \cdots}$ · IEEE 519: THD แรงดัน ≤ 8 % ที่ ≤ 1 kV

ระดับพื้นฐาน ม.ปลาย · ปวส. · ปี 1กลาง ป.ตรี วิศวกรรมขั้นสูง ป.โท · งานวิจัย

ค่า RMS ที่แท้จริง (True RMS) พื้นฐาน

H1 RMS with harmonics RMS เมื่อมีฮาร์มอนิก

I_{rms} = \sqrt{I_0^2 + I_1^2 + I_2^2 + I_3^2 + \cdots} = I_1\sqrt{1 + \mathrm{THD}_i^2}\;\;(I_0 = 0)

ค่า RMS ของแต่ละฮาร์มอนิก (P6) ใช้เลือกขนาดสาย ฟิวส์ และหม้อแปลง เพราะความร้อนขึ้นกับ RMS ทั้งก้อน

H3 Crest factor & average-responding meters crest factor และมิเตอร์ที่ไม่ใช่ True RMS

\mathrm{CF} = \frac{I_{peak}}{I_{rms}}, \qquad \text{มิเตอร์เฉลี่ย: } I_{read} = 1.111\times\overline{|i|}

1.111 คือ form factor ของไซน์ ( $\pi/(2\sqrt2)$ ) ถูกเฉพาะไซน์ กระแส SMPS (CF ≈ 3) ทำให้มิเตอร์เฉลี่ยอ่านได้เพียงราวครึ่งหนึ่งของค่าจริง (จำลองในแล็บได้ 47–54 %) ใช้มิเตอร์ True RMS เสมอ

THD, THD_R และ TDD พื้นฐาน

H2 THD (F and R) and TDD สามนิยามที่เครื่องวัดใช้

\mathrm{THD}_F = \frac{\sqrt{\sum_{h=2}^{50}I_h^2}}{I_1}, \qquad \mathrm{THD}_R = \frac{\sqrt{\sum_{h=2}^{50}I_h^2}}{I_{rms}} = \frac{\mathrm{THD}_F}{\sqrt{1 + \mathrm{THD}_F^2}}, \qquad \mathrm{TDD} = \frac{\sqrt{\sum_{h=2}^{50}I_h^2}}{I_L}

THD_F (เทียบหลัก) ใช้ทั่วไปและเกิน 100 % ได้ · THD_R (เทียบ RMS) ไม่เกิน 100 % เครื่องบางยี่ห้อตั้งเป็นค่าเริ่มต้น ต้องตรวจเมนู · TDD (IEEE 519) เทียบกับกระแสความต้องการสูงสุด $I_L$ ทำให้โหลดเบาที่มี THD สูงไม่ถูกตัดสินว่าเกิน

กำลัง P, S, Q₁ และกำลังความเพี้ยน D กลาง

เพราะความตั้งฉาก (T1–T3) แรงดันฮาร์มอนิกที่ h กับกระแสฮาร์มอนิกที่ k ≠ h ให้กำลังเฉลี่ยเป็นศูนย์ แรงดันจากการไฟฟ้าเกือบเป็นไซน์ กำลังจริงจึงมาจากฮาร์มอนิกหลักเกือบทั้งหมด แต่ RMS ของกระแสฮาร์มอนิกยังเพิ่ม S

H4 Active power กำลังจริง

P = \frac1T\int_T v\,i\,dt = \sum_{h} V_hI_h\cos\theta_h \;\approx\; V_1I_1\cos\varphi_1 \;\;(\text{แรงดันเป็นไซน์})

H5 Apparent power กำลังปรากฏ

S = V_{rms}\,I_{rms}

หม้อแปลง สายไฟ และเครื่องกำเนิดถูกจำกัดด้วย S (ความร้อนจาก RMS) ไม่ใช่ P

H6 Q₁ and distortion power D กำลังรีแอกทีฟของหลัก และกำลังความเพี้ยน

Q_1 = V_1I_1\sin\varphi_1,\qquad D = \sqrt{S^2 - P^2 - Q_1^2} \;\overset{v\ \text{ไซน์}}{=}\; V_1\sqrt{\textstyle\sum_{h\ge2}I_h^2},\qquad S^2 = P^2 + Q_1^2 + D^2

ภาพเรขาคณิตเป็นทรงสี่หน้า (power tetrahedron) แทนสามเหลี่ยมกำลัง · นิยามของ Budeanu ใช้ $Q_B = \sum V_hI_h\sin\theta_h$ แทน Q₁ มาตรฐาน IEEE 1459 แนะนำให้ใช้ Q₁ เพราะมีความหมายทางกายภาพชัดเจน (สิ่งที่คาปาซิเตอร์ชดเชยได้)

