การปรับปรุงเพาเวอร์แฟคเตอร์ (power factor) ของโหลดด้วยคาปาซิเตอร์

ตัวอย่าง โหลดที่แรงดัน 380V ขนาด 1000kW 0.75PF ต้องการปรับให้เป็น 0.95PF ต้องใช้คาปาซิเตอร์ขนาดเท่าใด ถ้าพิกัดแรงดันของคาปาซิเตอร์มีค่า 440V

ก่อนอื่นต้องทำความเข้าใจก่อนว่า คาปาซิเตอร์เปรียบเสมือนกับเครื่องกำเนิดวาร์ (Vars) หรือเป็นตัวกำเนิดกำลังไฟฟ้ารีแอคตีฟ Q
ก่อนใส่คาปาซิเตอร์ กำลังไฟฟ้ารีแอคตีฟของโหลดมีค่า QL สามเหลี่ยมกำลังไฟฟ้า (Power Triangle) ซึ่งประกอบด้วยกำลังไฟฟ้าจริง PL และกำลังไฟฟ้ารีแอคตีฟ มุม qL เป็นมุมซึ่งหาได้จาก cos-1(PF)
qL = cos-1(0.75) = 41.4o
โหลดมีค่า 1000kW 0.75PF
PL = 1000kW
QL = PLtanqL = 1000tan41.4o = 881kVar
SL = PL/cosqL = 1000/0.75 = 1333kVA
เมื่อต้องการปรับ PF ให้เป็น 0.95
qL = cos-1(0.95) = 18.2o
QL - QC = PLtanqL = 1000tan18.2o = 329kVar
ขนาดคาปาซิเตอร์ที่ต้องใช้สำหรับระบบแรงดัน 380V
881 - 329 = 552kVar
ถ้าพิกัดแรงดันของคาปาซิเตอร์เป็น 440V ต้องใช้คาปาซิเตอร์ขนาด
552 x (440/380)2 = 740kVar
ทำไมต้องเป็น 552 x (440/380)2 ในทางปฏิบัติเราไปหาคาปาซิเตอร์พิกัดแรงดัน 380V คงไม่มีหรืออาจหายาก ดังนั้น ถ้าพิกัดแรงดันของคาปาซิเตอร์ไม่ตรงกับแรงดันของระบบที่ใช้งานก็ต้องคำนวณเพื่อหาขนาดคาปาซิเตอร์ที่ถูกต้องมาใช้งาน

วิศวกรบางท่านได้ค่าคาปาซิเตอร์ที่ได้จากการคำนวณในระบบ 380V ก็สั่งซื้อขนาดดังกล่าวมาติดตั้ง ปรากฏว่าได้ PF ไม่ตรงตามต้องการ ในทางปฏิบัติมีการใช้ไม่ถูกต้องเป็นจำนวนมาก

สิ่งที่ไม่เปลี่ยนแปลงในคาปาซิเตอร์คือค่า XC ดังนั้น กำลังไฟฟ้าจึงมีค่าเท่ากับ V2/XC ขึ้นกับว่าไปใช้ที่แรงดันเท่าใด ถ้าใช้ที่แรงดันต่ำก็ทำให้กำลังไฟฟ้า kVar มีค่าน้อยลง
สรุปได้ว่ากำลังไฟฟ้า kVar แปรตาม V2

ถ้านำคาปาซิเตอร์ 740kVar ที่พิกัดแรงดัน 440V มาใช้งานที่ 380V ได้ 740 x (380/440)2 = 552kVar
- ถ้านำคาปาซิเตอร์ 740kVar ที่พิกัดแรงดัน 440V มาใช้ในระบบ กฟน. ที่มีพิกัดแรงดัน 416V จะเหมือนต่อคาปาซิเตอร์ขนาด 740 x (416/440)2 = 661kVar

ถ้านำคาปาซิเตอร์ 740kVar ที่พิกัดแรงดัน 440V มาใช้ในระบบ กฟภ. ที่มีพิกัดแรงดัน 400V จะเหมือนต่อคาปาซิเตอร์ขนาด 740 x (400/440)2 = 611kVar

ที่มา : http://jom.212cafe.com/archive/