Generator Synchronizing, Parallel Operation နဲ႔ Load Sharing (၁)

 ၿမန္မာအင္ဂၽင္နီယာဖိုရမ္မွာ၊ အင္ဂၽင္နီယာနဲ႔ နည္းပညာဘာသာရပ္ဆိုင္ရာ၊ အေႀကာင္းအရာေတြနဲ႔ ပက္သက္ၿပီး၊ သက္ဆိုင္ရာဘာသာရပ္နယ္ပယ္မွာ ေလ့လာထားသူ၊ အကို၊ အမေတြ အၿမဲေဆြးေနြးေလ့ ရိွပါတယ္။ အကို၊ အမေတြဟာ ကမာၻအရပ္ရပ္မွာေနထိုင္ကၽသူေတြၿဖစ္ၿပီး၊ on line ကိုအသံုးၿပဳကာ၊ ၿမန္မာ အင္ဂၽင္နီယာဖိုရမ္ ရဲ႕ စာမၽက္နွာေတြ မွာ၊ ေဆြးေနြးကၽတာၿဖစ္ပါတယ္။ အဲဒီထဲမွ Generator ေတြကို၊ အတူ ပူးတြဲကာ၊ အၿပိဳင္ေမာင္းနွင္ၿခင္းကို ၿပန္လည္ ကူးယူေဖာ္ၿပပါတယ္။ ပါဝင္ေဆြးေနြးကၽသူေတြကေတာ႔ ကိုေအာင္ေဇာ္ဦး၊ ကိုထြန္း၊ ကို blessing၊ ကိုလင္း၊ ကို thurein 27၊ ကို Htet Soe Paing၊ ကို Deep Blue နဲ႔ မေအရာေမ တို႔ၿဖစ္ပါတယ္။ 

ကိုေအာင္ေဇာ္ဦး။  Generator (၂) လံုး parallel operation နဲ႔ ပတ္သက္ၿပီး မရွင္းတာေလးရွိလို႔ပါ။ ဘာၿဖစ္နိုင္မလဲဆိုတာ မၽွေ၀ေပးေစခ်င္ပါတယ္။ ကၽြန္ေတာ္တို႔ generators (၂) လံုးကို synchro လုပ္တယ္္။ ၿပီးေတာ႔ Load sharing adjust လုပ္ၿပီး (၂၀) % load တင္ၿပီးစမ္းတာ၊ a few minute အတြင္း generator (၁) လံုး trip ၿဖစ္ၿပီးၿပဳတ္က်သြားတယ္ဗ်ာ။ ခက္တာက voltage , frequency, line အားလံုးတူတယ္ဗ်ာ။ ဒါေပမဲ႔ generator (၁) လံုးစီေမာင္းရင္ေတာ႔ အဆင္ေၿပတယ္၊ ၿငိမ္ေနတာပဲ။ ဘာၿဖစ္ႏုိင္မလဲ။

ကိုထြန္း။  (20) % Load ဆိုတာ KW Reading အေနနဲ႔ ဘယ္ေလာက္ဆိုၿပီး ကိုေအာင္ေဇာ္ဦး ေဖာ္ၿပ မထားပါဘူး။ အေတြ႕အႀကံဳအရေတာ႕ Generator တစ္လံုးစီမွာ၊ (20) % Load ဆိုတာ၊ အနၲရယ္မၽားတဲ႔ Load Sharing Condition ပါ။ Reverse Power အခၽိန္မေရြးဝင္သြားနိဳင္ပါတယ္။ KW Meter ေတြကို သတိထားႀကည္႔ရင္ Reading ကို (0) KW ကမစပဲ၊ (30) KW ေလာက္ကေန စေရးထားတာကိုေတြ႔ရမွာပါ။ (30) KW ေလာက္ အနည္းဆံုးရိွမွ Load တင္ခြင္႔ၿပဳမယ္ဆိုတဲ႔သေဘာပါ။ ACB ရဲ႕ Protection System သို႔မဟုတ္ Load Sharing Programmed ကေန ၿဖဳတ္ခၽလိုက္တယ္လို႔ယူဆပါတယ္။

