พิมพ์คำที่ต้องการค้นหา ทั้งภาษาไทยและอังกฤษ

  1. หน้าแรก
  2. คลังความรู้
  3. เพาเวอร์แฟกเตอร์

// บทที่ 19 · Power Factor Explained · ทุกระดับ: ทั่วไป → ช่าง → วิศวกร

เพาเวอร์แฟกเตอร์ (Power Factor) เข้าใจได้ทุกระดับ

เพาเวอร์แฟกเตอร์ (PF) เป็นเรื่องที่เกือบทุกคนในวงการไฟฟ้าเคยได้ยิน แต่น้อยคนอธิบายได้ว่า “กำลังที่ไม่ทำงาน” ไปอยู่ที่ไหน ทำไมคาปาซิเตอร์แก้ได้ และทำไมบางครั้งแก้ไม่ได้ ชุดนี้อธิบายสามระดับคู่กันเสมอ — ภาพเปรียบเทียบ ตัวเลขที่ใช้งาน และคณิตศาสตร์เบื้องหลัง — พร้อมซิมูเลเตอร์ที่เห็นกระแสไหลไปกลับจริง ๆ มี 47 สูตรที่มีรหัสอ้างอิง และ 15 ตัวอย่างคำนวณ

เขียนโดย อาจารย์มดอัปเดต
สรุปใน 30 วินาที
  • P (kW) ทำงานจริง · Q (kvar) วิ่งไปกลับเติมสนามแม่เหล็ก/ไฟฟ้า · S (kVA) ที่สายต้องแบก · S2=P2+Q2S^2 = P^2 + Q^2
  • PF=P/S=cos⁡φPF = P/S = \cos\varphi เมื่อกระแสเป็นไซน์ · มอเตอร์ทำให้กระแส “ตามหลัง” แรงดัน
  • PF ต่ำ → กระแสสูง สายร้อน (∝ 1/PF²) แรงดันตก หม้อแปลงเต็มเร็ว และค่าปรับ kvar
  • คาปาซิเตอร์จ่าย Q ให้มอเตอร์ในพื้นที่: Qc=P(tan⁡φ1−tan⁡φ2)Q_c = P(\tan\varphi_1 - \tan\varphi_2)
  • โหลดอิเล็กทรอนิกส์มี PF ต่ำจากฮาร์มอนิก — คาปาซิเตอร์แก้ส่วนนี้ไม่ได้

อ่านตามระดับที่คุณต้องการ

ระดับ 1 · ไม่ต้องใช้สูตร

เข้าใจด้วยภาพ

แก้วเบียร์ ม้าลากเรือ ชิงช้า แล้วดูซิมูเลเตอร์ว่ากระแสไหลไปกลับจริง

PF คืออะไร → ซิมูเลเตอร์

ระดับ 2 · ช่าง · เจ้าของกิจการ

ใช้ตัวเลขให้เป็น

kW kvar kVA บนบิลและมิเตอร์ ขนาดคาปาซิเตอร์ ตู้อัตโนมัติ ค่าปรับ ระยะคืนทุน

คำนวณคาปาซิเตอร์ → ตู้คาปาซิเตอร์ → ค่าปรับ kvar

ระดับ 3 · นักศึกษา · วิศวกร

คณิตศาสตร์และฟิสิกส์

p(t) = v·i, เฟสเซอร์ S = VI*, DPF × distortion factor, เรโซแนนซ์ h=Ssc/Qch = \sqrt{S_{sc}/Q_c}

รูปคลื่น → ฮาร์มอนิก → การวัด

ลองเลย: มอเตอร์ปั๊มน้ำกับคาปาซิเตอร์

กด ▶ เล่น แล้วดูเส้นสีม่วง p(t) — ช่วงสีแดงคือเวลาที่มอเตอร์ “คืน” พลังงานกลับไปที่แหล่งจ่าย จากนั้นกดคาปาซิเตอร์ C1 C2 C3 ทีละขั้น สังเกตว่ากระแสลดลง พื้นที่สีแดงหายไป แต่ P (kW) เท่าเดิม ลองโหลดอื่นในแล็บเต็มที่ ซิมูเลเตอร์ PF

สมการหลักที่ใช้ทั้งชุด

เรื่องสมการรหัส
สามเหลี่ยมกำลังS2=P2+Q2S^2 = P^2 + Q^2B1
เพาเวอร์แฟกเตอร์PF=P/S=cos⁡φPF = P/S = \cos\varphiB2
กำลังขณะหนึ่งp(t)=VIcos⁡φ−VIcos⁡(2ωt−φ)p(t) = VI\cos\varphi - VI\cos(2\omega t - \varphi)W2
ขนาดคาปาซิเตอร์Qc=P(tan⁡φ1−tan⁡φ2)Q_c = P(\tan\varphi_1 - \tan\varphi_2)C1
ความจุC=Qc/(ωV2)C = Q_c/(\omega V^2)C3
ค่าปรับ(Qmax−0.6197Pmax)×56.07(Q_{max} - 0.6197P_{max})\times 56.07 ฿T2
PF จริงPF=DPF/1+THD2PF = DPF/\sqrt{1 + THD^2}H2
เรโซแนนซ์hr=Ssc/Qch_r = \sqrt{S_{sc}/Q_c}H5

คำนวณคาปาซิเตอร์ทันที

ทุกบทในชุดนี้

ส่วนที่ 1

เข้าใจเพาเวอร์แฟกเตอร์ Understanding Power Factor

ภาพเปรียบเทียบ สามเหลี่ยมกำลัง รูปคลื่นแรงดัน กระแส และกำลังขณะใดขณะหนึ่ง

19.1 เพาเวอร์แฟกเตอร์คืออะไร: ภาพเปรียบเทียบ สามเหลี่ยมกำลัง P Q S, cos φ, ตามหลังกับนำหน้า What Is Power Factor? เริ่มจากแก้วเบียร์และเรือลากจูง แล้วไปสู่ P (kW) Q (kvar) S (kVA) สามเหลี่ยมกำลัง cos φ โหลดตัวต้านทาน ตัวเหนี่ยวนำ ตัวเก็บประจุ PF ของเครื่องใช้ไฟฟ้า และ PF ต่ำทำให้เสียอะไร เปิดหน้า →สูตร B1, B2, … 19.2 เพาเวอร์แฟกเตอร์ในรูปคลื่น: กำลังขณะหนึ่ง p(t) กำลังไหลกลับ เฟสเซอร์ และความหมายของกำลังรีแอกทีฟ Power Factor in Waveforms & Phasors คูณ v(t) กับ i(t) ทีละจุด ได้ p(t) ที่มีค่าเฉลี่ยคือ P และแกว่งด้วยความถี่สองเท่า กำลังไหลกลับไปมา พลังงานที่เก็บในสนามแม่เหล็กและไฟฟ้า เฟสเซอร์ และพิสูจน์ P = VI cos φ เปิดหน้า →สูตร W1, W2, …
ส่วนที่ 2

