វិញ្ញាបនបត្រ​គំនរ​សាក​ស្តង់ដារ​អាមេរិក (III) – ព័ត៌មាន​លម្អិត​អំពី​ការ​រចនា​គំនរ AC (ផ្នែកខាងមុខ​នៃ​ខ្សែ​បញ្ចូល និង​ក្បាល​កាំភ្លើង​បញ្ចេញ)

ដោយមើលពីទស្សនៈនៃគោលការណ៍ផលិតផល ស្ថានីយ៍សាកថ្ម AC ស្តង់ដារអាមេរិកមិនខុសពីស្តង់ដារជាតិ និងអឺរ៉ុបទេ - ទាំងពីរនេះបម្រើជាកុងតាក់អគ្គិសនីធំៗ ដោយបញ្ជូនថាមពល AC ពីបណ្តាញអគ្គិសនីទៅឆ្នាំងសាកដែលភ្ជាប់មកជាមួយ (OBC) នៅក្នុងយានយន្ត ដែលបន្ទាប់មកបំលែងថាមពល AC ទៅជាថាមពល DC ដើម្បីសាកអាគុយ។

ទោះបីជាជាទូទៅពួកវាដូចគ្នាក៏ដោយ ក៏នៅតែមានភាពខុសគ្នាគួរឱ្យកត់សម្គាល់នៅក្នុងព័ត៌មានលម្អិតជាច្រើនបើប្រៀបធៀបទៅនឹងស្តង់ដារជាតិ និងអឺរ៉ុប។ បើមិនដូច្នោះទេ វានឹងងាយស្រួលពេកក្នុងការលក់វាដោយផ្ទាល់នៅសហរដ្ឋអាមេរិកដោយគ្មានការកែប្រែណាមួយឡើយ។

(1)

មុននឹងពិភាក្សាអំពីខ្សែបញ្ចូលនៃស្ថានីយ៍សាកថ្ម AC នៅអាមេរិកខាងជើង ចូរយើងណែនាំប្រព័ន្ធវ៉ុលនៃបណ្តាញអគ្គិសនី AC នៅសហរដ្ឋអាមេរិកជាមុនសិន។

ប្រព័ន្ធបណ្តាញអគ្គិសនីរបស់ប្រទេសភាគច្រើននៅលើពិភពលោកត្រូវបានតម្រឹមជាមួយប្រព័ន្ធនៅអឺរ៉ុប (អាណានិគមនិយម និងសង្គ្រាម) ពោលគឺវ៉ុលគ្រួសារធម្មតាគឺ 220V ~ 230Vac 50Hz ហើយវ៉ុលបីហ្វាសឧស្សាហកម្មគឺ 380 ~ 400Vac 50Hz។ វាច្បាស់ណាស់ថាវ៉ុលនៃអគ្គិសនីឧស្សាហកម្មគឺបីដងនៃឫសគល់វ៉ុលគ្រួសារ - ភាពខុសគ្នារវាងវ៉ុលខ្សែ និងវ៉ុលដំណាក់កាល។

ប្រព័ន្ធវ៉ុលនៅសហរដ្ឋអាមេរិកគឺមានលក្ខណៈប្លែក ដោយវ៉ុលសម្រាប់ប្រើប្រាស់ក្នុងគ្រួសារគឺ 120V/240V 60Hz និងវ៉ុលសម្រាប់ប្រើប្រាស់ក្នុងឧស្សាហកម្មគឺ 480V/277Vac 60Hz។ វ៉ុលដែលប្រើសម្រាប់គោលបំណងពាណិជ្ជកម្ម ឬលំនៅដ្ឋានដែលមានដង់ស៊ីតេខ្ពស់គឺ 120V/208Vac 60Hz ខណៈពេលដែលសម្រាប់ឧស្សាហកម្មធុនធ្ងន់ធំៗមួយចំនួនគឺ 347/600Vac 60Hz។

តើអ្នកក៏ភ្ញាក់ផ្អើលដែរទេថាហេតុអ្វីបានជាប្រព័ន្ធវ៉ុលនៅសហរដ្ឋអាមេរិកមានភាពវឹកវរខ្លាំងម្ល៉េះ?

