Photos Collections from Inspection Trip to Ngapyayma Substation

Electrical Equipment in a Substation

22.01.2016 posted by min ko aung

66/33kV, 20 MVA & 66/11kV, 5 MVA 

66/11kV, 5 MVA Transformer

Nameplate

Wave Trap (CO: Seimens/Germany)

Battery Bank

Battery Charger Panel

33kV Current Transformer

Name Plate of 33kV CT (CO: Arteche/Spain)

33kV Potential Transformer 

Marshalling Kiosk

Name Plate of Marshalling Kiosk

Capacitive Voltage Transformer connected with Wave Trap

Gas Circuit Breaker (GCB)

Name Plate of 33kV GCB (CO: Seimens/Germany)

Disconnecting Switch (DS)

Surge Arrestor 

Bus Bar Connection

Bus Bar Connection

Photos Collections from Ngapayma Substation
22.01.2016
Min Ko Aung

Wave Trap

ဓာတ္အားေပးစက္ရံုေတြ၊ ဓာတ္အားခြဲရံုေတြက ဓာတ္အားပို႕လႊတ္ဖို႔/ဓာတ္အားလက္ခံဖို႔ High Voltage Transmission Line ေတြနဲ႔ ခ်ိတ္ဆက္ျပီး 50 Hz / 60 Hz တစ္ခုခုနဲ႔ ပံုမွန္အလုပ္လုပ္ေနတာ ျဖစ္ပါတယ္။ ဓာတ္အားလိုင္းေတြကို သံုးျပီး ဆက္သြယ္ေရးနဲ႔ System Control signal ေတြ ပို႔လႊတ္ဖို႔ အသံုးျပဳလာၾကပါတယ္။ ဒီ signal ေတြက ဗို႔အားမ်ားစြာနိမ့္ျပီး Frequency ျမင့္မားပါတယ္။

ဓာတ္အားလိုင္းတခုထဲမွာပဲ Power နဲ႔ Communication signal ေရာပို႔လႊတ္ထားတာ ျဖစ္လို႔ Station တခုရဲ႕ အဝင္ေရာက္ရင္ သီးျခားခြဲထုတ္ဖို႔ လိုလာပါတယ္။ ဒီအခါမွာ Wave Trap က Communication signal ေတြကို Power လမ္းေၾကာင္းထဲ ဆက္မပါ ေစဖို႔ Filter လုပ္ေပးတဲ့ Device ျဖစ္ပါတယ္။ Line Trap လို႔လဲ ေခၚတတ္ပါတယ္။

ငယ္စဥ္က Electrical ဘာသာရပ္ေတြ စျပီးသင္ကာစမွာ ၾကားသိခဲ့ရႏိူင္တဲ့ Resonant Circuit ကို လက္ေတြ႕ အသံုးခ်ထားတာ ျဖစ္ပါတယ္။ Resonant Circuit ဆိုတာ Inductance (L) နဲ႔ Capacitance (C) တို႔ကို Parallel ဆက္ထားတဲ့ Circuit မွာ ေရြးခ်ယ္ထားတဲ့ L နဲ႔ C တို႔ရဲ႕ တန္ဘိုးေၾကာင့္ High Frequency တခုမွာ Resultant Impedance Z ဟာ Infinity ျဖစ္ေစျပီး၊ Low Frequency မွာ Z ဟာ very low impedance ျဖစ္ေနႏိုင္ပါတယ္။

Total Impedance,  Z = ( Xl . Xc ) / ( Xl – Xc )

Xl = 2 . PI . F . L

Xc = 1 / ( 2 . PI . F . C )

   Frequency တန္ဖိုးတခုမွာ Z ရဲ႕တန္ဖိုး Infinity ရရင္ ထို Frequency အတြက္ Circuit က Open ျဖစ္ေနျပီး Signal Block ျဖစ္သြားမွာပါ။

အေပၚဆံုး equation အရ Z = Infinity ျဖစ္ဖို႔ Xl – Xc = 0 ျဖစ္ရင္ ရပါျပီ။

ဥပမာအေနနဲ႔ Coil Inductance L = 0.5 mH, Carrier Frequency = 240 kHz ဆိုပါစို႔၊ လိုအပ္တဲ့ Capacitance Value တြက္ႏိုင္ပါတယ္။

Xl – Xc = 0

Xl = Xc

2 . PI . F . L = 1 / ( 2 . PI . F . C )

C = 1 / ((2. PI . F)(2 . PI . F) L)

C = 0.0088 µF

      အဲဒီအေျခအေနဟာ Carrier Frequency (High Frequency 30-500 kHz) signal ေတြကို Block လုပ္ခ်င္ျပီး၊ Low Frequency (Power Frequency 50 Hz / 60 Hz) ေတြကို by-pass လုပ္ေပးခ်င္တဲ့ လုပ္ငန္းလိုအပ္ခ်က္အတြက္ အသံုးတဲ့တဲ့ Filter Circuit ရရိွ အသံုးျပဳထားတာ ျဖစ္ပါတယ္။

အမ်ားသံုးဆက္သြယ္ေရးစနစ္က ဓာတ္အားေပးစက္ရံု၊ ဓာတ္အားခြဲရံုေတြ တည္ရိွရာ ေနရာတိုင္းေရာက္ရိွ အသံုးျပဳခြင့္ ရခ်င္မွရႏိူင္ပါတယ္။ ဒါ့အျပင္ သူမ်ားရဲ႕ ဆက္သြယ္ေရး စနစ္ကို အလြန္အေရးၾကီးတဲ့ ဓာတ္အားစနစ္ တခုလံုးထိန္းေက်ာင္းမႈမွာ လံုးဝမွီခိုထားလို႔ မရတဲ့ အေျခအေနအတြက္ ကိုယ္ပိုင္ဆက္သြယ္ေရးစနစ္ Power Line Carrier Communication တည္ေဆာက္ရတာျဖစ္ျပီး၊ Wave Trap ဟာ အေရးပါတဲ့ပစၥည္းတခုပါ။

