نقصانات اور وولٹیج کے قطرے - کیا فرق ہیں؟

عام انسانی زندگی میں، "نقصان" اور "زوال" کے الفاظ بعض کامیابیوں میں کمی کی حقیقت کو ظاہر کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں، لیکن ان کا مطلب ایک مختلف قدر ہے۔

اس صورت میں، «نقصان» کا مطلب ہے کسی حصے کا نقصان، نقصان، پہلے حاصل کی گئی سطح کے سائز میں کمی۔ نقصانات ناپسندیدہ ہیں، لیکن آپ انہیں برداشت کر سکتے ہیں.

لفظ "زوال" کو حقوق سے مکمل محرومی سے وابستہ زیادہ سنگین نقصان کے طور پر سمجھا جاتا ہے۔ اس طرح، وقت کے ساتھ ساتھ کبھی کبھار ہونے والے نقصانات (کہیں، ایک پورٹ فولیو) بھی زوال کا باعث بن سکتے ہیں (مثال کے طور پر، مادی زندگی کی سطح)۔

اس سلسلے میں، ہم برقی نیٹ ورک کے وولٹیج کے سلسلے میں اس سوال پر غور کریں گے.

نقصانات اور وولٹیج کے قطرے کیسے بنتے ہیں۔

بجلی ایک سب اسٹیشن سے دوسرے سب اسٹیشن تک اوور ہیڈ لائنوں کے ذریعے لمبی دوری تک پہنچائی جاتی ہے۔

اوور ہیڈ لائنیں قابل اجازت طاقت کو منتقل کرنے کے لیے ڈیزائن کی گئی ہیں اور ایک مخصوص مواد اور حصے کے دھاتی تاروں سے بنی ہیں۔ وہ R کی مزاحمتی قدر اور X کے رد عمل والے بوجھ کے ساتھ ایک مزاحمتی بوجھ بناتے ہیں۔

وصول کرنے والی طرف کھڑا ہے۔ ٹرانسفارمربجلی کی تبدیلی.اس کے کنڈلیوں میں ایک فعال اور واضح آگہی مزاحمت XL ہے۔ ٹرانسفارمر کا ثانوی سائیڈ وولٹیج کو کم کرتا ہے اور اسے مزید صارفین تک پہنچاتا ہے، جس کا بوجھ Z کی قدر سے ظاہر ہوتا ہے اور یہ فعال، capacitive اور inductive نوعیت کا ہوتا ہے۔ یہ نیٹ ورک کے برقی پیرامیٹرز کو بھی متاثر کرتا ہے۔

پاور ٹرانسمیشن سب اسٹیشن کے قریب ترین اوور ہیڈ لائن کے سپورٹ کی تاروں پر لگنے والا وولٹیج ہر مرحلے میں سرکٹ کی رد عمل اور فعال مزاحمت پر قابو پاتا ہے اور اس میں کرنٹ پیدا کرتا ہے، جس کا ویکٹر سرکٹ کے ویکٹر سے ہٹ جاتا ہے۔ ایک زاویہ φ کے ذریعہ لاگو وولٹیج۔

وولٹیج کی تقسیم کی نوعیت اور سڈول لوڈ موڈ کے لیے لائن کے ساتھ کرنٹ کے بہاؤ کو تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

چونکہ لائن کا ہر مرحلہ صارفین کی ایک مختلف تعداد کو فیڈ کرتا ہے جو تصادفی طور پر منقطع یا کام سے جڑے ہوئے ہیں، اس لیے فیز بوجھ کو مکمل طور پر متوازن کرنا تکنیکی طور پر بہت مشکل ہے۔ اس میں ہمیشہ ایک عدم توازن ہوتا ہے، جس کا تعین فیز کرنٹ کے ویکٹر کے اضافے سے ہوتا ہے اور اسے 3I0 لکھا جاتا ہے۔ زیادہ تر حساب کتاب میں، اسے صرف نظر انداز کر دیا جاتا ہے۔

ٹرانسمیٹنگ سب سٹیشن کے ذریعے استعمال ہونے والی توانائی جزوی طور پر لائن کی مزاحمت پر قابو پانے میں صرف ہوتی ہے اور تھوڑی تبدیلی کے ساتھ وصول کرنے والے حصے تک پہنچ جاتی ہے۔ یہ حصہ نقصان اور وولٹیج ڈراپ کی طرف سے خصوصیات ہے، جس کا ویکٹر طول و عرض میں تھوڑا سا کم ہوتا ہے اور ہر مرحلے میں ایک زاویہ سے منتقل ہوتا ہے.

نقصانات اور وولٹیج ڈراپ کا حساب کیسے لگایا جاتا ہے۔

بجلی کی ترسیل کے دوران ہونے والے عمل کو سمجھنے کے لیے، ویکٹر فارم اہم خصوصیات کی نمائندگی کرنے کے لیے آسان ہے۔ ریاضی کے حساب کے مختلف طریقے بھی اسی طریقہ پر مبنی ہیں۔

میں حسابات کو آسان بنانے کے لیے تین مرحلے کے نظام اس کی نمائندگی تین سنگل فیز مساوی سرکٹس سے ہوتی ہے۔ یہ طریقہ سڈول بوجھ کے ساتھ اچھی طرح کام کرتا ہے اور آپ کو اس کے ٹوٹ جانے پر عمل کا تجزیہ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

مندرجہ بالا خاکوں میں، لائن کے ہر کنڈکٹر کے فعال R اور ری ایکٹنس X کو زاویہ φ کی خصوصیت والے پیچیدہ بوجھ مزاحمت Zn کے ساتھ سیریز میں منسلک کیا گیا ہے۔

اس کے علاوہ، ایک مرحلے میں وولٹیج کے نقصان اور وولٹیج ڈراپ کا حساب لگایا جاتا ہے۔ ایسا کرنے کے لئے، آپ کو ڈیٹا کی وضاحت کرنے کی ضرورت ہے. اس مقصد کے لیے، ایک سب اسٹیشن کا انتخاب کیا جاتا ہے جو توانائی حاصل کرتا ہے، جہاں قابل اجازت بوجھ کا پہلے سے تعین ہونا ضروری ہے۔

کسی بھی ہائی وولٹیج سسٹم کی وولٹیج کی قدر پہلے ہی حوالہ جاتی کتابوں میں بتائی گئی ہے، اور تاروں کی مزاحمت کا تعین ان کی لمبائی، کراس سیکشن، مواد اور نیٹ ورک کی ترتیب سے کیا جاتا ہے۔ سرکٹ میں زیادہ سے زیادہ کرنٹ تاروں کی خصوصیات کے ذریعہ مقرر اور محدود ہے۔

لہذا، حساب شروع کرنے کے لیے، ہمارے پاس ہے: U2, R, X, Z, I, φ۔

ہم ایک مرحلہ لیتے ہیں، مثال کے طور پر، «A» اور اس کے لیے پیچیدہ جہاز میں U2 اور I، ایک زاویہ φ سے بے گھر ہو جاتے ہیں، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ کنڈکٹر کی فعال مزاحمت میں ممکنہ فرق سمت میں موافق ہے۔ کرنٹ کے ساتھ اور شدت کا تعین I ∙ R کے اظہار سے ہوتا ہے۔ ہم اس ویکٹر کو U2 کے آخر سے ملتوی کرتے ہیں (تصویر 2)۔

موصل کے رد عمل میں ممکنہ فرق کرنٹ کی سمت سے زاویہ φ1 سے مختلف ہوتا ہے اور اس کا حساب مصنوع I ∙ X سے کیا جاتا ہے۔ ہم اسے ویکٹر I ∙ R (تصویر 3) سے ملتوی کرتے ہیں۔

یاد دہانی: پیچیدہ جہاز میں ویکٹر کی گردش کی مثبت سمت کے لیے، گھڑی کی سمت حرکت کی جاتی ہے۔ انڈکٹو بوجھ کے ذریعے بہنے والا کرنٹ لاگو وولٹیج کو زاویہ سے پیچھے چھوڑ دیتا ہے۔

شکل 4 کل تار مزاحمت I ∙ Z اور سرکٹ U1 کے ان پٹ پر وولٹیج پر ممکنہ فرق ویکٹر کی پلاٹنگ کو دکھاتا ہے۔