กำลังเมื่อมีฮาร์มอนิก: P กับ Q₁ เป็นสามเหลี่ยมกำลังของฮาร์มอนิกหลัก (DPF = cos φ₁) กำลังความเพี้ยน D ตั้งฉากกับระนาบนั้น S คือเส้นทแยงของกล่อง PF = P/S

เพาเวอร์แฟกเตอร์ไม่เท่ากับ cos φ พื้นฐาน

H7 True PF = displacement × distortion PF จริง

\mathrm{PF} = \frac{P}{S} = \underbrace{\cos\varphi_1}_{\text{DPF}} \times \underbrace{\frac{I_1}{I_{rms}}}_{\text{distortion factor}} = \frac{\cos\varphi_1}{\sqrt{1 + \mathrm{THD}_i^2}} \quad (\text{แรงดันเป็นไซน์})

DPF แก้ได้ด้วยคาปาซิเตอร์ distortion factor แก้ได้ด้วยการลดฮาร์มอนิกเท่านั้น มิเตอร์ที่แสดง “cos φ” อาจหมายถึง DPF ต้องตรวจคู่มือ

ตัวอย่าง H-1 · คอมพิวเตอร์ไม่มี PFC

วัดที่ 230 V (ไซน์): $I_1 = 1.30$ , $I_3 = 1.15$ , $I_5 = 0.95$ , $I_7 = 0.70$ , $I_9 = 0.45$ , $I_{11} = 0.25$ , $I_{13} = 0.15$ A (RMS), cos φ₁ = 0.99 หา $I_{rms}$ , THD, P, S, Q₁, D, PF และ K-factor

H1:
$I_{rms} = \sqrt{1.30^2 + 1.15^2 + 0.95^2 + 0.70^2 + 0.45^2 + 0.25^2 + 0.15^2} = 2.166\ \text{A}$
H2: $\sqrt{\sum_{h\ge2}I_h^2} = 1.733$ A → THD_F = 1.733/1.30 = 133 % · THD_R = 1.733/2.166 = 80.0 %
H4: $P = 230(1.30)(0.99) = 296.0$ W · H5: $S = 230(2.166) = 498.2$ VA
H6: $Q_1 = 230(1.30)\sin(\cos^{-1}0.99) = 42.2$ var · $D = 230 \times 1.733 = 398.5$ VA
H7: PF = 296.0/498.2 = 0.594 = 0.99 × (1.30/2.166) = 0.99 × 0.600 ✓
H9: K = $\sum (I_h/I_{rms})^2h^2$ = 18.7

$I_{rms}$ = 2.17 A, THD 133 %, P = 296 W, S = 498 VA, Q₁ = 42 var, D = 399 VA, PF = 0.59 แม้ cos φ = 0.99 · กำลังความเพี้ยนใหญ่กว่ากำลังรีแอกทีฟเกือบ 10 เท่า

ลองในแล็บ: “SMPS 300 W ไม่มี PFC” ได้ตัวเลขใกล้เคียง (THD ~130 %, PF ~0.6) และกด “เครื่องคำนวณอย่างไร” ดูทุกขั้น ✓

ตัวอย่าง H-2 · ใส่คาปาซิเตอร์แก้ PF ได้ไหม

จาก H-1 ถ้าชดเชย Q₁ = 42 var ด้วยคาปาซิเตอร์จนหมด PF จะเป็นเท่าไร

Q₁ → 0 แต่ D ไม่เปลี่ยน: $S' = \sqrt{296^2 + 0^2 + 398.5^2} = 496.4$ VA
PF' = 296/496.4 = 0.596 (จาก 0.594)

แทบไม่เปลี่ยน PF ต่ำเพราะความเพี้ยน ไม่ใช่เพราะเฟส คาปาซิเตอร์ยังอาจเรโซแนนซ์กับระบบที่ฮาร์มอนิกต่ำ ๆ ทางแก้คือ Active PFC (M8) ซึ่งทำให้ PF > 0.98

การแยกกำลังตาม IEEE 1459 ขั้นสูง

H8 IEEE 1459 decomposition แยกกำลังปรากฏ

S^2 = \underbrace{(V_1I_1)^2}_{S_1^2} + \underbrace{(V_1I_H)^2}_{D_I^2} + \underbrace{(V_HI_1)^2}_{D_V^2} + \underbrace{(V_HI_H)^2}_{S_H^2},\qquad V_H = \sqrt{\textstyle\sum_{h\ne1}V_h^2},\;\; I_H = \sqrt{\textstyle\sum_{h\ne1}I_h^2}