ဓာတ္အားခြဲရံုရဲ႕ ဝင္ဝင္ခ်င္းမွာ Wave Trap ကို တပ္ဆင္ရတဲ့ အေၾကာင္းရင္းက Communication signal ေတြဟာ High Frequency သံုးထားတယ္။ အဲဒီ H.F signal ေတြက Breaker နဲ႔ Transformer ေတြဆီ ျဖတ္စီးရင္ Harmonic Effect ေတြ ျဖစ္ေပၚလာမွာ ျဖစ္ပါတယ္။ ဒါေၾကာင့္ စက္ရံု၊ ခြဲရံုေတြဆီ ဓာတ္အားလိုင္း ဝင္ဝင္ခ်င္း မွာကို Wave Trap ခံျပီး H.F signal ေတြကို Filter စလုပ္ရတာ ျဖစ္ပါတယ္။

Wave Trap တခုရဲ႕ အဓိကက်တဲ့ Components ေတြက Main Coil, Tuning Device နဲ႔ Protective Device (Surge Arrester) ေတြ ျဖစ္ပါတယ္။

Wave Trap ကို Transmission Line နဲ႔ Series တပ္ဆင္ခ်ိတ္ဆက္ထားတာျဖစ္လို႔ ဓာတ္အားလိုင္းမွာ Short Circuit Current ေၾကာင့္ ျဖစ္ေပၚတဲ့ Mechanical Force ေတြကို ခံႏိုင္ရည္ ရိွေအာင္ ေရြးခ်ယ္ဖို႔ လိုပါတယ္။

         Wave Trap ကို တပ္ဆင္ရာမွာ Vertical ပံုစံ၊ Horizontal ပံုစံ ၂ မ်ိဳးတပ္ဆင္ ႏိုင္သလို၊ တိုင္ေျခေထာက္ တေခ်ာင္းတည္းပံုစံ၊ ေျခေထာက္မ်ားတဲ့ပံုစံ၊ Bus Gantry မွာ တြဲေလာင္းခ်ိတ္ (Suspension) ပံုစံမ်ားနဲ႔ တည္ေဆာက္ႏိုင္ပါတယ္။

Wave Trap ကို ဓာတ္အားလိုင္းနဲ႔ ခ်ိတ္ဆက္ရာမွာ ေအာက္ပါ နည္းလမ္း ၃ မ်ိဳး ရိွပါတယ္ -

1. Three Phase Coupling

2. Two Phase Coupling (Phase to Phase Coupling)

3. Single Phase Coupling (Phase to Ground Coupling)

Sharing from Dr. Tun Naing' Post

Power Factor Correction and Low Voltage Capacitor Bank

Power Factor အေၾကာင္းေျပာသည့္အခါ အေျခခံ Parameters မ်ားအေၾကာင္းကို ျပန္ေကာက္၍တင္ျပလိုပါသည္။

Electric Power

Electric Power ၃ မ်ိဳးရွိပါတယ္။

၁. Active Power (or) Real Power (P)

          အမွန္တကယ္ အလုပ္ၿပီးေျမာက္ေအာင္စြမ္းေဆာင္သည့္ Power ျဖစ္ပါတယ္။ ယူနစ္ကေတာ့ - Watts (W) ပါ။

၂. Apparent Power (S)

          ျဖစ္ဟန္ရွိတဲ့ Power ၊ တကယ္ေတာ့ အတိအက်မဟုတ္တဲ့ Power ပါ၊ ယူနစ္ကေတာ့ - VA ျဖင့္သတ္မွတ္ပါတယ္။ သေဘာေဆာင္ျပရရင္ 100 kVA ထရန္စေဖာ္မာတစ္လံုး၊ power factor 0.8 ဆိုပါစို႕ အမွန္တကယ္အသံုးျပဳႏုိင္တဲ့ Real Power က 100 x 0.8 = 80 kW သာျဖစ္ပါတယ္။ ဒါေၾကာင့္ ျဖစ္ဟန္ရွိတဲ့ power လို႔ဆိုလိုတာပါ။

၃. Reactive Power (Q)

          လွ်ပ္ကူးဝါယာတစ္ေခ်ာင္းကို လွ်ပ္စစ္စီးကူးတဲ့အခါသာမာန္အေနျဖင့္ ဘာမွ်မျဖစ္ေသာ္လည္း ထိုဝါယာကို ေခြလ်က္ထားမယ္ဆိုရင္ေတာ့ သံလိုက္စက္ကြင္းေတြျဖစ္ Induced Voltage ေတြျဖစ္ Flux ေတြထြက္လာတာကိုေတြ႕ရမွာပါ။ အဲဒီလိုေတြျဖစ္လာတဲ့အခါ သံလိုက္စက္ကြင္းေတြေၾကာင့္ျဖစ္တဲ့ power တစ္နည္း magnetizing Power ရရွိလာမွာျဖစ္ပါတယ္. Reactive Power လို႕လည္းေခၚပါတယ္။  ယူနစ္ကေတာ့ - VAR လို႕သတ္မွတ္ပါတယ္။

Inductive Equipment ေတြျဖစ္တဲ့ Induction Motor နဲ႕ transformer စတာေတြအလုပ္လုပ္ဖို႕ရန္အတြက္ Real Power ကိုသာမက Reactive Power ကိုလည္းလိုအပ္ပါတယ္။

Power Factor

Active Power ႏွင့္ Apparent Power ၾကားျခားနားခ်က္ ကို power factor ဟုေခၚပါတယ္။

Power Factor (PF) = kW  / kVA  = cos Φ

Power factor Improvement လုပ္ရန္လိုအပ္လာျခင္းႏွင့္ Capacitor Bank အေၾကာင္း

(၁) Power Generation မွ Inductive Equipment မ်ားအတြက္ Reactive Power (kVAR) ကို ထုတ္လုပ္ေပးရသည့္အခါ Real Power ထုတ္လုပ္မႈလည္း ေလ်ာ့နည္းလာၿပီး Power Factor တန္ဖိုးက်ဆင္းလာပါသည္။ ဓာတ္အားစနစ္အတြင္း ဝန္အားထမ္းေဆာင္ႏိုင္မႈ Capacity က်ဆင္း၍ ဓာတ္အားေပ်ာက္ဆံုးမႈမ်ား တိုးလာပါသည္။ ထိုေၾကာင့္ Power Factor ကို Improvement လုပ္ေပးရန္လိုအပ္လာပါသည္။