ការប្រើប្រាស់វ៉ុល 110V មានប្រភពមកពីលោក Edison។ លោក Edison គឺជាមនុស្សល្បីល្បាញខាងការបង្កើតអំពូលភ្លើង។ បន្ទាប់ពីការពិសោធន៍ និងការប្រៀបធៀបជាច្រើនដង លោកបានរកឃើញថា អំពូលភ្លើងមានប្រសិទ្ធភាពពន្លឺខ្ពស់បំផុត និងអាយុកាលប្រើប្រាស់យូរបំផុតនៅពេលដែលវ៉ុលគឺ 110V។ ដូច្នេះ នៅឆ្នាំ 1882 លោក Edison បានណែនាំអគ្គិសនី DC 110V ជាផ្លូវការទៅកាន់ទីផ្សារនៅស្ថានីយថាមពល Pearl Street ដែលជារោងចក្រថាមពល DC ពាណិជ្ជកម្មដំបូងគេនៅសហរដ្ឋអាមេរិក។

ប៉ុន្តែយើងទាំងអស់គ្នាដឹងហើយថាចរន្តផ្ទាល់មានគុណវិបត្តិដ៏ធំមួយ គឺការបាត់បង់កំដៅធ្ងន់ធ្ងរក្នុងអំឡុងពេលបញ្ជូនចម្ងាយឆ្ងាយ ដែលខ្ជះខ្ជាយថាមពលអគ្គិសនីច្រើន។ ដើម្បីជៀសវាងការបាត់បង់ថាមពលច្រើនហួសហេតុក្នុងអំឡុងពេលបញ្ជូនចម្ងាយឆ្ងាយ នីកូឡា តេសឡា បានណែនាំប្រព័ន្ធចរន្តឆ្លាស់ (AC) របស់គាត់។ ទោះបីជាចរន្តឆ្លាស់នៅទីបំផុតបានយកឈ្នះចរន្តផ្ទាល់ក៏ដោយ ឧបករណ៍ និងឧបករណ៍រាប់ពាន់ដែលឧទ្ទិសដល់វ៉ុល 110V ត្រូវបានដំឡើងរួចហើយនៅក្នុងគ្រួសារ និងរោងចក្រអាមេរិកនៅពេលនោះ។

ដើម្បីសម្រួលដល់ការផ្លាស់ប្តូរទៅយុគសម័យនៃចរន្តឆ្លាស់ដោយរលូន Tesla បានធ្វើការសម្របសម្រួលមួយ៖ គាត់ក៏បានកំណត់វ៉ុលគ្រួសារនៃចរន្តឆ្លាស់នៅ 110V ផងដែរ។ នេះមិនត្រឹមតែការពារការវិនិយោគឧបករណ៍របស់អ្នកប្រើប្រាស់ដែលមានស្រាប់ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងលុបបំបាត់ការភ័យខ្លាចរបស់សាធារណជនចំពោះចរន្តឆ្លាស់វ៉ុលខ្ពស់ (ដែលត្រូវបានគេជឿយ៉ាងទូលំទូលាយថាមានគ្រោះថ្នាក់ដល់សុខភាពមនុស្សនៅពេលនោះ)។

ដូច្នេះ ការ​ប្រើប្រាស់​ថាមពល​ចរន្តឆ្លាស់ 110V នៅសហរដ្ឋអាមេរិក គឺជា​ផលិតផល​នៃ​ការ​សម្រប​ទៅនឹង​ថាមពល​ចរន្តឆ្លាស់ 110V។

ជាមួយនឹងការមកដល់នៃយុគសម័យអគ្គិសនី វិស្វករបានដឹងបន្តិចម្តងៗថា បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការអនុម័តវ៉ុល 220V/240V នៅពេលក្រោយនៅអឺរ៉ុប ប្រព័ន្ធ 110V នៅសហរដ្ឋអាមេរិកបានរងការខាតបង់កាន់តែច្រើននៅពេលបញ្ជូនអគ្គិសនីដែលមានថាមពលខ្ពស់ ហើយត្រូវការខ្សែស្ពាន់ក្រាស់ជាងដើម្បីជៀសវាងការឡើងកំដៅ។ ប៉ុន្តែប្រសិនបើយើងធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងទៅ 220Vac យ៉ាងទូលំទូលាយ តម្លៃគឺខ្ពស់ពេក។ ឧបករណ៍ រន្ធដោត ហ្វុយស៊ីប និងសូម្បីតែបណ្តាញចែកចាយទាំងមូលរបស់ទីក្រុងនៅក្នុងគ្រួសាររាប់លាននៅទូទាំងសហរដ្ឋអាមេរិក សុទ្ធតែត្រូវបានរចនាឡើងស្របតាមវ៉ុល 110V។

ដោយហេតុផលនេះ វិស្វករអគ្គិសនីនៅសហរដ្ឋអាមេរិកបានបង្កើត “វិធីសាស្ត្រដី” ដ៏ឆ្លាតវៃខ្ពស់មួយ - បច្ចេកវិទ្យាបំបែកដំណាក់កាល។

នៅចន្លោះខ្សែចរន្ត និងខ្សែអព្យាក្រឹតនៅចំកណ្តាល វ៉ុល 110V/120V ត្រូវបានបង្កើតឡើង ដែលត្រូវបានរចនាឡើងជាពិសេសសម្រាប់ឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ក្នុងផ្ទះតូចៗដូចជា ទូរស័ព្ទដៃ ទូរទស្សន៍ និងអំពូលភ្លើង (មានសុវត្ថិភាព និងមិនក្តៅពេលប៉ះ)។

នៅពេលដែលខ្សែភ្លើងមានជីវិតពីរត្រូវបានដាក់ជង់គ្នា ពួកវានឹងប្រែក្លាយទៅជា 220V/240V ភ្លាមៗ ដែលត្រូវបានរចនាឡើងជាពិសេសសម្រាប់ "ម៉ាស៊ីនភ្លើង" ដូចជាម៉ាស៊ីនត្រជាក់ ម៉ាស៊ីនកម្តៅទឹកអគ្គិសនី និងម៉ាស៊ីនសម្ងួត (មានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ និងស៊ីខ្សែភ្លើងទាប)។

ដោយ​យល់​ពី​ប្រភព​ដើម​នៃ 120Vac និង 240Vac មក ប្រភព​ដើម​នៃ 208Vac ក៏​ងាយ​យល់​ដែរ។ 208V គឺ​ជា​វ៉ុល​ខ្សែ​នៃ 120V (បីដង​នៃ​វ៉ុល​ឫស)។

(ទី II)

បន្ទាប់ពីយល់ពីប្រព័ន្ធវ៉ុលនៅសហរដ្ឋអាមេរិក ឥឡូវនេះ ចូរយើងពិនិត្យមើលវ៉ុលបញ្ចូលនៃគំនរ AC របស់អាមេរិក។

មានវ៉ុលបីប្រភេទសម្រាប់ស្ថានីយ៍សាកថ្ម AC ធម្មតាដែលប្រើប្រាស់នៅសហរដ្ឋអាមេរិក គឺ 120V, 208V និង 240Vac។ ជាទូទៅ ការផ្សព្វផ្សាយក្រុមហ៊ុនសាកថ្មនឹងផ្អែកលើកម្រិតវ៉ុលដែលពួកគេគាំទ្រ គឺ 110~120Vac ឬ 200V~240Vac។

គួរកត់សម្គាល់ថា ស្ថានីយ៍សាកថ្មដែលមានវ៉ុលបញ្ចូល 208V ក៏ជាវ៉ុលបញ្ចូលតែមួយដំណាក់កាលដែរ មិនមែន 16kw ឬ 22kw ទេ ព្រោះយើងយល់ថាវាស្រដៀងនឹងវ៉ុលបញ្ចូលបីដំណាក់កាលប្រាំខ្សែរបស់អឺរ៉ុប។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ មានស្ថានីយ៍សាកថ្មបីដំណាក់កាលតិចតួចណាស់នៅសហរដ្ឋអាមេរិកដែលត្រូវបានស្វែងរកនៅជុំវិញទីផ្សារ ប៉ុន្តែមិនទាន់ត្រូវបានរកឃើញនៅឡើយទេ។

ក្នុងចំណោមនោះ 110~120Vac គឺជាការតភ្ជាប់ឌុយធម្មតាដែលអាចទ្រទ្រង់ចរន្តបញ្ចូលអតិបរមា 16A។

សម្រាប់ស្ថានីយសាកថ្ម AC ដែលមានវ៉ុលបញ្ចូល 200V~240Vac (208Vac ឬ 240Vac) ផ្នែកខាងមុខនៃខ្សែបញ្ចូលអាចមានទម្រង់ជាឌុយ ឬស្ថានីយខ្សែ។ រន្ធដោត "វ៉ុលខ្ពស់" ដែលមានវ៉ុលបញ្ចូល 240Vac នៅសហរដ្ឋអាមេរិក (មានខ្សែចំនួនបួន៖ ខ្សែមានជីវិតពីរ ខ្សែអព្យាក្រឹតមួយ និងខ្សែដីមួយ) ត្រូវតែបំពេញដោយជាងអគ្គិសនីដែលមានជំនាញវិជ្ជាជីវៈ។

ដោយវិធីនេះ រន្ធសម្រាប់ភ្ជាប់ឌុយបញ្ចូលនៃស្ថានីយ៍សាកថ្ម AC 240Vac គួរតែគោរពតាមតម្រូវការរបស់ NEMA14-50។ ចរន្តផ្ទុកអតិបរមារបស់វាគឺ 50A។ យោងតាមតម្រូវការនៃស្តង់ដារដំឡើងអគ្គិសនីអាមេរិក NFPA 70 ចរន្តអតិបរមាដែលប្រើដោយឧបករណ៍អគ្គិសនីមិនគួរលើសពី 80% នៃរន្ធដែលបានវាយតម្លៃនោះទេ។ ដូច្នេះ ចរន្តអតិបរមានៃស្ថានីយ៍សាកថ្ម AC បញ្ចូល 240V ដែលមានឌុយអាចឡើងដល់ 40A ប៉ុណ្ណោះ ជាមួយនឹងថាមពល 9.6kW។

