อุปกรณ์ปรับระดับแรงดันไฟฟ้า
(Voltage Regulator)

         อุปกรณ์ปรับระดับแรงดันไฟฟ้าเป็นอีกอุปกรณ์หนึ่งที่ช่วยประหยัดพลังงานไฟฟ้า โดยจะติดตั้งไว้ระหว่างหม้อแปลงไฟฟ้า และตู้จ่ายไฟฟ้า เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกปรับให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมต่อความต้องการใช้จริง ก่อนจ่ายไปยังอุปกรณ์เครื่องมือเครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ ทำให้ผู้ประกอบการสามารถลดต้นทุนค่าใช้จ่ายไฟฟ้าต่อเดือนได้ประมาณ 15-20 %  แม้ว่าจะมีค่าใช้จ่ายสูงในการลงทุนเบื้องต้นก็ตาม แต่ผลในระยะยาวจะสามารถประหยัดค่าไฟฟ้าลงได้ โดยมีระยะเวลาคืนทุนประมาณ 2 ปี

คุณสมบัติของอุปกรณ์ปรับแรงดันไฟฟ้า
 
1.  ปรับแรงด้นไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม
   2.
รักษาระดับแรงดันไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้าให้คงที่
   3.
  ปรับแรงเคลื่อนเหนี่ยวนำของไฟฟ้าให้สมดุลระหว่างหม้อแปลงไฟฟ้ากับด้านโหลด
   4.
  ลดฮาร์โมนิก
   5.
  ปรับลดกระแสไฟฟ้าสูญเสียในช่วงเปิดสวิตช์อุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้า

       อุปกรณ์ปรับระดับแรงดันไฟฟ้านี้ สามารถใช้ให้เกิดประสิทธิผลกับระบบกระแสไฟฟ้าแบบ 3 เฟส 4 สาย ซึ่งเป็นระบบที่ใช้กันทั่วไปในประเทศไทย
       การติดตั้งอุปกรณ์ปรับระดับแรงดันไฟฟ้าดังกล่าว จะติดตั้งในตำแหน่งก่อนตู้จ่ายไฟฟ้า (MDB)  จึงจะให้ประสิทธิภาพสูงสุด และผลที่น่าพอใจ โดยสามารถควบคุมได้แม้กระทั่งเพียงหน่วยเดียวของวงจรไฟฟ้าทั้งหมดภายใต้แผงวงจรหลัก  

   หน้าที่หลัก
      1.
 
ปรับแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม
            แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าระดับมาตรฐาน คือ สูงกว่า 220 โวลท์ และ 380 โวลท์ จะถูกปรับให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม เพื่อให้เกิดการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและประโยชน์สูงสุด

            อุปกรณ์ปรับระดับแรงดันไฟฟ้านี้ มีสวิตช์ปรับระดับแรงไฟฟ้าให้อยู่ในระดับ
0.5 %  ของระดับความต้องการใช้ ซึ่งจะส่งผลให้เกิดพลังงานได้ตามที่คาดหมาย

  ตัวอย่าง  กรณีการปรับระดับแรงดันไฟฟ้าให้ลดลง 6 % จากแรงดันไฟฟ้าที่มาจากหม้อแปลงไฟฟ้าก่อนเข้าตู้จ่ายไฟฟ้า  (MDB) ในรูปแบบเพื่อการคำนวณที่ง่ายขึ้น คือ
     -
    แรงดันไฟฟ้าก่อนเข้าสู่อุปกรณ์ปรับระดับแรงดันไฟฟ้า : 400  โวลท์
     -
    ปัจจัยในการใช้พลังงาน : 100 %
     -
    แรงเคลื่อนเหนี่ยวนำของไฟฟ้า : 1 โอห์ม

    2.  รักษาระดับแรงดันไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้าให้คงที่
               แรงดันแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกผลิตในอุปกรณ์ปรับแรงดันไฟฟ้าระหว่างที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่านจากด้านตัวจ่ายพลังงาน (Supply Side) ไปยังดานผู้ใช้ (Load Side) และทำให้เกิดค่าแตกต่างของแรงดันแม่เหล็กไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้าจะเกิดความสมดุลอย่างรวดเร็ว     คุณสมบัตินี้ จะช่วยลดการสูญเสียพลังงานไฟฟ้าในสายดิน (N-Line) ได้โดยเฉลี่ย 2-3 %

    
3.  ปรับแรงเคลื่อนเหนี่ยวนำของไฟฟ้าให้สมดุลระหว่างหม้อแปลงไฟฟ้ากับด้านโหลด
               อุปกรณ์ปรับแรงดันไฟฟ้ามีคุณสมบิในการจับคู่ภายในแรงเคลื่อนเหนี่ยวนำของระหว่างหม้อแปลงไฟฟ้ากับวงจรไฟฟ้าด้านผู้ใช้ (Load Side) ทำให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดในการจ่ายพลังงานไฟฟ้าไปยังอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ คุณสมบัตินี้สามารถช่วยประหยัดไฟฟ้าได้ถึง 4-5 % โดยประมาณ
             ผลรวมหลังจากการติดตั้งอุปกรณ์ปรับระดับแรงดันไฟฟ้า ทำให้ประหยัดไฟฟ้าได้มากถึง : 1 + 2 + 3 = 11.8 % + (2-3 %) + (4-5 %) = 15-20 %

     
 4.   ลดฮาร์โมนิค
               อุปกรณ์ปรับระดับแรงดันไฟฟ้าจะสร้างวงจรกระแสไฟฟ้าภายในที่สามารถดูดซับฮาร์โมนิคในกระแสไฟฟ้า
 
      
 5. ปรับลดกระแสไฟฟ้าสูญเสียในช่วงเปิดสวิตช์อุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้า
               ส่วนที่ทำหน้าที่ปรับระดับแรงดันไฟฟ้าให้สมดุลในอุปกรณ์ปรับแรงดันไฟฟ้านี้ จะส่งผลที่ช่วยลดการสูญเสียพลังงานในช่วงการเปิดสวิตช์อุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าต่าง ๆ ลงได้อีกด้วย


 


                      แผนผังแสดงการทำงานของอุปกรณ์ปรับระดับแรงดันไฟฟ้า
 

 อุปกรณ์ปรับระดับแรงดันไฟฟ้านี้ มีส่วนประกอบพื้นฐานดังต่อไปนี้

-          ขดลวด M [M-Winding Section] ความต้านทานกระแสสลับ (L/Reactance Generation) และขดลวดหลัก

-          ชดลวด J [J-Winding Section] ขดลวดสำหรับปรับ และควบคุม

-          ขดลวด K [K-Winding Section] วงจรกระแสไฟฟ้าสลับ L/C Resonance

ขดลวด M และ J จะผลิต Magnetic Flux เมื่อมีกระแสไฟฟ้าไฟผ่านมาจากขั้ว R, S และ ในแต่ละเฟสทำให้เกิด Magnetic Force ในแต่ละขดลวด ขดลวดดังกล่าวจะทำหน้าที่รักษาความสมดุลแรงเคลื่อนเหนี่ยวนำไฟฟ้าโดยรักษาให้แรงดันและกระแสไฟฟ้าในขดลวดให้อยู่ในระดับที่ได้ปรับควบคุมไว้ และขดลวด K ก็จะทำหน้าที่ดูดซัมฮาร์โมนิคในระบบจ่ายไฟฟ้า

    

ที่มา : เอกสารเผยแพร่ความรู้เทคโนโลยีประหยัดพลังงาน
 การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย