ปัญหาไฟตก ไฟกระพริบ (Voltage sag)

ปัญหาไฟตก ไฟกระพริบ (Voltage sag)

แรงดันไฟตกชั่วขณะ(ชั่วคราว)เป็นปัญหาที่พบได้บ่อยและส่งผลกระทบต่อคุณภาพไฟฟ้า ซึ่งทำให้เกิดสูญเสียในการผลิตโดยไม่จำเป็น  อุปกรณ์ต่างๆที่ใช้ในระบบควบคุมอัตโนมัติ เช่น PLC, AC drive และ Robot รวมทั้งรีเลย์และคอนแทคเตอร์ด้วย ล้วนเป็นอุปกรณ์ที่มีความอ่อนไหวต่อแรงดันไฟตกชั่วขณะ

แรงดันไฟฟ้าตกชั่วขณะคืออะไร?

ตามมาตรฐาน IEC 61000-4-30 กล่าวไว้ว่า แรงดันไฟฟ้าตกชั่วขณะ คือ การที่แรงดันไฟฟ้าลดลงเกิน 10% จากค่าแรงดันไฟปกติเป็นช่วงเวลาสั้นๆ ตั้งแต่ 1/2 cycle ถึง 1 นาที  ตัวอย่างเช่น แรงดันไฟปกติ 220 V แรงดันไฟตก 10% จะมีค่าเท่ากับ 198 V

แรงดันไฟตกชั่วขณะมีสาเหตุจากอะไร?

เมื่อเกิดแรงดันไฟตกชั่วขณะเรามักคิดว่าปัญหาน่าจะเกิดจากระบบการจ่ายไฟจากผู้ผลิตไฟฟ้า  อย่างไรก็ตามแรงดันไฟตกชั่วขณะอาจเกิดจากอุปกรณ์ภายในโรงงานของเราเองได้เช่นกัน  ดังนั้น ปัญหาคุณภาพไฟฟ้าอาจเกิดได้ทั้งภายในโรงงานและนอกโรงงาน

ดังนั้น เราจึงจำเป็นต้องหาแหล่งที่ก่อให้เกิดปัญหาแรงดันไฟตกชั่วขณะให้ได้ ในกรณีที่เกิดจากภายนอกโรงงานอาจเกิดจากคนหรือธรรมชาติก็ได้เช่น ฟ้าผ่า  พายุ ต้นไม้ล้มทับสายไฟ หรือแม้แต่อุบัติเหตุรถชนเสาไฟฟ้าก็เป็นสาเหตุให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตกชั่วขณะได้

การแก้ปัญหาแรงดันไฟตกชั่วขณะ

เราสามารถป้องกันและลดปัญหาที่เกิดขึ้นจากแรงดันไฟตกชั่วขณะได้หลายวิธี แต่วิธีที่นิยมใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมสามารถแสดงได้ดังตัวอย่างดังต่อไปนี้

1.การใช้ UPS แบบ True online

ปกติแล้ว UPS สำรองไฟโดยทั่วไปจะเป็นชนิด Passive ซึ่งนิยมใช้สำรองไฟเครื่องคอมพิวเตอร์ต่างๆ  UPS ชนิด Passive จะเหมาะสำหรับไฟฟ้าดับมากกว่าแรงดันไฟตกชั่วขณะ  ดังนั้น UPS ที่ใช้สำหรับป้องกันไฟดับชั่วขณะควรเป็นชนิด True online

หลักการทำงานของ UPS แบบ True online จะคล้ายกับ UPS แบบ Passive เพียงแต่ UPS ชนิด True online จะมีวงจร Inverter ทำหน้าที่แปลงไฟ DC ไปเป็นไฟ AC เพื่อจ่ายให้กับโหลดอยู่ตลอดเวลาจึงทำให้สามารถจ่ายไฟได้ต่อเนื่องเมื่อเกิดไฟตกชั่วขณะ เนื่องจากวงจรนี้จะทำงานตลอดเวลาทำให้สูญเสียพลังงานและเกิดฮามอนิกในระบบไฟฟ้า แต่ข้อดีของ UPS ชนิดนี้นอกจากจะป้องกันไฟตกชั่วขณะแล้ว ยังสามารถลดปัญหาไฟดับได้อีกด้วยซึ่งสามารถสำรองไฟได้เป็นเวลาหลายนาทีหรือเป็นชั่วโมงได้ขึ้นอยู่กับขนาดของแบตเตอรี่ แต่ UPS ก็มีข้อเสียเช่นคือต้องใช้แบตเตอรี่ในการสำรองไฟทำให้ต้องมีพื้นที่ในการจัดเก็บและควบคุมอุณหภูมิของแบตเตอรี่ และต้องมีค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนแบต้ตอร์รี่ทุกๆ 3-5 ปี

