ชุดคาปาซิเตอร์สำหรับคอร์เรคชันเพาเวอร์แฟกเตอร์ (PFC) ติดตั้งเป็นแบงก์ขนานกับโหลดอุปนัย เช่น มอเตอร์อินดักชัน หม้อแปลง และเครื่องเชื่อม เพื่อลดกระแสรีแอกทีฟจากหม้อแปลงจ่ายไฟไปยังโหลด ช่วยลดค่าความต้องการไฟฟ้าและยอดค่าไฟรายเดือน คาปาซิเตอร์กลุ่มนี้ทำงานกับแรงดันไฟสลับความถี่ 50 เฮิรตซ์ ไม่ควรนำสเปกของคาปาซิเตอร์ DC-link หรือสเน็บเบอร์มาใช้แทน แม้ค่าความจุจะใกล้เคียงกันก็ตาม
ขอบเขตการใช้งานแบงก์ PFC
แบงก์ PFC ออกแบบสำหรับระบบสามเฟส 380-400 โวลต์ ใช้งานต่อเนื่องในโรงงานที่เดินเครื่อง 24 ชั่วโมง หากในหม้อแปลงเดียวกันมีโหลดไดรฟ์ความถี่สูง (VFD) เกิน 20% ของโหลดรวม ฮาร์มอนิกจากไดรฟ์จะเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้คาปาซิเตอร์เสื่อมเร็ว ต้องเลือกแบงก์แบบดีจูน (detuned) แทนแบบมาตรฐาน
เกณฑ์เลือกพารามิเตอร์หลัก
แรงดันพิกัด: ระบบ 380-400 โวลต์ ควรเลือกคาปาซิเตอร์พิกัด 450-480 โวลต์ เมื่อมีฮาร์มอนิก แรงดันพีคอาจสูงกว่าระบบปกติ 25-30% พิกัด 440 โวลต์ลงมาเสี่ยงต่อการสลายตัวของฟิล์มเร็วกว่าที่คาด
พิกัด kVAr: คำนวณจากโหลดเฉลี่ยและ PF เป้าหมาย เช่น โหลด 200 กิโลวัตต์ PF เดิม 0.75 แก้เป็น 0.95 ต้องการคาปาซิเตอร์ประมาณ 65-75 kVAr ควรแบ่งเป็นสเต็ป 3-5 ชุด เพื่อไม่เกิดโอเวอร์คอร์เรคชันเมื่อโหลดเบา
อุณหภูมิใช้งาน: ฟิล์มโพลีโพรพิลีนมีอุณหภูมิแกนสูงสุด 70-85 องศาเซลเซียส ในโรงงานไทยที่ตู้มีอุณหภูมิ 40-45 องศาและกระแสริปเปิลสูง ต้องลดพิกัดกระแสลง โดยประมาณอายุงานลดลงครึ่งหนึ่งทุกอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น 10 องศา
กระแสฮาร์มอนิก: ฮาร์มอนิกอันดับ 5 และ 7 ทำให้กระแสและแรงดันผิดรูป คาปาซิเตอร์ที่ไม่มีตัวกรองจะร้อนและบวมเร็ว ควรใช้ดีจูนรีแอกเตอร์ที่ความถี่เรโซแนนซ์ 189 เฮิรตซ์ (7%) หรือ 134 เฮิรตซ์ (14%)
ESR และ dissipation factor: ค่าตัวประกอบการสูญเสียของคาปาซิเตอร์ PFC ควรต่ำกว่า 0.002 ที่ 50 เฮิรตซ์ หากสูงกว่า 0.003 บ่งชี้ว่าวัสดุฟิล์มหรือขั้วต่อคุณภาพต่ำ อายุงานจะสั้นลงอย่างชัดเจน
ตารางเปรียบเทียบแบบแบงก์
| ลักษณะ | แบบมาตรฐาน | ดีจูน 7% | ดีจูน 14% |
|---|---|---|---|
| สัดส่วนโหลดไดรฟ์ที่รองรับ | น้อยกว่า 10% | 10-30% | มากกว่า 30% |
| แรงดันพิกัดขั้นต่ำ | 450 V | 480 V | 480 V |
| ความถี่เรโซแนนซ์ | ไม่มี | 189 Hz | 134 Hz |
| ค่า kVAr หลังติดตั้งรีแอกเตอร์ | – | ลดลง 7% | ลดลง 14% |
| ช่วงอายุงานที่อุณหภูมิ 35 องศา | 100,000-130,000 ชม. | 80,000-110,000 ชม. | 70,000-100,000 ชม. |
ขั้นตอนการเลือกและข้อควรระวัง
- วัด PF และ THD ของหม้อแปลงจ่ายไฟเป็นเวลา 1 สัปดาห์ บันทึกทั้งช่วงโหลดเต็มและโหลดเบา
- คำนวณ kVAr ที่ต้องการจากสูตร Q = P × (tan φ1 – tan φ2) โดยตั้ง PF เป้าหมาย 0.92-0.95
- ตรวจฮาร์มอนิกอันดับ 5, 7, 11 หาก THDv เกิน 5% หรือมีไดรฟ์เกิน 20% ของโหลดรวม ให้เลือกแบงก์ดีจูน
- กำหนดแรงดันพิกัด: ระบบ 400 V เลือก 480 V ส่วนระบบ 380 V เลือก 450 V ขึ้นไป
- ประเมินอุณหภูมิสูงสุดในตู้คาปาซิเตอร์ หากเกิน 40 องศา ให้ลดพิกัด kVAr ลงหรือเพิ่มพัดลมระบายอากาศ
- จัดขนาดสเตปให้สเตปใหญ่สุดไม่เกินสองเท่าของสเตปเล็กสุด เพื่อควบคุมแรงดันกระชากขณะสับคาปาซิเตอร์เข้า-ออก
- เลือกซัพพลายเออร์ที่ระบุอายุงานที่อุณหภูมิใช้งานจริง และมีสต็อกสำรองสำหรับเปลี่ยนกรณีฉุกเฉิน เพราะโรงงานไม่สามารถหยุดสายการผลิตเพื่อรออะไหล่นานได้
ข้อควรระวัง: คาปาซิเตอร์ PFC คายประจุเองช้า จึงต้องมีตัวต้านทานคายประจุภายในแบงก์ เมื่อถอดออกจากระบบต้องรออย่างน้อย 5 นาที ก่อนสัมผัสขั้ว และควรใช้คอนแทกเตอร์ที่ออกแบบสำหรับโหลดคาปาซิทีฟโดยเฉพาะ เพื่อลดกระแสเซิร์จตอนสับวงจร