ကို blessing။ ကိုၾကီးထြန္း ေရ၊ က်ေနာ္ၾကားဖူးတာေလးေတြေမးၾကည္႔တာပါေနာ္။ ကိုေအာင္ေဇာ္ဦး ေၿပာသလိုမ်ိဳး Generator (၂) လံုးကို parallel ေမာင္းမယ္ဆိုရင္၊ ေမာင္းတဲ႔ အခ်ိန္မွာ Generator (၂) ခုလံုး power output တူုရမယ္၊ rpm တူရမယ္၊ မဟုတ္ရင္ ကိုေအာင္ေဇာ္ဦး ေၿပာသ လိုျဖစ္သြားတယ္ဆိုတာ ဟုတ္ပါသလားခင္ဗ်။ သေဘာကေတာ႔ မတူုရင္၊ တစ္ခုက ေမာ္တာ၊ တစ္ခုက ဒိုင္နမို သေဘာမ်ိဳးျဖစ္သြားတတ္တယ္ ဆိုလိုတာမ်ိဴးပါ။

ကိုလင္း။ သီအိုရီ သိသေလာက္အရဆိုရင္ေတာ့၊ Reverse Power Relay က ၿဖဳတ္ခ်တာ ထင္ပါတယ္၊ က်ေနာ္ကေတာ့ (50) % load ေလာက္ရိွမွ synchro တင္ပါတယ္၊ ပံုမွန္ဆိုရင္ေတာ့ စက္တလံုးစီသာ သံုးပါတယ္၊
ီ
ကိုထြန္း။ ကိုလင္း ေရ၊ Load အရမ္းနည္းေန တာမို႔ Generator ကို၊ Motorizing Effect မၿဖစ္ေစဖို႔ ACB ရဲ႕ Reverse Power Relay က ကိုလင္း ယူဆသလိုၿဖဳတ္ခၽလိုိက္တယ္လို႕ ကၽြန္ေတာ္လည္းယူဆပါတယ္ ခင္ဗၽား။

ကိုထြန္း။ ကို blessing ေရ၊ Running နဲ႔ Incoming Generator (၂) လံုး၊ RPM တူတယ္ဆိုတာ Frequency အနီးစပ္ဆံုးတူတာပါ။ ဒါေပမယ္႔ Parallel ေမာင္းလို႔ မရေသးပါဘူး။ Running Generator နဲ႔ Incoming Generator တို႔ရဲ႕ Frequency ေတြဟာ Leading ဒါမွမဟုတ္ Lagging ၿဖစ္ေနတတ္ပါတယ္။ Synchro-scope တို႔ Synchro Lamp တို႔နဲ႔ Detect လုပ္ေစၿပီး Generator Engine Governor ကို လိုအပ္ သလို Adjust လုပ္ရပါတယ္။ Frequency modulations ေတြ Synchronize ၿဖစ္ေစဖို႔ပါ။ ေနာက္ပိုင္း မွာေတာ႔ Auto-Synchronizing Unit ေတြသံုးကာ ခၽိန္ညိွပါတယ္။ Parallel ေမာင္းဖို႔ အေရးအႀကီးဆံုး ၿပင္ဆင္ရတာကေတာ႔ Synchronizing ပါ။ KW, KVA စတဲ႔ Out Put ဆိုတာကေတာ႔ Load တင္ၿပီးမွသာ တိုင္းတာေဖာ္ၿပတဲ႔ Unit/ Reading ပါခင္ဗၽား။