$S_N = \sqrt{S^2 - S_1^2}$ คือกำลังปรากฏส่วนที่ไม่ใช่ฮาร์มอนิกหลัก $D_I$ มาจากกระแสเพี้ยน (ปกติใหญ่สุด) $D_V$ มาจากแรงดันเพี้ยน ใช้แยกว่าใครทำให้ไฟเพี้ยน เครื่องวัดคุณภาพไฟฟ้าชั้นสูงแสดงค่าเหล่านี้

K-factor และหม้อแปลงที่ร้อนเกินพิกัด กลาง

ความสูญเสียกระแสวนในขดลวดหม้อแปลงเพิ่มตามกำลังสองของความถี่ ฮาร์มอนิกที่ 13 ขนาดเล็ก ๆ จึงสร้างความร้อนเท่ากับกระแสหลักก้อนใหญ่ได้

H9 K-factor ตัวคูณความสูญเสียกระแสวน

K = \frac{\sum_h I_h^2\,h^2}{\sum_h I_h^2} = \sum_h \Big(\frac{I_h}{I_{rms}}\Big)^2h^2

ไซน์ K = 1 · โหลดสำนักงานทั่วไป K ≈ 4–13 · เลือกหม้อแปลง K-rated (K-4, K-13, K-20) ที่สูงกว่าค่าที่วัด หรือลดพิกัดหม้อแปลงธรรมดาตามวิธีของ IEEE C57.110

ลำดับเฟสของฮาร์มอนิกและกระแสนิวทรัล กลาง

เฟส b ล่าช้ากว่าเฟส a 120° ฮาร์มอนิกที่ h ของเฟส b จึงล่าช้า $h \times 120^\circ$ (S6) สำหรับ h = 3 คือ 360° เท่ากับไม่ล่าช้าเลย ฮาร์มอนิกที่ 3 ของสามเฟสจึงอยู่ในเฟสเดียวกันทุกประการ

H10 Harmonic sequence & neutral current ลำดับเฟสและกระแสนิวทรัล

h = 3k+1:\ \text{บวก (1, 4, 7, 13)} \quad h = 3k+2:\ \text{ลบ (2, 5, 11, 14)} \quad h = 3k:\ \text{ศูนย์ (3, 9, 15)} \qquad I_N = 3\sqrt{I_3^2 + I_9^2 + I_{15}^2 + \cdots}

ลำดับบวกกับลบของสามเฟสหักกันในนิวทรัล ลำดับศูนย์บวกกันสามเท่า (สำหรับโหลดสมดุล) · ฮาร์มอนิกลำดับลบ (5, 11) สร้างสนามหมุนกลับทางในมอเตอร์ เกิดแรงบิดเบรกและความร้อน

กระแสฮาร์มอนิกหลักของสามเฟส (บน) รวมกันเป็นศูนย์ในนิวทรัล ฮาร์มอนิกที่ 3 ของทั้งสามเฟส (ล่าง) ซ้อนกันพอดีและบวกเป็นสามเท่า

ตัวอย่าง H-3 · ชั้นสำนักงานในระบบ 3 เฟส 4 สาย

แต่ละเฟสมีกระแส $I_1 = 20$ , $I_3 = 16$ , $I_5 = 12$ , $I_7 = 7$ , $I_9 = 4$ A (สมดุลทุกเฟส) หากระแสเฟสและกระแสนิวทรัล

กระแสเฟส H1: $\sqrt{20^2 + 16^2 + 12^2 + 7^2 + 4^2} = 29.4$ A
นิวทรัล H10: ฮาร์มอนิกหลักและที่ 5, 7 หักกันหมด เหลือ 3 และ 9 $I_N = 3\sqrt{16^2 + 4^2} = 49.5$ A

นิวทรัล 49.5 A = 168 % ของกระแสเฟส ถ้าเดินสายนิวทรัลขนาดเท่าเฟส (หรือเล็กกว่า) จะร้อนเกิน แก้โดยเพิ่มขนาดนิวทรัลเป็น 200 % หม้อแปลงซิกแซก หรือลดฮาร์มอนิกที่ 3 ที่ต้นทาง ลองในแล็บ: “SMPS 3 kW ต่อเฟส: นิวทรัลร้อน”