(၂) သဘာဝသေဘာတရားအရ Inductor မ်ား သည္ Current ကို ဖမ္းဆုပ္ထားေသာသေဘာ၊ လႈိင္းမ်ားကို ထုတ္လႊင့္ေသာသေဘာရွိၾကၿပီး Capacitor မ်ားသည္ Voltage ကို ဖမ္းဆုပ္ထားေသာသေဘာ ၊ လႈိင္းမ်ားကို လက္ခဲေသာ စစ္ထုတ္ေသာသေဘာရွိၾကပါသည္။ Inductive Equipment မ်ားေၾကာင့္ Current သည္   Voltage ႏွင့္ေသြဖယ္မႈျခားနားခ်က္ ( PF) ပိုမ်ားလာသည္။ ေသြဖယ္မႈျခားနားခ်က္ နည္းလာေလေလ PF ေကာင္းေလျဖစ္ပါသည္။ အေကာင္းဆံုးမွာ In Phase = 1 ဟု သတ္မွတ္ထားပါသည္။ ထိုေၾကာင့္ ေနာက္က်သြားေသာ Current ႏွင့္ ေသြဖယ္မႈတတ္ႏိုင္သမွ်နည္းေစရန္ Voltage အားလည္း Capacitor အသံုးျပဳ၍ PF တန္ဖိုးေကာင္းေအာင္ေဆာင္ရြက္ၾကပါသည္။

 (၃) Capacitor Bank ဆိုသည္မွာ Power Factor ေကာင္းမြန္ေစရန္ System ၏ အေထာက္အပံကိုယူသည့္ ပံပိုးမႈယူနစ္ေလးတစ္ခုပင္ျဖစ္ပါသည္။ ဥပမာဆိုရေသာ္ ဘီယာတစ္ခြက္ဝယ္လိုက္ေသာအခါ ဘီယာအရည္မွာ System ၏ Capacity အစစ္အမွန္ျဖစ္ၿပီး အေပၚပိုင္းအျမွပ္သည္ Capacitor Bank အသံုးျပဳ၍ kVAR ရရွိေအာင္ျပဳလုပ္ျခင္းျဖစ္ပါသည္။ 

Type of Capacitor Bank

As per Application

1.    Fixed Type Capacitor Bank

2.    Automatic Capacitor bank

As per Construction

1.    Standard Duty Capacitor Bank

2.    Heavy-duty Capacitor Bank

3.    LT Capacitor Bank

Capacitor Bank အရြယ္အစားေရြးခ်ယ္ျခင္း

Power Factor Improvement ျပဳလုပ္ရန္ အတြက္ တပ္ဆင္ရမည့္ Capacitor Bank ၏ kVAR ပမာဏအား တြက္ခ်က္ပံု

စက္ရုံတစ္ရုံတြင္ 100 kW Load အား 0.8 PF ျဖင့္ လက္ရွိသံုးေနရပါသည္။ PF တန္ဖိုးအား 0.95 အထိတိုးျမွင့္လိုပါသည္။ Capacitor Bank ၏ kVAR ကို မည္သို႕ေရြးခ်ယ္ရမည္နည္း?

PF အညႊန္းကိန္းကို ေနာက္ဆက္တြဲတြင္ေဖာ္ျပထားေသာ Table မွရွာပါ။ 0.8 မွ 0.9 အထိတိုးတက္လိုပါက Table အရ အညႊန္းကိန္းမွာ = 0.421

တပ္ဆင္ရမည့္ Capacitor Bank = Factor x Load

                                      = 0.421 x 100 = 42 kVAR

System Voltage (kV)	Minimum rating of Capacitor Bank (kVAR)
3.3 & 6.6	75
11	200
22	400
33	600

Capacitor Bank ေၾကာင့္ Voltage တိုးတက္လာျခင္း

% Voltage Rise = (kVAR of CB x % Impendence of Transformer) / (Rated kVA of Transformer)

Reduced Line Losses (ဓာတ္အားေပ်ာက္ဆံုးမႈေလ်ာ့ခ်ႏိုင္ျခင္း)

% of Reduced Losses = 100 – 100 x (Original PF / Improved PF) ^2

Capacitor Bank တပ္ဆင္သင့္သည့္ေနရာမ်ား

Capacitor Bank မ်ားအား Reactive Power သံုးစြဲသည့္ Load Side ႏွင့္ အနီးဆံုးေနရာ 400V, Distribution Side တြင္ ဦးစားေပးတပ္ဆင္သင့္ပါသည္။ 400 V Distribution Side တြင္ မတပ္္ဆင္ထားဘဲ ၃၃/၁၁ kV ဓာတ္အားခြဲရုံမ်ားတြင္သာ တပ္ဆင္ၿပီး လိုအပ္သည့္ Reactive Power အား ဓာတ္အားစနစ္ထဲသို႕ ေမာင္းထည့္ပါက ဓာတ္အားေပးစက္ရုံမ်ားမွ Reactive Power မထုတ္ေပးရသည္မွန္ေသာ္လည္း ဓာတ္အားခြဲရုံမွ Reactive Power သံုးစြဲမည့္ End User အထိေရာက္သည္အထိ ဓာတ္အားလိုင္းေပၚတြင္ Real and Reactive Current ၂ မ်ိဳးစလံုး ပမာဏမ်ားစြာစီးဆင္းမႈေၾကာင့္ ဓာတ္အားေပ်ာက္ဆံုးမႈျဖစ္ေပၚေစပါသည္။