นอกจาก UPS ที่รับแหล่งจ่ายไฟอินพุตเป็นไฟ AC แล้วยังมี UPS ชนิดไฟ DC ให้เลือกใช้งาน  โดย UPS ชนิดนี้จะสำรองไฟที่ได้รับจากแหล่งจ่าย DC เช่น Switching power supply ที่อยู่ในตู้คอนโทรลและจะจ่ายไฟให้ระบบคอนโทรลเมื่อเกิดไฟตกหรือดับเกิดขึ้น  โดยปกติแล้ว UPS ชนิดนี้ระยะเวลาในการสำรองไฟจะขึ้นอยู่กับขนาดของแบตเตอรี่ที่เลือกใช้ ซึ่งนิยมใช้เป็นไฟสำรองให้กับ PLC และ Controller ต่างๆในระบบควบคุม

2.การใช้ Dynamic Sag Corrector(DySC)

DySC จะเก็บพลังงานโดยอาศัยคาปาซิเตอร์แทนการใช้แบตเตอรี่ เมื่อเก็บพลังงานเต็มที่แล้วอุปกรณ์ Static Switch จะทำหน้าที่เป็นสวิตช์จ่ายไฟไปให้โหลดโยตรง  เมื่อเกิดแรงดันไฟตก Static Switch จะหยุดทำงานและวงจร Sag correction จะจ่ายพลังงานที่สะสมไว้ออกมา  แต่มันจะป้องกันแรงดันไฟตกชั่วขณะของ DySC จะทำได้เป็นช่วงเวลาสั้นๆ เช่น 5 วินาที เป็นต้น โดยที่แรงดันต้องลดลงไม่ต่ำกว่า 50 % ของแรงดันไฟปกติ  เนื่องจาก DySC ใช้คาปาซิเตอร์เก็บพลังงานซึ่งเก็บได้น้อยกว่าแบตเตอรี่   ส่วนข้อดีของ Dynamic Sag Corrector คือ ไม่มีแบตเตอรี่ทำให้ใช้พื้นที่ติดตั้งน้อยกว่า และไม่ต้องบำรุงรักษา  นอกจากนั้นประสิทธิภาพการใช้งานสูงกว่า UPS เพราะขณะที่ไม่เกิดแรงดันไฟตกชั่วขณะมันจะจ่ายไฟตรงไปยังโหลด  ส่วน UPS จะแปลงไฟ DC ไปเป็นไฟ AC ตลอดเวลาทำให้เกิดการสูญเสียและสร้าง Harmonic ให้กับระบบไฟ

ตารางข้างล่างนี้แสดงข้อเปรียบเทียบระหว่าง UPS กับ DySC ทั้งนี้การเลือกใช้งานจะขึ้นอยู่กับปัญหาว่าเป็นไฟดับหรือไฟตกชั่วขณะ นอกจากนั้นอาจต้องคำนึงถึงจุดคุ้มทุนของอุปกรณ์ที่เลือกใช้  และสิ่งแวดล้อมในการติดตั้งว่าอุปกรณ์ตัวใดเหมาะสมที่สุด ในบางอุตสาหกรรมการติดตั้ง UPS อาจไม่เหมาะสมเพราะ UPS ต้องใช้แบตเตอรี่และต้องควบคุมอุณหภูมิจึงต้องจัดทำห้องแบตเตอรี่แยกต่างหาก  อย่างไรก็ตามควรเลือกสิ่งที่แก้ปัญหาให้กับคุณได้และคุ้มค่าในระยะยาว