สำหรับการปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้า (Power factor) นั้น ถือเป็นแนวทางหนึ่งในการปรับปรุงคุณภาพระบบไฟฟ้า ซึ่งถ้าค่า Power Factor ต่ำทำให้เกิดพลังงงานสูญเสียในระบบได้ นอกจากนั้นหากค่า Power Factor มีค่าต่ำกว่า 0.85 ยังทำให้โดนค่าปรับจากการไฟฟ้าอีกด้วย ซึ่งรายละเอียดส่วนนี้เราได้กล่าวไปแล้วในบทที่ 1 Power Factor คืออะไร? ค่า PF ที่ดีมีประโยชน์อย่างไร? และในบทความนี้เราจะแนะนำถึงแนวทางการปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้า (Power Factor) ซึ่งเรามี 2 แนวทาง จะเป็นอะไรบ้างนั้นตามมาดูกันเลย
คุณสามารถเข้าไปอ่านบทความอื่นๆ ได้ที่ คู่มือการแก้ Power Factor เพื่อคุณภาพไฟฟ้าที่ดี ในหน้านี้จะรวมรวบบทความที่น่าสนใจไว้มากมาย โดยบทความทั้งหมดคุณสามารถเข้าไปอ่านได้เลย และสามารถดาวน์โหลดเนื้อหาทั้งหมดในรูปแบบไฟล์ PDF ได้ฟรีอีกด้วย นอกจากนี้ยังมีหน้าแคตตาล็อกสินค้าให้คุณเข้าไปดาวน์โหลดฟรี เพื่อใช้หารุ่นที่คุณต้องการได้ง่ายขึ้น
2 แนวทางการปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้า
สำหรับ 2 แนวทางการปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้า (Power factor) นั้นจะประกอบไปด้วย การติดตั้ง ซิงโครนัสคอนเดนเซอร์ (Synchronous Condenser) และคาปาซิเตอร์ หรือ ตัวเก็บประจุ (Capacitor Bank, Cap Bank)

ซิงโครนัสคอนเดนเซอร์ (Synchronous Condenser)

คาปาซิเตอร์ หรือ ตัวเก็บประจุ (Capacitor Bank, Cap Bank)
ซิงโครนัสคอนเดนเซอร์ (Synchronous Condenser)

รูปตัวอย่างการติดตั้ง ซิงโครนัสคอนเดนเซอร์ (Synchronous Condenser)
ที่มา : https://en.wikipedia.org/wiki/Synchronous_condenser#/media/File:Templestowe_Synchronous_Condenser_1.jpg
เป็นสภาวะการทำงานหนึ่งของมอเตอร์ซิงโครนัสซึ่งเป็นสภาวะที่ค่าตัวประกอบกำลังนำหน้า ซึ่งเป็นผลให้มีการนำมอเตอร์ซิงโครนัสมาใช้สำหรับปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลังของระบบไฟฟ้าที่มอเตอร์ซิงโครนัสนั้นต่ออยู่ โดยที่ตัวของมอเตอร์ไม่ต้องขับโหลดทางกลโดยทั่วไปจะนิยมปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลังให้มีค่าใกล้กับ 1 มากที่สุดคือประมาณ 0.9 – 0.95 ล้าหลัง เนื่องจากขณะที่มอเตอร์ทำงานโดยไม่ขับโหลดทางกล กำลังอินพุตทั้งหมดจะถูกใช้ไปเพื่อเอาชนะการสูญเสียในขดลวดอาร์เมเจอร์การสูญเสียในแกนเหล็กการสูญเสียทางกลที่เกิดจากความฝืดและแรงต้านจากลม
สรุปแล้ว เป็นการนำเอามอเตอร์แบบซิงโครนัสมาทำงานและต่อขนานเข้ากับระบบ เมื่อซิงโครนัสมอเตอร์ทำงานในสภาวะไม่มีโหลด ก็จะทำให้กระแสไฟฟ้านำหน้าแรงดันไฟฟ้าได้ จึงทำให้สามารถช่วยปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าได้เช่นเดียวกัน
ข้อดี
- ทนกระแสได้สูง เนื่องจากขดลวดมอเตอร์มีเสถียรภาพทางความร้อนสูงถึงกระแสลัดวงจร
- ไม่สร้างฮาร์มอนิกให้กับระบบ และไม่ได้รับความเสียหายจากฮาร์มอนิกใดๆ จึงทำให้มีความน่าเชื่อถือสูง
ข้อเสีย
- มีราคาแพง จึงเหมาะสำหรับผู้ใช้ไฟฟ้าขนาดใหญ่
- ต้องมีอุปกรณ์ช่วยในการ start เพราะมอเตอร์ซิงโครนัสไม่สามารถทำได้ด้วยตัวเอง
- สร้างเสียงรบกวนค่อนข้างมาก
คาปาซิเตอร์ หรือ ตัวเก็บประจุ (Capacitor Bank, Cap Bank)