ကိုထြန္း။ ကိုေအာင္ေဇာ္ဦး စတင္ေဆြးေနြးတာက Frequency ေတြ Synchronize ၿဖစ္လို႔ Parallel ေမာင္းကာ၊ Load Sharing လုပ္ေနတဲ႔ Condition မွာမို႔ ၿပဳတ္ကၽေစတဲ႔ အခၽက္ကို ကိုေအာင္ေဇာ္ဦး ဆက္လက္ေဆြးေနြးေပးမွသာ အေၿဖရေတာ႔မယ္ထင္ပါတယ္။

ကို Htet Soe Paing။ ကၽြန္ေတာ္ သင္ရသေလာက္ ေရးေပးလိုက္ပါတယ္။

Parallel operation of alternators

Necessity – Alternators may be parallel because of the following reason;
Local or regional power use may exceed the power of a single available generator. Parallel alternators allow one or more units to be shut down for scheduled or emergency maintenance while the load is being supplied with power. Generator are inefficient at part load, so shutting down one or more generators allows the remaining load to be carried with less machines that are efficiently loaded.

Load growth can be handled by added machines without disturbing the original installation. Available machine prime movers and generator can be matched for economic first cost and flexible use.

Requirements for paralleling – The requirements for paralleling include;
The voltages must be the same at the paralleling point or junction even though not the same at the alternators. The phase sequence for three phases must be the same at the paralleling point.

The incoming machine must be in phase at the moment of paralleling. It will stay in phase under normal conditions after paralleling. It is important to recognize that phase sequence and in phase are not same thing.

The line frequency must be identical at the paralleling point. The prime-movers must have relatively similar and dropping speed-load characteristic. This is to prevent a machine with a rising speed load characteristic from taking more and more of the load unit it fails from overload.

The voltages must be the same at the paralleling point or junction even though not the same at the alternators. The phase sequence for three phases must be the same at the paralleling point.

The incoming machine must be in phase at the moment of paralleling. It will stay in phase under normal conditions after paralleling. It is important to recognize that phase sequence and in phase are not same thing. The line frequency must be identical at the paralleling point.

The prime-movers must have relatively similar and dropping speed-load characteristic. This is to prevent a machine with a rising speed load characteristic from taking more and more of the load unit it fails from overload.

Alternator synchronizing procedure – It may logically be assumed that one alternator is placed in parallel with one or more other alternators only when additional load requires it. Those alternators already carrying load are known as the running machines, while that which is to be placed in the system is known as the incoming machine. At the time of synchronizing, the following conditions must be met.

The effective voltage of the incoming alternator must be exactly equal to that of the other, or of the bus-bars connecting them. The phase rotation, or sequence of the running and incoming alternators, must be the same.

The individual phase voltages which are to be connected to be to each other must be in exact phase opposition. The frequencies should be the same, although it is more desirable that the frequencies at the instant of paralleling be almost, but not quite, identical.

Synchronizing Lamps - To satisfy the first condition of paralleling a voltmeter can be use as shown in fig.

Satisfaction of the other conditions of phase sequence, voltage opposition, and frequency may be determined by the use of the incandescent lamps connected between the two machines. At any instant it is seen that the voltage across the lamp is the sum of the individual phase voltages.

The procedural steps for putting incoming alternator in parallel with the running machine are as follows;

Step1- The prime-mover of the incoming machine is start, and the alternator is brought up to near its rated speed.

Step2- By adjusting the field current, the terminal voltage of incoming machine is made the same as that of the running alternator.

The lamp in the circuit will now flicker at a rate equal to the difference in frequency of the two alternators. If the phases are properly connected, all lamps will be bright and dark at the same time. If this is not he case, then it means that the phase sequences are not correct, and it is merely necessary to interchange two of the line leads of the incoming machine.

Step3- Further adjustment of the incoming prime-mover is now necessary, until the lamps flicker at a very low rate, usually less than one dark period per second.

Step4-Final adjustment of the incoming voltage again made and the synchronizing switch is thrown in the middle of a dark period. The voltage across the lamps varies from zero to twice the phase voltage, and therefore, the lamps must be rated for this higher voltage. It is not convenient, however to stoke special lamps for this purpose, and two lamps of standard voltage ratings may be connected in series in each line.

ကိုထြန္း။ Parallel Operation မွာ Frequency ေတြ Synchronize ၿဖစ္မွ အတူတူေမာင္းလို႔ရမယ္ဆိုၿပီး၊ အထက္မွာေဆြးေနြးခဲ႔ပါတယ္။ Synchronizing မွာ "2 - Lamp Method" နဲ႕ "3 - Lamp Method" ဆိုၿပီး method (၂) မၽိဳးရိွပါတယ္။ "2 - Lamp Method" ဆိုတာ လက္ရိွ Load တင္ထားတဲ႔ Running Generator ရဲ႕ Frequency နဲ႔ Incoming Generator ရဲ႕ Frequency ေတြဟာ Synchronized ၿဖစ္ သြားတဲ႔ အခါ၊ sychro lamp မီးလံုး (၂) လံုးတၿပိဳင္နက္တည္း မိွတ္သြားတဲ႔ Method ကိုေခါါတာၿဖစ္ပါတယ္။ 3 -  Lamp Method (1 Dark, 2 Bright Method) ကေတာ႔ Synchronized ၿဖစ္ရင္၊ အေပါါထိပ္ဆံုး မီးလံုး မိွတ္သြားၿပီး၊ လက္ယာရစ္ Clock Wise အစဥ္လိုက္ေအာက္က မီးလံုး (၂) လံုးလင္းေနမယ္႔ Method ၿဖစ္ပါတယ္။

Fig. 2 - Lamp Method Synchronizing

Fig. 3 - Lamp Method Synchronizing

Synchronizing, Parallel Operation နဲ႔ Load Sharing ၿပဳလုပ္ပံုကို ေဆြးေနြးပါ႔မယ္။ Incoming Generator ရဲ႕ Frequency ကို၊ Synchronizing မလုပ္ခင္ Running Generator ရဲ႕ Frequency ထက္  အနည္းငယ္ပိုကာ တင္ထားေလ႔ ရိွပါတယ္။ ဥပမာ Load ရိွေနတဲ႔ Running Generator ရဲ႕ Frequency ဟာ (60) Hz မွာရိွေနရင္္၊ Incoming Generator ရဲ႕ Frequency ကို (62 ~ 65) Hz ေလာက္မွာထား ပါတယ္။

Fig. Synchroscope

အကယ္၍ Incoming Generator ရဲ႕ Frequency ဟာ Lagging ၿဖစ္ေနတဲ႔အတြက္ ေနာက္ကၽေနခဲ႔လၽွင္ Synchro Scope ရဲ႕ လက္တံဟာ၊ လက္ဝဲရစ္ counter clock wise direction မွာ၊ ေၿဖးေၿဖးမလည္ပဲ၊ ၿမန္ၿမန္လည္ေနမွာၿဖစ္ပါတယ္။  2 - Lamp Method သံုးထားရင္ မီးလံုး (၂) လံုးဟာလည္း ၿမန္ၿမန္ ဆန္ဆန္ မိွတ္တုတ္မိွတ္တုတ္ Fast Flicking ၿဖစ္ေနတာကိုေတြ႔ရမွာၿဖစ္သလို၊ 3 - Lamp Method သံုးထားရင္ေတာ႔ မီးလံုး (၃) လံုးဟာ လက္ဝဲရစ္ counter clock wise direction နဲ႔လည္ေနၿပီး ၿမန္ၿမန္ ဆန္ဆန္၊ မိွတ္တုတ္မိွတ္တုတ္ Fast Flicking ၿဖစ္ေနတာကိုေတြ႔ရမွာၿဖစ္ပါတယ္။ အဲဒီအခါ Running Generator ရဲ႕ Governor ကို တိုးလိုက္၊ ေလၽာ႔လိုက္နဲ႔ လိုသလို Adjust လုပ္ကာ၊ Frequency ခၽိန္ညိွရ ပါတယ္။