ปรับปรุงเพาเวอร์แฟกเตอร์ Power Factor Correction

คำนวณคาปาซิเตอร์ ตู้คาปาซิเตอร์อัตโนมัติ และค่าปรับ kvar ในบิลค่าไฟ

19.3 ปรับปรุงเพาเวอร์แฟกเตอร์ด้วยคาปาซิเตอร์: Q_c = P(tan φ₁ − tan φ₂), kvar เป็น μF, กระแสลด การสูญเสียลด และ kVA ที่ได้คืน Power Factor Correction Calculation สูตรขนาดคาปาซิเตอร์ ตารางตัวคูณ kvar/kW แปลง kvar เป็น μF ทั้ง 1 เฟส สามเฟส Y Δ กระแสสายลดลงเท่าไร การสูญเสียลดตาม 1/PF² kVA หม้อแปลงที่ได้คืน แรงดันเพิ่ม และการชดเชยมอเตอร์รายตัว เปิดหน้า →สูตร C1, C2, … 19.4 ตู้คาปาซิเตอร์อัตโนมัติ: PF Controller ขั้นสวิตช์ C/k คอนแทกเตอร์ ตัวต้านทานคายประจุ กระแสพุ่งเข้า และการบำรุงรักษา Automatic Capacitor Banks ส่วนประกอบของตู้ คอนโทรลเลอร์วัดและตัดต่ออย่างไร ค่า C/k การแบ่งขั้น 1:1:2:2 คอนแทกเตอร์สำหรับคาปาซิเตอร์ inrush ตัวต้านทานคายประจุ แรงดันเกิน การตรวจเช็กประจำปี และอาการเสีย เปิดหน้า →สูตร K1, K2, … 19.5 เพาเวอร์แฟกเตอร์กับค่าไฟ: ค่าปรับ kvar ส่วนที่เกิน 61.97 % ของ kW ความต้องการพลังไฟฟ้า และความคุ้มค่าของตู้คาปาซิเตอร์ Power Factor & the Electricity Bill ผู้ใช้ไฟประเภทใดเสียค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ ทำไมเกณฑ์คือ PF 0.85 คำนวณ kvar ที่ถูกเรียกเก็บ ค่าความต้องการพลังไฟฟ้า และระยะคืนทุนของตู้คาปาซิเตอร์จากบิลจริง เปิดหน้า →สูตร T1, T2, …
ส่วนที่ 3

ฮาร์มอนิกและการวัด Harmonics & Measurement

PF จริงเมื่อมีฮาร์มอนิก เรโซแนนซ์ ตู้ detuned และการวัด PF ด้วยเครื่องมือจริง

ความเชื่อผิด ๆ ที่พบบ่อย

ความเชื่อความจริง
“กล่องประหยัดไฟเสียบปลั๊กแก้ PF แล้วค่าไฟบ้านลด 30 %”บ้านคิดเงินตาม kWh (P) ไม่ใช่ kVA การแก้ PF ลดกระแสในสายบ้านเล็กน้อยเท่านั้น ผลต่อค่าไฟน้อยมาก
“Q คือพลังงานที่เสียไปเปล่า ๆ”Q ไม่ได้ถูกใช้หมดไป มันวิ่งไปกลับ สิ่งที่เสียจริงคือความร้อน I²R จากกระแสส่วนเกินที่ Q ทำให้เกิด
“ใส่คาปาซิเตอร์ยิ่งมากยิ่งดี”เกินจะกลายเป็น PF นำหน้า กระแสกลับมาสูงขึ้น แรงดันเพิ่ม และเสี่ยงเรโซแนนซ์
“cos φ = PF เสมอ”จริงเฉพาะกระแสเป็นไซน์ โหลดอิเล็กทรอนิกส์มี cos φ ≈ 1 แต่ PF จริงอาจแค่ 0.6
“PF ต่ำทำให้มิเตอร์บ้านหมุนเร็วขึ้น”มิเตอร์ kWh วัดเฉพาะ P มิเตอร์จะหมุนเพิ่มเฉพาะการสูญเสียในสายที่อยู่หลังมิเตอร์ ซึ่งน้อย

ค้นหาสูตรทั้งหมดในที่เดียว

รหัส: B พื้นฐาน · W รูปคลื่น · C คำนวณคาปาซิเตอร์ · K ตู้คาปาซิเตอร์ · T ค่าไฟ · H ฮาร์มอนิก · M การวัด