กระแสเพี้ยนทำให้แรงดันเพี้ยน: แรงดันที่จุดต่อร่วม (PCC) กลาง

ระบบไฟมีอิมพีแดนซ์ (ส่วนใหญ่คือรีแอกแตนซ์ของหม้อแปลง) กระแสฮาร์มอนิกที่ไหลผ่านสร้างแรงดันตกที่ความถี่ฮาร์มอนิก โหลดอื่นที่ต่ออยู่จุดเดียวกันจึงได้แรงดันเพี้ยนไปด้วย เป็นเหตุผลที่มาตรฐานกำหนดขีดจำกัดของกระแสที่แต่ละผู้ใช้ไฟปล่อยออกมา

H11 Harmonic voltage at the PCC แรงดันฮาร์มอนิกที่จุดต่อร่วม

V_h \approx I_h\,|R_s + jhX_s| \approx I_h\,hX_s, \qquad X_s \approx \frac{V_{ph}}{I_{sc}}, \qquad \frac{V_h}{V_1} \approx \frac{I_h}{I_L}\cdot\frac{h}{I_{sc}/I_L}

ระบบแข็ง (Isc/IL สูง) แรงดันเพี้ยนน้อย ระบบอ่อน (หม้อแปลงเล็ก สายยาว เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรอง) เพี้ยนมาก ฮาร์มอนิกลำดับสูงแม้กระแสน้อยก็สร้างแรงดันได้มากเพราะคูณ h

ตัวอย่าง H-4 · ไดรฟ์ 500 kW บนหม้อแปลง 1000 kVA

หม้อแปลง 1000 kVA 400 V อิมพีแดนซ์ 6 % จ่ายไดรฟ์ 6 พัลส์ 500 kW (PF 0.95) กระแสฮาร์มอนิกเป็น % ของหลัก: 5 → 30, 7 → 20, 11 → 8, 13 → 6, 17 → 4, 19 → 3 หา THD แรงดันด้าน 400 V (ไม่คิดอิมพีแดนซ์ต้นทาง)

$Z_{base} = 400^2/10^6 = 0.16\ \Omega$ · $X_s = 0.06 \times 0.16 = 0.0096\ \Omega$ (Isc ≈ 24.1 kA) · $I_1 = \frac{500\,000}{\sqrt3(400)(0.95)} = 760$ A
H11: $V_5 = 0.30(760)(5)(0.0096) = 10.9$ V (4.7 % ของ 231 V) · $V_7$ = 10.2 V (4.4 %) · $V_{11}$ = 6.4 V (2.8 %) · $V_{13}$ = 5.7 V (2.5 %) · $V_{17}$ = 5.0 V (2.1 %) · $V_{19}$ = 4.2 V (1.8 %)
THD_V:
$\mathrm{THD}_V = \sqrt{4.74^2 + 4.42^2 + 2.78^2 + 2.46^2 + 2.15^2 + 1.80^2}\ \% = 8.0\ \%$

THD แรงดันประมาณ 8 % ชนขีดจำกัด IEEE 519 (8 %) และเกินเกณฑ์ กฟภ./กฟน. ที่ 0.4 kV (5 %) ไดรฟ์ขนาดนี้ต้องมีรีแอกเตอร์ โช้ก DC หรือ 12 พัลส์ ดูวิธีแก้

ขีดจำกัดตามมาตรฐาน: IEEE 519-2022, กฟภ./กฟน. และ IEC 61000-3-2 กลาง

IEEE 519 ใช้ประเมินที่จุดต่อร่วมระหว่างผู้ใช้ไฟกับการไฟฟ้า (PCC) ไม่ใช่ที่เครื่องแต่ละตัว ฉบับ 2022 เปลี่ยนชื่อเป็น “Standard” และผ่อนขีดจำกัดของฮาร์มอนิกคู่ (เดิมทุกตัว 25 % ของค่าในตาราง)

H12 IEEE 519-2022 voltage limits at the PCC ขีดจำกัดแรงดัน

แรงดันที่ PCC	ฮาร์มอนิกแต่ละตัว	THD
V ≤ 1.0 kV	5.0 %	8.0 %
1 kV < V ≤ 69 kV	3.0 %	5.0 %
69 kV < V ≤ 161 kV	1.5 %	2.5 %
V > 161 kV	1.0 %	1.5 %

