เครื่องตรวจสอบการ Unbalance Load ตอนที่ 1

          ในปัจจุบันนี้สภาพการจ่ายพลังงานไฟฟ้าในระบบจำหน่ายแรงต่ำของ กฟภ ยังคงมีสภาวะ Unbalance Load ของหม้อแปลงอยู่เป็นอย่างมาก โดยเฉพาะหม้อแปลงที่จ่ายอยู่ตาม หมู่บ้าน หรือ ตามชุมชน ที่พักอาศัย ซึ่งจะเกิดการ Unbalance Load มากกว่าหม้อแปลงที่จ่ายให้กับโรงงานอุตสาหกรรม โดยสาเหตุการเกิด Unbalance Load ของหม้อแปลงตามหมู่บ้านหรือตามชุมชนนั้น จะเกิดมาจากการที่หมู่บ้านมีการขยายครัวเรือนขึ้นเรื่อยๆ และมีการต่อใช้พลังงานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ แต่ในการต่อไฟฟ้าไปใช้นั้น เราไม่สามารถรู้สภาพโหลดของสายป้อนได้ว่าเส้นใดที่ใช้โหลดมากหรือเส้นใดที่ใช้โหลดน้อย ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตก ในสายที่มีจำนวนโหลดมาก โดยผู้ที่มีผลกระทบมากที่สุดคือผู้ใช้ไฟที่อยู่ปลายสายหรืออยู่ห่างจากหม้อแปลง โดยจะเห็นได้ชัดในช่วงที่มีการใช้ไฟพร้อมๆกันมากๆ อย่างเช่น ช่วง Peak (18.00-21.00 น.) เป็นต้น

          จากสาเหตุ การเกิด Unbalance Load ของหม้อแปลงในระบบนี้ ทำให้ประสิทธิภาพการจ่ายกำลังไฟฟ้าของหม้อแปลงลดลง และเกิดการสูญเสียกำลังไฟฟ้าโดยเปล่าประโยชน์ เพื่อเป็นการศึกษาและหาแนวทางที่จะช่วยในการแก้ปัญหาอีกวิธีหนึ่ง จึงจะได้มีการศึกษาหาวิธีการที่จะทำการตรวจเช็ค Unbalance Load ของหม้อแปลง โดยจะใช้ CT เป็นตัวจับปริมาณการใช้พลังงานไฟฟ้าของหม้อแปลงแล้วนำสัญญาณที่ได้จาก CT มาแปลงเป็นสัญญาณ Digital โดยนำหลักการของ ออปแอมป์ และไอซี ดิจิตอล มาทำเป็น วงจร Analog to Digital ( A to D ) เมื่อได้สัญญาณ Digital ก็จะสามารถนำไปเข้าไมโครคอนโทรลเลอร์ได้ เพื่อให้ไมโครคอนโทรลเลอร์เป็น ตัวเปรียบเทียบปริมาณ เมื่อมีการเปรียบเทียบปริมาณเสร็จก็จะส่งสัญญาณ Digital ออกมา แล้วนำไปเข้าวงจรในส่วนของการแสดงผล โดย 7- Segments หรือ อาจเป็น LCD และ LED ต่อไป

รูปที่ 1.1 บล็อกไดอะแกรมลักษณะการทำงานของวงจร

1. วัตถุประสงค์ของโครงงาน

1. เพื่อใช้เป็นข้อมูลในการจัดทำแผนบำรุงรักษาหม้อแปลงประจำปี 
2. เพื่อลดค่าใช้จ่ายในส่วนที่ต้องจ้างผู้รับเหมาไปตรวจสอบสภาพโหลดของหม้อแปลงในระบบจำหน่ายของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคประจำปี 
3. เพื่อให้สามารถตรวจเช็คได้ง่ายและทันท่วงทีในการตรวจซ่อมและบำรุงรักษาหม้อแปลง 
4. เพื่อความปลอดภัยของพนักงานที่ปฏิบัติงานในส่วนของการที่จะต้องขึ้นไปวัดโหลด 
5. เพื่อให้การจ่ายโหลดของหม้อแปลงมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น 
6. เพื่อศึกษาลักษณะการ Unbalance Load ของหม้อแปลง 
7. เพื่อศึกษาการนำออปแอมป์และไอซี ดิจิตอลไปใช้งานได้ 
8. เพื่อศึกษา วงจร ( A to D ) และ วงจร ( D to A ) ของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 
9. เพื่อศึกษาการทำงานไมโครคอนโทรเลอร์ 

2. การออกแบบ สร้างและทดสอบ
          หลังจากการศึกษาทฤษฎีต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง เมื่อนำมาพิจารณาถึงการออกแบบวงจรทั้งหมด ทำให้สามารถเขียนแผนภาพการทำงานของระบบได้ดังรูปที่ 3.1

รูปที่ 3.1 แสดงแผนการทำงานของระบบ

จากแผนภาพ ระบบจะประกอบด้วยวงจร 4 ส่วนหลักๆคือ

1. วงจรสำหรับตรวจจับกระแส  วงจรในส่วนนี้จะทำหน้าที่หลัก ในการตรวจจับกระแสที่ไหลผ่านสายไฟฟ้าไปยังโหลด หรือ ผู้ใช้ไฟ โดยใช้หม้อแปลงกระแส ( Current transformers )     เป็นตัวตรวจจับกระแส และ แปลงกระแสให้มีสัญญาณเอาต์พุตเป็นกระแสที่มีขนาดเล็กลง
2. วงจรเปลี่ยนกระแสเป็นแรงดัน ( Current to Voltage Converters ) วงจรในส่วนนี้จะทำหน้าที่ในการแปลงสัญญาณกระแส ที่ได้รับมาจาก หม้อแปลงกระแสให้เป็นแรงดัน โดยในส่วนนี้จะประกอบด้วยวงจรย่อย 2 ส่วน ได้แก่ วงจรแปลงกระแสเป็นแรงดัน และ วงจรปรับค่าความชัน
3. วงจรรับสัญญาณอนาล็อกและเปรียบเทียบค่า  วงจรในส่วนนี้จะทำหน้าที่ในการรับสัญญาณอนาล็อกจาก วงจรปรับค่าความชัน แล้วนำมาแปลงสัญญาณให้เป็นสัญญาณดิจิตอลเพื่อที่จะใช้เป็นอินพุตให้แก่ ไมโครคอนโทรลเลอร์ และการทำงานของไมโครคอนโทรลเลอร์นั้นจะทำการเปรียบเทียบค่า ตามโปรแกรมที่เขียนขึ้นเพื่อใช้ควบคุมการทำงานของไมโครคอนโทรลเลอร์
4. วงจรแสดงผล  ( Display ) วงจรในส่วนนี้จะทำหน้าที่แสดงค่าต่างๆของระบบ ได้แก่ เฟสไหนที่จ่ายกระแสเกินพิกัดของหม้อแปลง , เฟสไหนที่เกิดการไม่บาลานซ์ , ไม่บาลานซ์กี่ % เป็นต้นซึ่งส่วนต่างๆจะอธิบายต่อไปในขั้นตอนการออกแบบ

อ่านเพิ่ม >>