Synchro Scope ရဲ႕ မၽွားတံဟာ လက္ယာရစ္ Clock Wise Position မွာ၊ ေၿဖးေၿဖးလည္ေနၿပီး၊ Scope ကို နာရီလိုသေဘာထားစဥ္းစားတဲ႔အခါ၊ မၽွားတံ (၁၁) နာရီ အမွတ္နဲ႔ (၁၂) နာရီ ထိပ္တည္႔တည္႔ အမွတ္၊ ေနရာေရာက္ရင္၊ Incoming Generator ရဲ႕ ACB ကို ON ရပါတယ္။ Scope ရဲ႕ (၉) နာရီ အမွတ္ေလာက္မွ၊ စၿပီး Synchro Lamp ေတြကိုႀကည္႔ရင္ Frequency (၂) ခုဟာ Synchronize ၿဖစ္သြားတဲ႔အတြက္၊ 2 - Lamp Method မွာ တၿပိဳင္နက္တည္း မီးလံုး (၂) လံုးစလံုး မိွတ္သြားမွာၿဖစ္ၿပီး၊ 3 - Lamp Method မွာေတာ႔ ထိပ္ဆံုး မီးလံုးက မိွတ္သြားၿပီး၊ လက္ယာရစ္ clock wise အစဥ္လိုက္ေအာက္က မီးလံုး (၂) လံုးဟာ လင္းေနမွာၿဖစ္ပါတယ္။

Synchro Lamp ေတြကၽြမ္းသြားတာတို႔၊ Synchro Scope ပၽက္သြားတာတို႔  စတဲ႔အေၿခအေနမွာ မီးလံုး မရိွပဲ၊ Synchronizing လုပ္တဲ႔ နည္းရိွပါေသးတယ္။ ကုိလင္း မွတ္မိေသးရင္ ေရးထားခဲ႔ပါဦး။

ACB တင္ၿပီးတာနဲ႔ Scope ကိုခၽက္ၿခင္းပိတ္ရပါတယ္။ ၿပီးမွ Running Generator ရဲ႕ Load (KW/ KVA) ကို Governor နဲ႔လၽွာ႔ခၽကာ၊ Incoming Generator ရဲ႕ Load (KW/ KVA) ကို Governor နဲ႔ တင္ၿပီး Increase လုပ္ကာ၊ ညီသြားတဲ႔အထိ Load Sharing လုပ္ပါတယ္။

ACB ၿဖဳတ္ခၽတဲ႔ အခါ Synchro Scope ကို ON စရာမလိုပဲ၊ ၿဖဳတ္ခၽမယ္႔ Out Going Generator ရဲ႕၊ Load ကို Governor နဲ႔ေလၽွာ႔ခၽကာ၊ ကၽန္ခဲ႔မယ္႔ Running Generator ရဲ႕ Load (KW/ KAV) ကို Governor နဲ႔ တင္ၿပီး Load Transfer  ကိုေဆာင္ရြက္ပါတယ္။ Out Going Generator ရဲ႕ Load ဟာ (30) KW  နီးပါးေလာက္အထိကၽလာရင္ ACB ကိုၿဖဳတ္ခၽလိုက္ပါတယ္။

တကယ္ေတာ႔ Parallel Operation မွ Synchronizing ဆိုတာ၊ Frequency တူမွ ေမာင္းလို႔ရတာၿဖစ္ ပါတယ္။ Voltage ဆိုတာက Generator Engine ဟာ Rated RPM တခုကိုေရာက္တာနဲ႔ ထြက္ပါတယ္။ phase တခုၿခင္းစီမွ ထြက္လာတဲ႔ voltage ေတြဟာညီကၽပါတယ္။ voltage ဟာရိွရမယ္႔တန္ဘိုးနဲ႔ သိပ္ကြာေနရင္ေတာ႔ Exciter ကို Field Voltage နည္းနည္းေလးထပ္ေႀကြးဖို႔ Volt Trimmer ေလးကို လွည္႔ေပးရပါတယ္။