H13 IEEE 519-2022 current limits (120 V – 69 kV, % of I_L) ขีดจำกัดกระแส

Isc/IL	2 ≤ h < 11	11 ≤ h < 17	17 ≤ h < 23	23 ≤ h < 35	35 ≤ h ≤ 50	TDD
< 20	4.0	2.0	1.5	0.6	0.3	5.0
20 – 50	7.0	3.5	2.5	1.0	0.5	8.0
50 – 100	10.0	4.5	4.0	1.5	0.7	12.0
100 – 1000	12.0	5.5	5.0	2.0	1.0	15.0
> 1000	15.0	7.0	6.0	2.5	1.4	20.0

ฮาร์มอนิกคู่ (ฉบับ 2022): h ≤ 6 ใช้ 50 % ของค่าในตาราง h > 6 ใช้ 100 % · $I_L$ คือกระแสความต้องการสูงสุดเฉลี่ย 15 หรือ 30 นาที · ประเมินจากค่าเปอร์เซ็นไทล์ของการวัดระยะยาว (เช่นค่าราย 10 นาทีตลอด 7 วัน) ค่าราย 3 วินาทีเกินได้ชั่วครู่ อ่านรายละเอียดในตัวมาตรฐาน

H14 Thailand (PEA/MEA) and IEC 61000-3-2 ข้อกำหนดในไทยและเครื่องใช้ไฟฟ้า

ระดับแรงดันที่ PCC (ไทย)	THD แรงดันสูงสุด
0.4 kV	5 % (คี่ 4 %, คู่ 2 %)
11, 12, 22, 24 kV	4 %
33 kV	3 %
69 kV	2.45 %
115 kV ขึ้นไป	1.5 %

มาจาก “ข้อกำหนดกฎเกณฑ์ฮาร์มอนิกเกี่ยวกับไฟฟ้าประเภทธุรกิจและอุตสาหกรรม” ของ กฟผ. กฟน. และ กฟภ. ซึ่งอ้างอิงแนวทาง Engineering Recommendation G5/3 ของสหราชอาณาจักร และกำหนดขีดจำกัดกระแสฮาร์มอนิกแต่ละลำดับตามระดับแรงดันด้วย ตรวจฉบับล่าสุดกับการไฟฟ้าที่รับไฟก่อนออกแบบ · IEC 61000-3-2 Class A กำหนดเป็นแอมแปร์ต่อเครื่อง (≤ 16 A ต่อเฟส) เช่น h = 3: 2.30 A, h = 5: 1.14 A, h = 7: 0.77 A

ตัวอย่าง H-5 · ตรวจ IEEE 519 ของโรงงาน

PCC 400 V, Isc = 20 kA, $I_L$ = 500 A (Isc/IL = 40) วัดได้ $I_5$ = 18 %, $I_7$ = 12 %, $I_{11}$ = 7 %, $I_{13}$ = 5 % ของ $I_L$ ผ่านไหม

H13 แถว 20–50: h < 11 ≤ 7.0 % · 11 ≤ h < 17 ≤ 3.5 % · TDD ≤ 8.0 %
รายตัว: $I_5$ 18 % > 7 % ✗ · $I_7$ 12 % > 7 % ✗ · $I_{11}$ 7 % > 3.5 % ✗ · $I_{13}$ 5 % > 3.5 % ✗
TDD ≥ $\sqrt{18^2 + 12^2 + 7^2 + 5^2} = 23.3$ % > 8 % ✗

ไม่ผ่านทุกข้อ ต้องลด TDD ลงราว 3 เท่า ทางเลือก: รีแอกเตอร์ 5 % (ได้ราว 30–35 %, ยังไม่พอ) + ฟิลเตอร์จูน 5th/7th หรือฟิลเตอร์แอกทีฟ หรือไดรฟ์ 18 พัลส์/Active Front End เช็กลิสต์

ฮาร์มอนิกทำอะไรกับอุปกรณ์ พื้นฐาน

อุปกรณ์	ผล	สาเหตุทางฟูเรียร์
หม้อแปลง	ร้อนเกิน ต้องลดพิกัด	กระแสวน ∝ $I_h^2h^2$ (K-factor)
สายนิวทรัล	ร้อน ไหม้	ลำดับศูนย์ 3, 9, 15 บวกกัน 3 เท่า
มอเตอร์เหนี่ยวนำ	ร้อน แรงบิดกระเพื่อม เสียงดัง	5th ลำดับลบหมุนกลับ, คู่ 5/7 สร้างแรงบิดที่ 6f
คาปาซิเตอร์แก้ PF	ร้อน ฟิวส์ขาด บวม	$X_C/h$ เล็กลง กระแสฮาร์มอนิกไหลเข้า และเรโซแนนซ์
สาย/บัสบาร์	ความต้านทานเพิ่ม	skin effect ที่ความถี่สูง
มิเตอร์ เบรกเกอร์อิเล็กทรอนิกส์	อ่านผิด ทริปผิด	crest factor สูง ไม่ใช่ True RMS
อุปกรณ์ที่ซิงก์กับไฟ	จับจุดตัดศูนย์ผิด	แรงดันเพี้ยน (notching) มีจุดตัดศูนย์หลายจุด