ส่วนใหญ่โรงงานอุตสาหกรรมจะใช้โหลดที่แสดงตัวเหมือนตัวเหนี่ยวนำ ซึ่งทำให้มุมเฟสของกระแสไฟฟ้าตามหลังมุมเฟสของแรงดันไฟฟ้า(lagging) จึงทำให้ค่าตัวประกอบกำลังลดลง เราจึงต้องมีการติดตั้งตัวเก็บประจุหรือคาปาซิเตอร์และต่อขนานเข้ากับอุปกรณ์หรือระบบไฟฟ้าโดยทั่วไปสามารถแก้ไขค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้าให้สูงขึ้นโดยการใช้ตัวเก็บประจุไฟฟ้า(Capacitor) ต่อเข้าไปในระบบไฟฟ้า โดยเป็นการเพิ่มกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟ (มีหน่วยเป็น kVar) ที่เข้าไปหักล้างกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟเดิม (Q1) ให้ลดลงเหลือเป็นกำลังไฟฟ้ารีแอคทีฟใหม่ (Q2) ซึ่งทำให้ผลรวมของกำลังไฟฟ้าทั้งหมด (S2) มีค่าลดลงจากเดิม (S1) ตามรูป

จากรูป แสดงการใช้คาปาซิเตอร์หรือตัวเก็บประจุไฟฟ้า เพื่อเพิ่มค่า Power Factor โดยที่ขนาดของตัวคาปาซิเตอร์ (KVAR) = kW x (tanθ1 – tanθ2)
ข้อดี
- การใช้คาปาซิเตอร์ในการปรับปรุงค่าตัวประกอบกำลังนั้นมีข้อได้เปรียบมากกว่าวิธีการอื่น
- การสูญเสียในตัวคาปาซิเตอร์น้อย
- ราคาถูก เมื่อเทียบกับการติดตั้งซิงโครนัสคอนเดนเซอร์ (Synchronous Condenser)
- อุปกรณ์ไม่มีการเคลื่อนไหวหรือหมุน ทำให้การบำรุงรักษาต่ำ
- มีการติดตั้งง่ายไม่ซับซ้อน เพราะมีน้ำหนักเบา
ข้อเสีย
- มีอายุการใช้งานน้อย ประมาณ 8-10 ปี
- เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงของโหลดอยู่ตลอดเวลา จึงทำให้มีการ On-Off อยู่ตลอดซึ่งอาทำให้เกิดไฟกระชากในระบบได้
- ถ้าระดับแรงดันไฟฟ้าในระบบเพิ่มหรือเกิด Over Voltage จะทำให้คาปาซิเตอร์เกิดความเสียหายได้ง่าย
สำหรับแนวทางการปรับปรุงค่า Power Factor ที่ได้กล่าวมาข้างต้นนั้น การติดตั้งซิงโครนัสคอนเดนเซอร์ (Synchronous Condenser) ถือเป็นแนวทางการปรับปรุงที่เหมาะกับระบบไฟฟ้าขนาดใหญ่มากๆ มีอายุการใช้งานยาวนาน ไม่สร้างสัญญาณฮาร์มอนิกและไม่ได้รับความเสียหายจากฮาร์มอนิกด้วย แต่ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งสูง ส่วนการติดตั้งคาปาซิเตอร์ถือได้ว่าเป็นแนวทางการปรับปรุงค่า Power Factor ที่ได้รับความนิยมอย่างมาก เนื่องจากค่าใช้จ่ายในการติดตั้งไม่สูงมาก, การติดตั้งไม่ซับซ้อน, การซ่อมบำต่ำและการสูญเสียในตัวเก็บประจุแบบคงที่ต่ำ ในบทความต่อไปเราจะมาแนะนำแนวทางการคำนวนขนาด Capacitor Bank ที่ต้องใช้และการเลือกใช้เพื่อแก้ค่า Power Factor