တစ္ခါတေလေတာ႔လည္း Parallel Operation ေမာင္းလို႔ရေပမယ္႔၊ incoming generator မွာ၊ Load ဟာ (20 ~ 30) KW ေလာက္သာရိွၿပီး၊ Load ထပ္တင္လို႔မရတာ၊ မၽိဳးရိွပါတယ္။ incoming Generator ရဲ႕ Voltage နဲ႕ Current ဟာ Resonance အေနနဲ႔ တစ္ထပ္တည္းကၽသြားတဲ႔အခါ၊ Power Factor တန္ဘိုး ဟာ၊ "0" ၿဖစ္သြားတဲ႔ အတြက္၊ Load ထပ္တင္လို႔ မရတာၿဖစ္ပါတယ္။

မေအရာေမ။ Reverse Power Relay ကျဖဳတ္ခ်တာဆိုလွ်င္၊ သူ႔ေၾကာင့္ Trip ျဖစ္တယ္ဆိုတာ သိသာ လြယ္မယ္လို႔ထင္ပါတယ္ရွင္။ သူ႔မွာ Reset ျပန္လုပ္ေပးတဲ့ ခလုပ္ပါတာကို ပံုထဲမွာေတြ႕ဖူးလို႔ပါ။
ေမာ္ဒယ္ျမင့္တဲ့ ACB ေတြဆိုရင္လဲ Trip ျဖစ္သြားတဲ့ အေျခအေနရဲ႕ မွတ္တမ္းျပန္စစ္လို႔ရတယ္လို႔ ၾကားဖူး ပါတယ္။

ကိုေအာင္ေဇာ္ဦး။ အခုလိုေၿဖေပးတဲ႔အတြက္ေက်းဇူးအထူးတင္ပါတယ္ဗ်ာ။ ကိုလင္း ေၿပာသလို reverse power relay ကၿဖဳတ္ခ်ပါ႔မလားလို႔ ကၽြန္ေတာ္တို႔ safety နဲ႔ ပတ္သတ္တာေတြကို calibrate လုပ္ၿပီးၿပီဗ်။ normal ပဲဗ်။ ကၽြန္ေတာ္တို႔ operation လုပ္တဲ႔ generator က auto load sharing unit မဟုတ္ဘူးေနာ္။ (20) % load နဲ႔ စတင္တာက operation time မွာေပါ႔ေနာ္။ ေနာက္ load ေတြကိုတင္မလို႔လုပ္တုန္းကို ၿပဳတ္က်သြားတာ။ ေက်းဇူးတင္ပါတယ္ မေအရာေမ ခင္ဗ်ာ။ ကံဆိုးခ်င္ေတာ႔ သံုးထားတာ၊ ေတာ္ေတာ္႔ကို old ေနတဲ႔ type ေတြဗ်ာ။


အထူးေကၽးဇူးတင္စြာၿဖင္႔ ကူးယူေဖာ္ၿပၿခင္း။ ၿမန္မာအင္ဂၽင္နီယာဖိုရမ္၊  ကိုေအာင္ေဇာ္ဦး၊ ကိုထြန္း၊ ကို blessing၊ ကိုလင္း၊ ကို Htet Soe Paing၊ ကို Deep Blue ၊ ကို thurein 27 နဲ႔ မေအရာေမ။

Image Credit to :  http://metersandinstruments.yokogawa-usa.com/, http://www.fieldlines.com/, http://www.ustudy.in/,

Remark : All images herein this website are for use of educational purpose only. The owner of this web site is not responsible for the consequences in case of violation to copyright, trademark, patent or other intellectual property rights of any third party.