 Low Voltage Capacitor Bank

Capacitor Bank မ်ားသည္ အခ်ိန္ျပည့္ေမာင္းႏွင္ရန္မလိုအပ္ဘဲ ဓာတ္အားစနစ္အတြင္း Reactive Power သံုးစြဲမႈေပၚေပါက္လာမွသာ ဝင္ေရာက္ေမာင္းႏွင္မည္ျဖစ္ပါသည္။ မလိုအပ္ဘဲ ေမာင္းႏွင္ပါက Over Correction ျဖစ္ေပၚေစပါသည္။ သို႕ျဖစ္ပါ၍ Automatic Power Factor Controller တပ္ဆင္ထားသည္ Low Voltage Capacitor Bank မ်ားကိုသာ တပ္ဆင္သံုးစြဲရန္ လိုအပ္ပါသည္။ 

Batteries Used in Substations

ဓာတ်အားခွဲရုံများတွင် မိမိတို့ခွဲရုံအတွင်းရှိ Equipments များအတွက်သုံးသော ဓာတ်အားပြတ်တောက်မှု ဖြစ်ပေါ်လာပါက သေရေးရှင်ရေး အရေးကြီးသော အလုပ်များ အဓိက Control & Relay Panel များ ဓာတ်အားမရှိသော် လည်း ဆက်လက်လုပ်ဆောင်နိုင်ရန် ၎င်းတို့ကို DC ဓာတ်အားသုံးစေပြီး DC Charger ဖြင့် မီးပေး၍ Battery များနှင့် အရံသင့် ဓာတ်အားပေးနိုင်ရန် စီစဥ်ဆောင်ရွက်ထားသည်။

          ဓာတ်အားပြတ်တောက်မှုဖြစ်ပေါ်လာပါက Battery ဓာတ်အားဖြင့် ဆက်လက်လုပ်ဆောင်နိုင်မည် ဖြစ်သည်။ ယင်းဓာတ်အားခွဲရုံသုံး Battery များသည် Industrial Battery များဖြစ်ကြပြီး Cell ဟုခေါ်သော Battery လေးများအဖြစ် ထုတ်လုပ်ကြသည်။ ထိုသို့ ထုတ်လုပ်ရာတွင်လည်း သတ်မှတ်ထားသည့် International Standard များအား လိုက်နာကြရသည်။

          Nickel-Cadmium Battery ကို IEC Standard 60623 အရ ထုတ်လုပ်ကြရပြီး Cell တခု၏ Nominal Voltage များသည် သက်ဆိုင်ရာ Electrolyte အရည် အတွင်းရှိ Battery Positive Terminal  နှင့် NegativeTerminal ကြား Potential Difference ဖြစ်သည်။ 1.2 V သည် Potassium Hydroxide Electrolyte အရည် အတွင်းရှိ Nickel Hydroxide (Positive Terminal) နှင့် Cadmium Hydroxide (Negative Terminal) အကြားရှိ Potential Difference ဖြစ်သည်။

ထို့အတူ Lead-Acid Battery ၏ 2 Volts သည်လည်း Acid Electrolyte အရည် အတွင်းရှိ Lead Positive Terminal & Negative Terminal အကြားရှိ Potential Difference ဖြစ်သည်။ မိမိလိုအပ်သလို ပြောင်းလဲ အသုံးပြု၍မရသော Fixed Value ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် Lead-Acid Battery များအား 6 V, 12 V, 24 V, 48 V စသည်ဖြင့် Battery တစ်ကန့်ကို 2 Volts နှုန်းနှင့် ထုတ်လုပ်ကြခြင်းဖြစ်သည်။ သို့ဖြစ်၍ မိမိလိုအပ်သော  ဗို့အားကိုရရှိအောင်ထို Battery Cell လေးများကို Series ဆက်၍ အသုံးပြုကြရသည်။

ဤသို့ Battery Cell Voltage များကိုနားလည်ခြင်းသည် အရေးကြီးသော အချက်တချက်ဖြစ်သည်။ သို့မဟုတ်ပါက Standard မဟုတ်သော Voltage များကို မှားယွင်းတောင်းဆိုမိတတ်ကြသည်။ ဥပမာ - Nickel-Cadmium Battery အတွက် 1.28 Volt/Cell ဟုပြောခြင်း၊ Lead-Acid Battery ၏ 2 Volt/Cell ကို Nickel-Cadmium Battery အတွက် တောင်းဆိုခြင်း စသည်ဖြင့် မှားယွင်းတတ်ကြပါသည်။

Nickel-Cadmium Battery နှင့် Lead-Acid Battery တို့၏ ခြားနားချက်များမှာ အောက်ပါအတိုင်း ဖြစ်သည်။ Nickel-Cadmium Battery သည် Nickel Hydroxide အား Positive Terminal နှင့် Cadmium Hydroxide အား Negative Terminal အဖြစ်ထုတ်လုပ်ထားပြီး Electrolyte အရည်မှာ Potassium Hydroxide & Lithium Hydroxide အရောဖြစ်သည်။ Terminal နှစ်ခုအကြား Ion Transfer Method ဖြင့် ဓာတ်အားသိုလှောင်ခြင်း နှင့် ပြန်လည်ထုတ်ပေးခြင်းလုပ်ငန်းများ လုပ်ဆောင်ခြင်းဖြစ်သည်။

Nickel-Cadmium Battery ၏ အဓိကအကျဆုံး အားသာချက်မှာ သက်တမ်းရှည်ကြာစွာ အသုံးပြုနိုင်ခြင်းဖြစ်သည်။ အချို့ Manufacture များ၏ Nickel-Cadmium Battery များသည် ၂၅ နှစ်ကျော်သည် အထိ အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ ပတ်၀န်းကျင် အပူချိန်အနိမ့်/အမြင့်များသော နေရာဒေသများတွင်ပင် သက်တမ်း ရှည်ကြာစွာ အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။ ထို့ကြောင့် မြန်မာနိုင်ငံကဲ့သို့ အပူပိုင်းဒေသများအတွက် ရွေးချယ်သင်‌့သော အမျိုးအစားဖြစ်သည်။