  1. B1Power triangleสามเหลี่ยมกำลัง
    S2=P2+Q2S=P2+Q2S^2 = P^2 + Q^2 \qquad S = \sqrt{P^2 + Q^2}
  2. B2Power factorเพาเวอร์แฟกเตอร์
    PF=PS=cos⁡φ(กระแสเป็นไซน์)0≤PF≤1PF = \frac{P}{S} = \cos\varphi \quad (\text{กระแสเป็นไซน์}) \qquad 0 \le PF \le 1
  3. B3Reactive power from P and PFหา Q จาก P และ PF
    Q=Ptan⁡φ=P 1−PF2PFQ = P\tan\varphi = P\,\frac{\sqrt{1 - PF^2}}{PF}
  4. B4Current from apparent powerกระแสจากกำลังปรากฏ
    I1φ=SV=PV⋅PFI3φ=S3 VL=P3 VL⋅PFI_{1\varphi} = \frac{S}{V} = \frac{P}{V\cdot PF} \qquad I_{3\varphi} = \frac{S}{\sqrt3\,V_L} = \frac{P}{\sqrt3\,V_L\cdot PF}
  5. B5Sign conventionเครื่องหมายของ Q
    QL=+I2XL (ตามหลัง, ดูด Q)QC=−I2∣XC∣ (นำหน้า, จ่าย Q)Qnet=QL+QCQ_L = +I^2X_L\ (\text{ตามหลัง, ดูด Q}) \qquad Q_C = -I^2|X_C|\ (\text{นำหน้า, จ่าย Q}) \qquad Q_{net} = Q_L + Q_C
  6. B6Line losses vs PFการสูญเสียในสายเทียบ PF (P เท่าเดิม)
    Ploss(PF1)Ploss(PF2)=(PF2PF1)2\frac{P_{loss}(PF_1)}{P_{loss}(PF_2)} = \left(\frac{PF_2}{PF_1}\right)^2
  7. B7Usable real power of a transformerกำลังจริงที่หม้อแปลงจ่ายได้
    Pmax=Srated×PFP_{max} = S_{rated}\times PF
  8. W1Voltage and lagging currentแรงดันและกระแสที่ตามหลัง
    v(t)=2 Vsin⁡ωti(t)=2 Isin⁡(ωt−φ)v(t) = \sqrt2\,V\sin\omega t \qquad i(t) = \sqrt2\,I\sin(\omega t - \varphi)
  9. W2Instantaneous powerกำลังขณะหนึ่ง
    p(t)=v(t) i(t)=2VIsin⁡ωt sin⁡(ωt−φ)=VIcos⁡φ−VIcos⁡(2ωt−φ)p(t) = v(t)\,i(t) = 2VI\sin\omega t\,\sin(\omega t-\varphi) = VI\cos\varphi - VI\cos(2\omega t - \varphi)
  10. W3Average (real) powerกำลังเฉลี่ย
    P=1T∫0Tp(t) dt=VIcos⁡φP = \frac1T\int_0^T p(t)\,dt = VI\cos\varphi
  11. W7Fraction of time with p < 0สัดส่วนเวลาที่กำลังไหลกลับ
    tp<0T=φ180∘pmin=VI(cos⁡φ−1),  pmax=VI(cos⁡φ+1)\frac{t_{p<0}}{T} = \frac{\varphi}{180^\circ} \qquad p_{min} = VI(\cos\varphi - 1),\ \ p_{max} = VI(\cos\varphi + 1)
  12. W6Time shiftเวลาที่กระแสตามหลัง
    Δt=φ360∘ T=φ360∘ f\Delta t = \frac{\varphi}{360^\circ}\,T = \frac{\varphi}{360^\circ\,f}
  13. W4Active and reactive parts of p(t)แยกส่วนจริงและส่วนรีแอกทีฟ
    p(t)=P (1−cos⁡2ωt)⏟≥0 เสมอ: ไหลทางเดียว  −  Q sin⁡2ωt⏟ค่าเฉลี่ย 0: ไหลไปกลับp(t) = \underbrace{P\,(1 - \cos 2\omega t)}_{\ge 0\ \text{เสมอ: ไหลทางเดียว}} \;-\; \underbrace{Q\,\sin 2\omega t}_{\text{ค่าเฉลี่ย } 0:\ \text{ไหลไปกลับ}}
  14. W5Q and stored energyQ กับพลังงานที่เก็บในสนาม
    wL(t)=12L i2(t)WˉL=12LI2QL=ωLI2=2ω WˉLw_L(t) = \tfrac12 L\,i^2(t) \qquad \bar W_L = \tfrac12 L I^2 \qquad Q_L = \omega L I^2 = 2\omega\,\bar W_L
  15. W8Active and reactive currentกระแสส่วนทำงานและส่วนรีแอกทีฟ
    IP=Icos⁡φ  (ตรงเฟสกับ V)IQ=Isin⁡φ  (ตั้งฉากกับ V)I=IP2+IQ2I_P = I\cos\varphi \ \ (\text{ตรงเฟสกับ } V) \qquad I_Q = I\sin\varphi \ \ (\text{ตั้งฉากกับ } V) \qquad I = \sqrt{I_P^2 + I_Q^2}
  16. C1Capacitor sizeขนาดคาปาซิเตอร์
    Qc=P(tan⁡φ1−tan⁡φ2)φ=cos⁡−1(PF)Q_c = P\left(\tan\varphi_1 - \tan\varphi_2\right) \qquad \varphi = \cos^{-1}(PF)
  17. C2Reactive power of a capacitorกำลังรีแอกทีฟของคาปาซิเตอร์
    QC=V2XC=ωCV2IC=ωCVQ_C = \frac{V^2}{X_C} = \omega C V^2 \qquad I_C = \omega C V
  18. C3Single-phase capacitanceความจุ 1 เฟส
    C=Qc2πfV2C = \frac{Q_c}{2\pi f V^2}
  19. C4Three-phase capacitance per phaseความจุต่อเฟส 3 เฟส
    CΔ=Qc3 ωVL2CY=QcωVL2=3 CΔC_\Delta = \frac{Q_c}{3\,\omega V_L^2} \qquad C_Y = \frac{Q_c}{\omega V_L^2} = 3\,C_\Delta
  20. C5Current and loss reductionกระแสและการสูญเสียที่ลดลง
    I2I1=PF1PF2ΔPlossPloss,1=1−(PF1PF2)2\frac{I_2}{I_1} = \frac{PF_1}{PF_2} \qquad \frac{\Delta P_{loss}}{P_{loss,1}} = 1 - \left(\frac{PF_1}{PF_2}\right)^2
  21. C6Released kVAkVA ที่ได้คืน
    ΔS=P(1PF1−1PF2)\Delta S = P\left(\frac{1}{PF_1} - \frac{1}{PF_2}\right)
  22. C7Voltage riseแรงดันที่เพิ่มขึ้น
    ΔV%≈QcSsc×100≈Qc (%ZT)ST\Delta V\% \approx \frac{Q_c}{S_{sc}}\times 100 \approx \frac{Q_c\,(\%Z_T)}{S_T}
  23. C8Maximum capacitor directly at a motorคาปาซิเตอร์สูงสุดที่ต่อตรงกับมอเตอร์
    Qc,max≤0.9 3 V I0I0=กระแสไร้โหลดQ_{c,max} \le 0.9\,\sqrt3\,V\,I_0 \qquad I_0 = \text{กระแสไร้โหลด}
  24. K1Reactive power still neededรีแอกทีฟที่ยังขาด
    ΔQ=Qmeasured−Ptan⁡φtargetΔQ>krQstep,min⇒สับΔQ<−krQstep,min⇒ปลด\Delta Q = Q_{measured} - P\tan\varphi_{target} \qquad \Delta Q > k_r Q_{step,min} \Rightarrow \text{สับ} \qquad \Delta Q < -k_r Q_{step,min} \Rightarrow \text{ปลด}
  25. K2C/k settingค่า C/k (แอมป์ด้านทุติยภูมิ)
    C/k=Qstep,min3 VL kCTkCT=IpIsC/k = \frac{Q_{step,min}}{\sqrt3\,V_L\,k_{CT}} \qquad k_{CT} = \frac{I_{p}}{I_{s}}
  26. K3Number of levelsจำนวนระดับที่ได้
    ขั้นเท่ากัน n ขั้น: n ระดับ1:2:4:… (n ขั้น):2n−1 ระดับΔQres=Qstep,min\text{ขั้นเท่ากัน } n\ \text{ขั้น: } n\ \text{ระดับ} \qquad 1{:}2{:}4{:}\dots\ (n\ \text{ขั้น}): 2^n - 1\ \text{ระดับ} \qquad \Delta Q_{res} = Q_{step,min}
  27. K4Inrush peak, single bankค่ายอดกระแสพุ่งเข้า (สับขั้นแรก)
    i^inrush2 IC≈2 SscQc\frac{\hat i_{inrush}}{\sqrt2\,I_{C}} \approx \sqrt{\frac{2\,S_{sc}}{Q_c}}
  28. K5Discharge resistorตัวต้านทานคายประจุ (≤ 75 V ใน t วินาที)
    R≤tC ln⁡ ⁣(2 UNUR)UR=75 V, t=180 sR \le \frac{t}{C\,\ln\!\left(\dfrac{\sqrt2\,U_N}{U_R}\right)} \qquad U_R = 75\ \text{V},\ t = 180\ \text{s}
  29. T1PF at maximum demandPF ที่ความต้องการสูงสุด
    PFmd=PmaxPmax2+Qmax2PF_{md} = \frac{P_{max}}{\sqrt{P_{max}^2 + Q_{max}^2}}
  30. T2Thai PF chargeค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ (กฟภ./กฟน.)
    CPF=max⁡ ⁣(0, Qmax−0.6197 Pmax)×56.07  ฿/เดือนC_{PF} = \max\!\big(0,\ Q_{max} - 0.6197\,P_{max}\big)\times 56.07\ \ \text{฿/เดือน}
  31. T3Origin of 61.97 %ที่มาของ 61.97 %
    tan⁡ ⁣(cos⁡−10.85)=1−0.8520.85=0.6197\tan\!\left(\cos^{-1}0.85\right) = \frac{\sqrt{1-0.85^2}}{0.85} = 0.6197
  32. T4Bank size from the billขนาดตู้จากบิล
    Qc=Qmax−Pmaxtan⁡φtargetQ_c = Q_{max} - P_{max}\tan\varphi_{target}
  33. T5Simple paybackระยะคืนทุนอย่างง่าย
    คืนทุน (เดือน)=ราคาตู้CPF+ΔEloss renergyΔEloss≈Eloss[1−(PF1PF2)2]\text{คืนทุน (เดือน)} = \frac{\text{ราคาตู้}}{C_{PF} + \Delta E_{loss}\,r_{energy}} \qquad \Delta E_{loss} \approx E_{loss}\left[1 - \left(\frac{PF_1}{PF_2}\right)^2\right]
  34. H1RMS current and THDกระแส rms และ THD
    Irms=∑h=1∞Ih2=I11+THDI2THDI=∑h≥2Ih2I1I_{rms} = \sqrt{\sum_{h=1}^{\infty} I_h^2} = I_1\sqrt{1 + THD_I^2} \qquad THD_I = \frac{\sqrt{\sum_{h\ge2} I_h^2}}{I_1}
  35. H2True power factorเพาเวอร์แฟกเตอร์จริง (แรงดันเป็นไซน์)
    PF=PVIrms=cos⁡φ1⏟DPF×I1Irms⏟DF=cos⁡φ11+THDI2PF = \frac{P}{V I_{rms}} = \underbrace{\cos\varphi_1}_{DPF}\times\underbrace{\frac{I_1}{I_{rms}}}_{DF} = \frac{\cos\varphi_1}{\sqrt{1 + THD_I^2}}
  36. H3Power components with distortionกำลังเมื่อมีฮาร์มอนิก
    S2=P2+Q12+D2D=V∑h≥2Ih2=VI1 THDIS^2 = P^2 + Q_1^2 + D^2 \qquad D = V\sqrt{\sum_{h\ge2} I_h^2} = V I_1\,THD_I