แล็บ: เครื่องวิเคราะห์กำลังไฟฟ้าเสมือน พื้นฐาน

เลือกโหลด (ฮีตเตอร์ มอเตอร์ SMPS LED ไตรแอก ไดรฟ์) ดูกระแสบนสโคป อ่าน P, Q₁, S, D, PF, DPF, THD, TDD, K-factor และกระแสนิวทรัลบนเครื่องวิเคราะห์ เปิดเมนู “ระบบไฟต้นทาง” เพื่อเปลี่ยน Isc/IL แล้วดู THD แรงดันเปลี่ยนตาม H11 และสลับเกณฑ์ IEEE 519, กฟภ./กฟน. หรือ IEC 61000-3-2

คำถามที่พบบ่อย

THD คืออะไร คำนวณอย่างไร?

THD (total harmonic distortion) คือสัดส่วนค่า RMS ของฮาร์มอนิกทั้งหมดตั้งแต่ลำดับที่ 2 เทียบกับฮาร์มอนิกหลัก $\mathrm{THD} = \sqrt{I_2^2 + I_3^2 + \cdots}/I_1$ มาตรฐานไฟฟ้ากำลังนับถึงลำดับที่ 50 กระแสของคอมพิวเตอร์ที่ไม่มี PFC มี THD ได้ถึง 100–150 %

PF กับ cos φ ต่างกันอย่างไร?

cos φ (DPF) คือ cos ของมุมระหว่างแรงดันกับกระแสเฉพาะฮาร์มอนิกหลัก PF จริงคือ P/S ซึ่งรวมผลของฮาร์มอนิกด้วย เมื่อแรงดันเป็นไซน์ $\mathrm{PF} = \cos\varphi_1 \times 1/\sqrt{1 + \mathrm{THD}_i^2}$ โหลดที่ cos φ = 0.99 แต่ THD 133 % มี PF เพียง 0.59

ทำไมคาปาซิเตอร์แก้ PF ไม่ช่วยโหลดอิเล็กทรอนิกส์?

คาปาซิเตอร์ชดเชยได้เฉพาะ Q₁ ของฮาร์มอนิกหลัก ถ้า PF ต่ำเพราะความเพี้ยน (D สูง) แต่ cos φ₁ ใกล้ 1 อยู่แล้ว คาปาซิเตอร์จะทำให้กระแสนำหน้าและอาจเกิดเรโซแนนซ์ขยายฮาร์มอนิก ต้องลดฮาร์มอนิกด้วยรีแอกเตอร์ ฟิลเตอร์ หรือ PFC แทน

ทำไมสายนิวทรัลร้อนกว่าสายเฟส?

ฮาร์มอนิกที่ 3, 9, 15 เป็นลำดับศูนย์ ในระบบสามเฟสสี่สายที่มีโหลดแบบ SMPS ทุกเฟส ฮาร์มอนิกพวกนี้ของสามเฟสอยู่ในเฟสเดียวกันจึงบวกกันในนิวทรัล $I_N = 3\sqrt{I_3^2 + I_9^2 + \cdots}$ ได้ถึง 1.5–1.7 เท่าของกระแสเฟส

IEEE 519-2022 กำหนด THD แรงดันเท่าไร?

ที่จุดต่อร่วม (PCC) แรงดันไม่เกิน 1 kV: ฮาร์มอนิกแต่ละตัวไม่เกิน 5 % และ THD ไม่เกิน 8 % · 1–69 kV: 3 % และ 5 % · 69–161 kV: 1.5 % และ 2.5 % · เกิน 161 kV: 1 % และ 1.5 % ส่วนกระแสกำหนดเป็น TDD ตามอัตราส่วน Isc/IL ตั้งแต่ 5 % ถึง 20 %

อาจารย์มด · ธีรวุฒิ แสวงบุญ
อาจารย์สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า มหาวิทยาลัยราชภัฏธนบุรี สมุทรปราการ · ดูโปรไฟล์