Lead-Acid Battery သည် Acid Electrolyte အရည်နှင့် Lead Positive Terminal & Negative Terminal များအကြား Chemical Reaction Method ဖြင့် ဓာတ်အားသိုလှောင်ခြင်းနှင့် ပြန်လည်ထုတ်ပေးခြင်း လုပ်ငန်းများ လုပ်ဆောင်ခြင်းဖြစ်သည်။ ထိုသို့ Chemical Reaction Method ဖြင့် လုပ်ဆောင်သောကြောင့် Battery Terminal များ Corrosion ဖြစ်ပြီး သက်တမ်းတိုရခြင်းနှင့် Sudden Dead (ရုတ်တရက် အသုံးပြု၍မရတော့ခြင်း) ဖြစ် ရခြင်းဖြစ်သည်။

ထို့ကြောင့် Ion Transfer Method ဖြင့် ဓာတ်အားသိုလှောင်ခြင်း နှင့် ပြန်လည်ထုတ်ပေးခြင်း လုပ်ငန်းများ လုပ်ဆောစင်သော Nickel-Cadmium Battery များသည် Chemical Reaction Method ဖြင့် ဓာတ်အား သိုလှောင်ခြင်းနှင့် ပြန်လည်ထုတ်ပေးခြင်း လုပ်ငန်းများ လုပ်ဆောင်သော Lead-Acid Battery များထက် သက်တမ်း ပိုရှည်ရခြင်းဖြစ်သည်။

 Battery တို့မည်သည် Nickel-Cadmium Battery ဖြစ်စေ၊ Lead-Acid Battery ဖြစ်စေ ပတ်၀န်းကျင်အပူချိန် မြင့်လေလေ ဒဏ်မခံနိုင်ပဲ သက်တမ်းပိုတိုလေဖြစ်သည်။ အပူချိန်မြင့်တက်နှုန်း တူညီသည်ရှိသော် Lead-Acid Battery သည် ပိုမို၍ စောလျှင်စွာသက်တမ်းကုန်ဆုံးရသည်ဖြစ်သည်။

                   အထက်ပါပုံမှာ Nickel-Cadmium Battery နှင့် Lead-Acid Battery တို့၏ သက်တမ်းအပေါ် ပတ်၀န်းကျင်အပူချိန်၏ အကျိုးသက်ရောက်မှု နှိုင်းယှဥ်ချက်ဖြစ်သည်။ ယေဘူယျအားဖြင့် သာမန်အပူချိန် Ambient Temperature +25 deg C မှ 10 deg C တက်ပါက Lead-Acid Battery သည် သက်တမ်းတ၀က်ခန့် တိုသွား မည်ဖြစ်ပြီး Nickel-Cadmium Battery မှာမူ သက်တမ်း ၂၀% ခန့်သာ တိုသွားမည်ဖြစ်သည်။

                   မြန်မာနိုင်ငံကဲ့သို့ အပူပိုင်းဒေသတွင် ပတ်၀န်းကျင်အပူချိန်၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကြောင့် Battery Bank တစုံတရာပျက်စီးပါက Bank အသစ်တစ်စုံအစားထိုးတပ်ဆင်ရန် လုပ်ငန်းအဆင့်ဆင့်ဆောင်ရွက်ရသဖြင့် သက်တမ်းရှည်ကြာစွာအသုံးပြု၍ ရသော  Nickel-Cadmium Battery များကို Standard အဖြစ်ထားရှိအသုံးပြုကြ သည်။

Type Of Battery

                   Nickel-Cadimium Battery Bank တခုကို ရွေးချယ်ရာတွင် မိမိအသုံးပြုမည့် Application အပေါ် မူတည်၍ သင့်တော်သော Cell Type ကို ရွေးချယ်ရမည်။ Nickel-Cadimium Battery Single Cell များကို  H Type, M Type, L Type ဟူ၍ ခွဲခြားထုတ်လုပ်ထားကြသည်။

H Type သည် High Rate Type ဖြစ်ပြီး အချိန်တိုအတွင်း မြင့်မားသော လျှပ်စီးအား (High Current) ကို ထုတ်လုပ်ပေးနိုင်သည်။ ဤအမျိုးအစားသည် အင်ဂျင်နှိုးခြင်းကဲ့သို့သော လုပ်ငန်းများတွင် အသုံးပြုကြသည်။ အင်ဂျင်နှိုးရာတွင် Start Motor အား လှည့်နိုင်ရန် စက္ကန့်ပိုင်းလေးသာ Battery ကို အသုံးပြုရခြင်းဖြစ်သော်လည်း အချိန်တိုအတွင်း မြင့်မားသော လျှပ်စီးအား (High Current) ကိုအသုံးပြုရသည်။ ဤကဲ့သို့ အချိန်တိုအတွင်း မြင့်မားသောလျှပ်စီးအား (High Current) ကိုအသုံးပြုရန် H Type Battery များကို အသုံးပြု ကြရသည်။

L Type Battery များကို လျှပ်စီးအား (current) နည်းနည်းနှင့် အချိန်ကာလ ကြာကြာသုံးရသော အလုပ်များ ဥပမာ - Emergency  Lighting နှင့် Communication ကဲ့သို့သော လုပ်ငန်းများတွင်သုံးကြသည်။  M Type သည် H နှင့် L တို့အကြား လုပ်ငန်းများတွင်သုံးကြသည်။ ဓာတ်အားခွဲရုံများ၏ လုပ်ငန်းသဘာဝသည် အင်ဂျင်နှိုးြခင်းသကဲ့သို့လည်း အချိန်တိုအတွင်း Current  များများမသုံး Emergency Lighting ကဲ့သို့လည်း အချိန်ကြာကြာမသုံးရသောကြောင့် M Type ကိုသုံးကြခြင်းြဖစ်သည်။ ဤသို့ Battery Type များကိုနားလည်ြခင်းသည် အရေးကြီးသော အချက်ဖြစ်သည်။ သို့မဟုတ်ပါက M Type ကိုအမြင်များပြီး H Type ကိုတွေ့သောအခါ Heavy Duty Type ဟုမှားယွင်းစွာ ထင်မှတ်ခေါ်ဝေါ်တတ်ကြပါသည်။