  37. H4Best PF reachable with capacitors onlyPF สูงสุดที่คาปาซิเตอร์ทำได้
    PFmax=DF=11+THDI2THD 100 %⇒0.707PF_{max} = DF = \frac{1}{\sqrt{1 + THD_I^2}} \qquad THD\ 100\,\% \Rightarrow 0.707
  38. H8Neutral current from triplen harmonicsกระแสนิวทรัลจากฮาร์มอนิกลำดับ 3 6 9
    IN≈3I32+I92+⋯  (โหลดเฟสเดียวสมดุลสามเฟส)I_N \approx 3\sqrt{I_3^2 + I_9^2 + \cdots}\ \ (\text{โหลดเฟสเดียวสมดุลสามเฟส})
  39. H5Parallel resonance orderอันดับเรโซแนนซ์ขนาน
    hr=SscQc≈STQc (%ZT/100)fr=hr f1h_r = \sqrt{\frac{S_{sc}}{Q_c}} \approx \sqrt{\frac{S_T}{Q_c\,(\%Z_T/100)}} \qquad f_r = h_r\,f_1
  40. H6Detuned tuning frequencyความถี่จูนของตู้ detuned
    p=XLXCftune=f1pp=7 %⇒189 Hz (h=3.78),  p=14 %⇒134 Hz (h=2.67)p = \frac{X_L}{X_C} \qquad f_{tune} = \frac{f_1}{\sqrt{p}} \qquad p = 7\,\% \Rightarrow 189\ \text{Hz}\ (h = 3.78),\ \ p = 14\,\% \Rightarrow 134\ \text{Hz}\ (h = 2.67)
  41. H7Capacitor voltage in a detuned branchแรงดันคร่อมคาปาซิเตอร์
    UC=UN1−pQbranch=QC,rated1−p(UNUC,rated)2U_C = \frac{U_N}{1 - p} \qquad Q_{branch} = \frac{Q_{C,rated}}{1-p}\left(\frac{U_N}{U_{C,rated}}\right)^2
  42. M1What a wattmeter measuresสิ่งที่วัตต์มิเตอร์วัด
    W=1T∫0Tv(t) i(t) dt=VIcos⁡(∠V−∠I)  (ไซน์)W = \frac1T\int_0^T v(t)\,i(t)\,dt = V I\cos(\angle V - \angle I)\ \ (\text{ไซน์})
  43. M2PF from measurementsPF จากค่าที่วัดได้
    PF=PVrms Irms(1φ)PF3φ=Pa+Pb+PcSa+Sb+Sc  (แบบเลขคณิต)PF = \frac{P}{V_{rms}\,I_{rms}} \quad (1\varphi) \qquad PF_{3\varphi} = \frac{P_a + P_b + P_c}{S_a + S_b + S_c}\ \ (\text{แบบเลขคณิต})
  44. M3Total powerกำลังรวม (ใช้ได้เสมอในระบบ 3 สาย)
    P=W1+W2W1=VLILcos⁡(30∘−φ),  W2=VLILcos⁡(30∘+φ)P = W_1 + W_2 \qquad W_1 = V_L I_L\cos(30^\circ - \varphi),\ \ W_2 = V_L I_L\cos(30^\circ + \varphi)
  45. M4Reactive power (balanced)กำลังรีแอกทีฟ (โหลดสมดุล)
    Q=3 (W1−W2)Q = \sqrt3\,(W_1 - W_2)
  46. M5Power factor (balanced)เพาเวอร์แฟกเตอร์ (โหลดสมดุล)
    tan⁡φ=3 (W1−W2)W1+W2PF=cos⁡ ⁣[tan⁡−13 (W1−W2)W1+W2]\tan\varphi = \frac{\sqrt3\,(W_1 - W_2)}{W_1 + W_2} \qquad PF = \cos\!\left[\tan^{-1}\frac{\sqrt3\,(W_1 - W_2)}{W_1 + W_2}\right]
  47. M6Average power factorPF เฉลี่ยจากพลังงาน
    PF‾=EkWhEkWh2+Ekvarh2\overline{PF} = \frac{E_{kWh}}{\sqrt{E_{kWh}^2 + E_{kvarh}^2}}

มาตรฐานและแหล่งอ้างอิง

  • IEEE Std 1459-2010 นิยามกำลังภายใต้สภาวะไซน์ ไม่ไซน์ สมดุล และไม่สมดุล
  • IEC 60831-1/-2 (คาปาซิเตอร์แรงต่ำแบบ self-healing), IEC 61921 (ตู้คาปาซิเตอร์แรงต่ำ), IEC 60947-4-1 (คอนแทกเตอร์ AC-6b)
  • IEEE Std 18 และ IEEE Std 1036 (คาปาซิเตอร์แบบขนานและการใช้งาน)
  • อัตราค่าไฟฟ้าของ กฟภ./กฟน. — ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ 56.07 บาท ต่อ kvar ที่เกิน 61.97 % ของความต้องการพลังไฟฟ้าสูงสุด (ตรวจอัตราปัจจุบัน)
  • J. C. Das, Power System Harmonics and Passive Filter Designs, Wiley-IEEE — เรโซแนนซ์และตู้ detuned

คำถามที่พบบ่อย

เพาเวอร์แฟกเตอร์คืออะไรแบบเข้าใจง่ายที่สุด?

คือสัดส่วนของไฟฟ้าที่ทำงานจริง (kW) เทียบกับไฟฟ้าทั้งหมดที่สายไฟต้องส่ง (kVA) เหมือนเบียร์หนึ่งแก้ว ส่วนที่ดื่มได้คือเนื้อเบียร์ (kW) ส่วนฟองคือกำลังรีแอกทีฟ (kvar) แก้วทั้งใบคือ kVA แก้วที่มีฟองมาก ต้องใช้แก้วใหญ่ขึ้นเพื่อได้เบียร์เท่าเดิม PF = 1 คือไม่มีฟองเลย

PF ต่ำเสียหายอย่างไร?

กระแสในสายสูงขึ้นทั้งที่งานเท่าเดิม ทำให้สายร้อนและสูญเสียพลังงานตาม 1/PF² แรงดันตกมากขึ้น หม้อแปลงและสายต้องใหญ่ขึ้น และผู้ใช้ไฟประเภทกิจการขนาดกลางขึ้นไปจะเสียค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์เมื่อ kvar เกิน 61.97 % ของ kW ความต้องการสูงสุด (ต่ำกว่า PF 0.85)

บ้านพักอาศัยต้องแก้ PF ไหม?

โดยทั่วไปไม่ต้อง ผู้ใช้ไฟบ้านเสียค่าไฟตาม kWh ไม่มีค่าปรับ kvar และเครื่องใช้ไฟฟ้าสมัยใหม่ เช่น แอร์อินเวอร์เตอร์และเครื่องชาร์จรถ มีวงจร PFC อยู่แล้ว อุปกรณ์ที่โฆษณาว่าเสียบปลั๊กแล้วลดค่าไฟบ้านด้วยการแก้ PF จึงไม่ช่วยลดค่าไฟจริง

มีเครื่องมือทดลองเพาเวอร์แฟกเตอร์ไหม?

มีซิมูเลเตอร์ที่เลือกโหลดจริง เช่น มอเตอร์ ฮีตเตอร์ หลอดบัลลาสต์ คอมพิวเตอร์ แล้วเปิดคาปาซิเตอร์ทีละขั้น เห็นรูปคลื่น v i p แบบเคลื่อนไหว เฟสเซอร์ สามเหลี่ยมกำลัง มิเตอร์ และความร้อนในสาย และมีตู้คาปาซิเตอร์อัตโนมัติจำลองตลอดวันทำงานของโรงงาน ใช้ได้ฟรีในเบราว์เซอร์

อาจารย์มด · ธีรวุฒิ แสวงบุญ
อาจารย์สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า มหาวิทยาลัยราชภัฏธนบุรี สมุทรปราการ · ดูโปรไฟล์