(៣)

បន្ទាប់ពីពិភាក្សាអំពីតម្រូវការសម្រាប់ផ្នែកបញ្ចូលនៃស្ថានីយ៍សាកថ្ម AC ស្តង់ដារអាមេរិករួច ចូរយើងរំលងសំបក ហើយមើលដោយផ្ទាល់ទៅផ្នែកទិន្នផល។

ផ្នែក​ចេញ​នៃ​ស្ថានីយ​សាក​ថ្ម​ទំនាក់ទំនង​គឺ​សាមញ្ញ​ណាស់ គ្រាន់តែ​កន្លែង​ដាក់​កាំភ្លើង និង​ខ្សែ​កាំភ្លើង​ដែល​ត្រូវ​នឹង​កន្លែង​ដាក់​កាំភ្លើង​ប៉ុណ្ណោះ។

ប្រសិនបើអ្នករកមើលគេហទំព័រស្ថានីយ៍ទំនាក់ទំនងនៅសហរដ្ឋអាមេរិក អ្នកនឹងឃើញថាស្ថានីយ៍សាកថ្មណាមួយនឹងផ្តល់នូវរន្ធដោតកាំភ្លើងពីរប្រភេទ គឺចំណុចប្រទាក់ TYPE1 ដែលបំពេញតាម SAE J1772 និងចំណុចប្រទាក់ NACS ដែលបំពេញតាម Tesla SAE J3400។

ព័ត៌មានលម្អិតអំពីរចនាសម្ព័ន្ធជាក់លាក់ និងទំហំនៃក្បាលកាំភ្លើង និងកន្លែងកាន់កាំភ្លើងដែលមានចំណុចប្រទាក់ពីរអាចរកបាននៅក្នុងស្តង់ដារដែលត្រូវគ្នា។

នៅផ្នែកខាងក្នុង មិនមានភាពខុសគ្នារវាងចំណុចប្រទាក់ NACS របស់ក្រុមហ៊ុន Tesla និងចំណុចប្រទាក់ TYPE1 របស់ SAE J 1772 ទេ ដែលទាំងពីរមានខ្សែចំនួនប្រាំគឺ L/N/PE/CP/PP។ ជាការពិតណាស់ ការរចនារបស់ក្រុមហ៊ុន Tesla គឺឆ្លាតវៃណាស់ ដោយចំណុចប្រទាក់ទាំង DC និង AC គឺជាសំណុំដូចគ្នា។

ទាក់ទងនឹងទីផ្សារគំនរទំនាក់ទំនងអាមេរិកខាងជើង ចំណុចប្រទាក់សាកថ្មទិន្នផលកំពុងផ្លាស់ប្តូរពីចំណុចប្រទាក់ TYPE1 បែបបុរាណទៅជាចំណុចប្រទាក់ NACS ហើយរថយន្តកាន់តែច្រើននឹងជ្រើសរើសគាំទ្រចំណុចប្រទាក់ Tesla នាពេលអនាគត។ ស្ថានីយ៍សាកថ្ម AC ដំបូងៗដែលបំពាក់ដោយចំណុចប្រទាក់ TYPE1 មិនអាចសាកថ្ម NACS ថ្មីបានទេ។

ជាការពិតណាស់ មិនចាំបាច់បារម្ភពេកទេ មានឧបករណ៍ភ្ជាប់ជាច្រើននៅលើទីផ្សារដែលអាចជួយអ្នកបាន។

ឧបករណ៍ភ្ជាប់ក្បាលកាំភ្លើងត្រូវបានហាមឃាត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹងនៅក្នុងស្តង់ដារអឺរ៉ុប IEC 61851-1:2017 ប៉ុន្តែប្រការបែបនេះមិនត្រូវបានរកឃើញនៅក្នុង UL 2594 នៅសហរដ្ឋអាមេរិកទេ។ វាមិនត្រូវបានហាមឃាត់ដោយច្បាប់ទេ គ្រាន់តែប្រើវាដោយផ្ទាល់។

នោះហើយជាទាំងអស់សម្រាប់ផ្នែកបញ្ចូល និងទិន្នផលនៃស្ថានីយ៍សាកថ្ម AC ស្តង់ដារអាមេរិក។ នៅក្នុងអត្ថបទបន្ទាប់ យើងនឹងចែករំលែកព័ត៌មានលម្អិតនៃការរចនានៃ "លំនៅដ្ឋាន"។