Alcad ၏ M Type Battery Cell နှစ်ခု။ Model နံပါတ်ကို MC215P ဟုတွေ့ရသည်။ M Type ဖြစ်သောကြောင့် Model နံပါတ်သည် M နှင့် စသည်။  Capacity 215 Ah ရှိသော M Type Battery ဖြစ်သည်။

အောက်တွင် IEC  Standard ၏ IEC 60623 အရ သတ်မှတ်ထားသော Model နံပါတ် KM215P ကိုဖော်ပြထားသည်ကိုလည်းတွေ့ရသည်။

ဤတွင်လည်း M Type ဖြစ်သောကြောင့် Model နံပါတ်တွင် M စာလုံးပါြခင်းဖြစ်သည်။ L Type ဖြစ်ပါက L စာလုံးပါမည်ဖြစ်ြပီး H ဖြစ်ပါက H Type ဖြစ်သည်။

အခြားသော Manufacture များသည်လည်း ၄င်းတို့၏ Model နံပါတ်များကိုကြည့်ခြင်းြဖင့် Type ကိုခွဲခြားသိနိုင်အောင် ပြုလုပ်ထားကြသည်။ M Model များသာ အမြင်များပြီး H ပါသည်ကိုတွေ့သောအခါ မှားယွင်း၍ Heavy Duty Type ဟုထင်တက်ကြသည်။

Ampere-Hour  နှင့်  Cell  အရေအတွက်ရွေးချယ်ခြင်း

မိမိသုံးမည့် Application ကိုသိရှိ၍ သင့်တော်သော Type ကိုရွေးချယ်ပြီးပါက ၄င်း၏ Capicity (Ampere-Hour) နှင့်လိုအပ်သော Cell အရေအတွက်ကိုရွေးချယ်ရန်လိုသည်။ ဤသို့ရွေးချယ်ခြင်းကို Battery Sizing Calculation ဟုခေါ်၍ နိုင်ငံတကာစံချိန်စံညွှန်းများ၏နည်းအရ တွက်ချက်ရွေးချယ်ကြရသည်။အမေရိကန်နိုင်ငံမှ International Standard တစ်ခုဖြစ်သော IEE ( Institute of Electrical and Electronics Engineers ) ၏ IEEE 1115 Sizing Nickel Cadmium Batteries For Stationary Batteries နည်းသည်အသုံးများသောတွက်နည်းြဖစ်သည်။ မိမိသုံးမည့်အလုပ်၏ Load: လျှပ်စီးအား (Current ) ဆွဲအား(သို့) ပါဝါ (Watt)သုံးအား၊ ထို့နောက် အချိန်ကာလ မည်မျှအတွင်း မည်မျှပမာဏရှိသော Load ကိုသုံးမည်စသည့် သဘာဝတို့ကို အ‌ြေခခံပြီးတွက်ရမည်။ Load Profile ဟုခေါ်သည်။ထို Load Profile ကိုကြည့်၍တွက်ချက်ယူရခြင်းဖြစ်သည်။

Nature of Norminal Voltage Of Battery Cell

Battery များမှထုတ်ပေးသော လျှပ်စစ်ဓာတ်အားသည် သိုလှောင်ထားြပီး ပြန်လည်ထုတ်ယူသုံးစွဲခြင်း ြဖစ်သော ကြောင့်  Generator များမှထုတ်ပေးသော ဓာတ်အားကဲ့သို့မဟုတ်ပေ။ Generator မှထွက်သော လျှပ်‌စစ်ဓာတ်အား သည် ၄င်းအားလည်အောင် တစ်ခုခုဖြင့်လှည့်ပေး၍ထုတ်လုပ်ြခင်းြဖစ်သည်။ Generator မှထုတ်ပေးသော ဓာတ်အား သည် Generated Energy ဖြစ်ြပီး Battery မှလျှပ်စစ်ဓာတ်အားသည် Stored Energy ဖြစ်သည်။သို့အတွက်ကြောင့် Generator မှထွက်သောဗို့အားကိုငြိမ်အောင် မိမိလိုသလိုထိန်းပေးနိုင်သည်။ သိုလှောင်ထားရာမှ ထုတ်ယူသုံးစွဲရသော Battery များမှာ အားအပြည်‌့သွင်းထားချိန်တွင်ဗို့အားြမင့်နေ၍ သုံးချိန်ကြာလာလျှင် ဗို့အားကျသွားသည်။

အနီးစပ်ဆုံးအနေနှင့်အိမ်သုံး Inverter တွင်ပါသည့် 12V Battery တစ်လုံးသည်အားအပြည်‌့သုံးထားချိန်တွင် 14.50 Voltsခန့်အထိတက်နေ၍နောက်ဆုံး 9.50 Volt ရောက်သည်အထိအသုံးပြုနိုင်မည်ြဖစ်စစသည်။12 Volt Battery ဟုဆိုသောကြောင့်အမြဲတမ်း 12 Volt  ထွက်နေသည်မဟုတ်ပါ။+/- 20% ခန့်သုံး၍ရသည်ဟုဆိုနိုင်ပါသည်။ဂျင်နရေတာမှ ထွက်သောလျှပ်စစ်ဓာတ်အားနှင့်မတူပဲပြည်‌့နေလျှင်ြမင်‌့၍ သုံးယင်းနှင့် Voltage ကျလာသည်မှာသိုလှောင်ထားရာမှ ထုတ်ယူသုံးစွဲရသော Battery များ၏ သဘာဝဖြစ်သည်။ နာမည်ကောင်းရှိသည့် Manufacture များ၏ 1.2 Volt ရှိသော Battery တစ်ခုသည် နောက်ဆုံးဗို့အား Final Voltage အနေနှင့် 1.0 Volt ရောက်သည်ထိ သုံးနိုင်သော အင်အားကို ‌ေပြာခြင်းြဖစ်သည်။

Battery ၏ DC Power ကိုသုံးမည့် ပစ္စည်းအားထုတ်လုပ်သည့် Manufacture များသည် ဤသဘောကို ကောင်းစွာနားလည်ကြသည်။ ၄င်းတို့ပစ္စည်းများအား ဤသဘောရှိသည့် Supply Power ြဖင့်အလုပ်လုပ်နိုင်ရန် ဒီဇိုင်းပြုလုပ်ထုတ်လုပ်ထားကြပါသည်။မိမိအသုံးပြုမည့် System ၏လိုအပ်သော Nominal Voltage ထက် +/-% အတော်အသင့်အထိ လက်ခံအသုံးပြုနိုင်အောင် စီမံထားကြရသည်။ ဤသို့ဖြင့် Maximum Voltage မည်မျှ၊ Minimum Voltage မည်မျှ လက်ခံသုံးနိုင်သည်ဟုဖြစ်လာပါသည်။ ထိုသို့ Maximum နှင့် Minimum Voltage တို့၏ခြားနားချက်ကို Voltage Window ဟုခေါ်သည်။ ထို့ကြောင့် ဒီဇိုင်းပြုလုပ်သည့်အင်ဂျင်နီယာသည် Battery Sizing Calculation ကိုတွက်ရာ၌ ဤ Voltage Window ကိုသတ်မှတ်ပေးရသည်။ ဤနေရာတွင် သတိပြုရမည့် အချက်မှာ Voltage Window ဆိုသည်မှာ ပြည့်နေလျှင်သုံးယင်းနှင့် Voltage ကျလာသည့် Battery၏ သဘာဝမှလာကြောင်းဖြစ်သည်။

Cell အရေအတွက်ရွေးချယ်ြခင်း

ဤ Voltage Window ကိုနားလည်သော အချက်သည် အရေးကြီးသော အချက်ဖြစ်သည်။ သို့မဟုတ်ပါက Battery Cell အရေအတွက်ကို ရွေးချယ်သောအခါ ကိုယ်သုံးမည့် DC System ၏ Nominal Voltage အား Cell Voltage ဖြစ်သော1.2 ဖြင့်စား၍ ထွက်လာသော ကိန်းကို ယူ၍ Cell အရေအတွက်ဟု ‌ြေပာတက်ကြပါသည်။ ဥပမာ Nominal Voltage 110 VDC System အတွက် Cell အရေအတွက်ကိုတွက်သောအခါ 110 အား 1.2 ဖြင့်စား၍ရသော 91.67 ၏ အနီးဆုံးြဖစ်သော 92 ကို Cell အရေအတွက်ဟု ဆိုတတ်ကြပါသည်။

ဤသို့ဆိုခြင်းသည် Voltage Window ကိုမသိသောကြောင့် ြဖစ်သည်။ Battery Cell တစ်ခုသည် Fully Charged အားပြည်‌့သွင်းထားပါက မိမိသွင်းသည့် Charging Voltage အပေါ်မူတည်၍ 1.45~1.50~1.55Volt ခန့်အထိရှိနေ တတ်ပါသည်။ ဤသို့ 92 Cell ကိုသုံးပါက Fully charged ြဖစ်နေချိန်တွင် 92 x1.50 =138 Volt ြဖစ်သည်။ Nominal Voltage 110  VDC ထက် 25% များနေမည်ြ‌ဖစ်သည်။ တစ်ချို့က Battery Cell များများသုံးလေ ကောင်းလေဟုလည်း နားလည်မှုလွဲပြီး 110 VDC System အတွက် 98 Cell အထိ သုံးရန်ယူဆမှားတတ်ကြပါသည်။ 98Cellျ ဆိုပါက Fully Charged ြဖစ်သည်‌့အချိန်တွင် Voltage မည်မျှအထိ ရှိမည်ြဖစ်ကြောင်းတွက်၍ ရနိုင်မည်ြဖစ်သည်။ 98x1.50 = 147 Volt ြဖစ်ပြီး 110 VDC ထက် 33.64% များနေမည်ြဖစ်သည်။ Nominal Voltage ထက်ဤမျှအထိ ပိုနေခြင်းကို ခွဲရုံအတွင်း မိမိအသုံးပြုမည့် DC Circuit များက ရေရှည်လက်ခံနိုင်မနိုင် လက်ခံ၍ ကောင်းမကောင်း စဥ်းစားရမည်ြဖစ် သည်။ နိုင်ငံခြားတိုင်းြပည်များမှ လျှပ်စစ်ဓာတ်အား သယ်ဆောင်ြဖန့်ဖြူးရေး လုပ်ငန်းများ လုပ်ကိုင်နေကြသည့် အဖွဲ့အစည်းတစ်ချို့သည် ၄င်းတို့၏ DC Circuit များအနိမ့်ဆုံးမည်မျှ၊ အမြင့်ဆုံးမည်မျှ လက်ခံမည်ဟု အတိအလင်း‌ြေပာထားတတ်ကြသည်။ ဥပမာ ထိုင်းနိုင်ငံ ဘန်ကောက်မြို့တော်ဓာတ်အားပေးရေးအဖွဲ့ MEA သည်၄င်းတို့ခွဲရုံများအတွက် အောက်ပါအတိုင်း သတ်မှတ်ထားသည်။

HV circuit breaker tripping circuit                                          +10% / -15%

HV Isolator or Earthing Switch Closing & Opening Circuit             +10% / -15%

Other DC circuits                                                           +10% / -15%

အချုပ်ဆိုသော် DC circuits အားလုံးအတွက် +10% / -15% ဖြစ်သည်။ ဤတန်ဖိုးသည် Voltage Window ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် 110 VDC System အတွက် 92 Cells, 98 Cells စသည်ဖြင့် သုံးခြင်းဖြင့် DC circuits Over Voltage ဖြစ်စေမည်ဖြစ်သည်။ (MEA သည် ၎င်းတို့၏ 125 VDC system အတွက် 93 Cells သာ သုံးပါသည်။)

Cell အရေအတွက်များလာသောကြောင့် ငွေပိုကုန်သွားသော်လည်း ပို၍အကျိုးမရှိသည့်အပြင် System ၏ Maximum Voltage ကိုလိုအပ်သည်ထက် ပိုများစေသည်ကိုတွေ့ရသည်။ ထိုသို့Voltage လိုအပ်သည်ထက် ပိုများခြင်း Current များခြင်းတို့သည် Equipment များအား ရေရှည်တွင်ထိခိုက်စေနိုင်သောကြောင့် သထိထားရမည့်အချက် တချက်ဖြစ်သည်။

Voltage Window ကို Maximum +15%, Minimum -10% ဟုလည်းကောင်း၊ တခါတရံ Maximum +10%, Minimum -15% ဟုလည်းကောင်း တွက်ချက်ကြသည်။

Battery Cell များများသုံးလျှင် Voltage မကျပဲ ကြာကြာအသုံးခံသည်ဟုလည်း မှားယွင်းစွာယူဆတတ်ကြသည်။ Battery တခု ကြာရှည် အသုံးခံသည်/ မခံသည် ဆိုသည်မှာ ၎င်း၏ Capacity (Ampere-Hour) အပေါ်တွင် အဓိက မူတည်ပါသည်။ Cell အရေအတွက်နှင့် မဆိုင်ပါ။

Ampere-Hour ရွေးချယ်ခြင်း

          Ampere-Hour ဆိုသည်မှာ Current (Ampere) နှင့် Time (Hour) တို့၏ ဆက်စပ်သည့် ယူနစ်ဖြစ်သည်။ ဥပမာ Capacity 110 Ah ရှိသော Battery တခုသည် 11 A Load အတွက် 10 Hour အကြာ ဓာတ်အားပေးထား နိုင်သည်။ 22 A Load အတွက် 5 Hour အကြာ ဓာတ်အားပေးထားနိုင်သည်။

          Ampere-Hour Rating စမ်းသပ်သော Capacity Test အတွက် IEC 60623 အရ သတ်မှတ်ထားသော စံအခြေအနေမှာ ပတ်၀န်းကျင်အပူချိန် +20 deg C တွင်  5 Hour ကြာအောင် Final Voltage 1.0 V ရောက်သည်အထိ Discharge ပြုလုပ်နိုင်သည့် အခြေအနေမှာ ရရှိသော Ampere-Hour ဖြစ်သည်။ 110 Ah ရှိသော Battery တခုကို ဤစံအခြေအနေအတိုင်း Discharge ပြုလုပ်ပါက ၎င်းထုတ်လုပ်ပေးနိုင်သော Current ပမာဏမှာ  22 A ဖြစ်သည်။ တနည်းအားဖြင့် 110 Ah ရှိသော Battery တခုသည် 22 A Load အတွက် 5 Hour အကြာ Discharge ပြုလုပ်ပါက Final Voltage 1.0 V အထိ ရောက်သွားရမည်ဖြစ်သည်။

          IEC 60623 ၏ သတ်မှတ်ချက်သည် 5 Hour အကြာ Discharge ပြုလုပ်နိုင်သည့် Ampere-Hour ဖြစ်သော ကြောင့် 5 Hour Capacity အတိုကောက် C₅ ဟုခေါ်‌ေ၀ါ်ကြသည်။ C₅ အတိုင်း ထုတ်လုပ်ပေးနိုင်သော Current ကို C₅ Current အတိုအားဖြင့် C₅A ဟုခေါ်သည်။ ထို့ကြောင့် 110 Ah  Battery ၏ C₅A သည် 110 A ဖြစ်သည်။

          ဤသို့ Test  မပြုလုပ်မီ Battery သည် 7.5 Hour ကြာအောင် 20%  C₅A ဖြင့် အားပြည့်အောင် Fully Charged  လုပ်ထားရမည်။

Battery Commissioning

          Battery Commissioning Procedure သည် Charge-Discharge-Charge Cycle ဖြစ်သည်။ Battery Bank အသစ်တခုကို ပထမဦးဆုံး Fully Charged  ဖြစ်အောင် ၎င်း Capacity ၏ 200% နှုန်းအားဖြင့် အားသွင်းရမည်။ C₅A ၏ 20% (22 A) ဖြင့် 10 Hour ကြာအောင် အားသွင်းရမည်ဖြစ်သည်။

          ပြီးမှ C₅A ၏ 20% (22 A) ဖြင့် Battery Final Voltage 1.0 V  ရောက်အောင် 5 Hour ကြာအောင် Discharge ပြုလုပ်ရမည်ဖြစ်သည်။ အကယ်၍ 5 Hour မပြည့်မီ Battery Final Voltage 1.0 V  ရောက်သွားပါက (သို့မဟုတ်) 5 Hour အကြာတွင် Battery Final Voltage 1.0 V  အောက်ရောက်သွားပါက Capacity မပြည့်ဟုဆိုရ မည်ဖြစ်သည်။

          Charge-Discharge ပြီးနောက် Battery အား Final Charge အနေဖြင့် C₅A ၏ 20% (22 A) ဖြင့် 5 Hour ကြာအောင် Recharged ပြုလုပ်ခြင်း တနည်းအားဖြင့် Battery အား စတင်အသုံးပြုနိုင်ရန် ပြင်ဆင်ခြင်း Battery Commissioning Procedure ဖြစ်သည်။

          ဤသို့ စနစ်တကျ Commissioning ပြုလုပ်ထားမှသာ Battery ကို စွမ်းအားပြည့် စေခိုင်းနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ (Fully) Charged-(Fully) Discharged-(Fully) Charged Cycle ပြုလုပ်ခြင်းသည် Battery Set အသစ်တခုအား ၎င်း လုပ်ဆောင်ရမည့်လုပ်ငန်းကို စွမ်းအင်ကုန်သည်အထိ စမ်းသပ်စေခိုင်းလိုက်ခြင်းဖြစ်သည်။ လုပ်ငန်းတာ၀န် စတင်ထမ်း ဆောင်ရန် လေ့ကျင်‌့ပေးလိုက်ခြင်းဖြစ်သည်။ တပြိုင်တည်း Capacity မပြည့်သော Battery များကိုလည်း ဖော်ထုတ်နိုင် မည်ဖြစ်ပါသည်။

Share from Naypyitaw (Training), MOEP