اب آپ ان پٹ ویکٹرز کا موازنہ مساوی سرکٹ اور پورے بوجھ سے کر سکتے ہیں۔ ایسا کرنے کے لیے، نتیجے میں آنے والے خاکے کو افقی طور پر رکھیں (تصویر 5) اور ماڈیول U1 کے رداس کے ساتھ شروع سے ایک قوس کھینچیں جب تک کہ یہ ویکٹر U2 (تصویر 6) کی سمت سے متصل نہ ہوجائے۔

شکل 7 زیادہ وضاحت کے لیے مثلث کی توسیع اور معاون لکیروں کی ڈرائنگ کو ظاہر کرتی ہے، جو حروف کے ساتھ تقطیع کے خصوصیت والے نکات کی نشاندہی کرتی ہے۔

تصویر کے نیچے دکھایا گیا ہے کہ نتیجے میں آنے والے ویکٹر AC کو وولٹیج ڈراپ اور ab کو نقصان کہا جاتا ہے۔ وہ سائز اور سمت میں مختلف ہیں. اگر ہم اصل پیمانے پر واپس آتے ہیں، تو ہم دیکھیں گے کہ ac ویکٹر کے ہندسی گھٹاؤ کے نتیجے میں حاصل ہوتا ہے (U2 سے U1)، اور ab ریاضی ہے۔ یہ عمل ذیل کی تصویر میں دکھایا گیا ہے (تصویر 8)۔

وولٹیج کے نقصانات کا حساب لگانے کے لیے فارمولوں کا اخذ کرنا

اب آئیے تصویر 7 پر واپس جائیں اور دیکھیں کہ bd سیگمنٹ بہت چھوٹا ہے۔ اس وجہ سے، حساب میں اسے نظر انداز کیا جاتا ہے اور وولٹیج کے نقصان کا تخمینہ سیگمنٹ کی لمبائی اشتہار سے لگایا جاتا ہے۔ یہ دو لائن حصوں پر مشتمل ہے ae اور ed۔

چونکہ ae = I ∙ R ∙ cosφ اور ed = I ∙ x ∙ sinφ، تو ایک مرحلے کے لیے وولٹیج کے نقصان کو فارمولے سے شمار کیا جا سکتا ہے:

∆Uph = I ∙ R ∙ cosφ + I ∙ x ∙ sinφ

اگر ہم فرض کریں کہ بوجھ تمام مراحل میں سڈول ہے (مشروط طور پر 3I0 کو نظر انداز کرتے ہوئے)، ہم لائن میں وولٹیج کے نقصان کا حساب لگانے کے لیے ریاضی کے طریقے استعمال کر سکتے ہیں۔

∆Ul = √3I ∙ (R ∙ cosφ + x ∙ sinφ)

اگر اس فارمولے کے دائیں طرف کو نیٹ ورک وولٹیج Un سے ضرب اور تقسیم کیا جائے تو ہمیں ایک فارمولا ملتا ہے جو ہمیں پاور سپلائی کے ذریعے وولٹیج کے نقصانات کا pCalculation کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

∆Ul = (P ∙ r + Q ∙ x) / Un

ایکٹو P اور ری ایکٹو Q پاور کی قدریں لائن میٹر ریڈنگ سے لی جا سکتی ہیں۔

اس طرح، برقی سرکٹ میں وولٹیج کا نقصان اس پر منحصر ہے:

• سرکٹ کے فعال اور رد عمل؛

• لاگو طاقت کے اجزاء؛

• لاگو وولٹیج کی شدت

وولٹیج ڈراپ کے ٹرانسورس جزو کا حساب لگانے کے لیے فارمولوں کا اخذ کرنا

آئیے شکل 7 پر واپس چلتے ہیں۔ ویکٹر ac کی قدر کو دائیں مثلث acd کے فرضی تصور سے ظاہر کیا جا سکتا ہے۔ ہم پہلے ہی اشتھاراتی پاؤں کا حساب کر چکے ہیں۔ آئیے ٹرانسورس کمپوننٹ سی ڈی کا تعین کرتے ہیں۔

اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ cd = cf-df.

df = ce = I ∙ R ∙ sin φ.

cf = I ∙ x ∙ cos φ۔

cd = I ∙ x ∙ cosφ-I ∙ R ∙ sinφ.

حاصل کردہ ماڈلز کا استعمال کرتے ہوئے، ہم چھوٹے ریاضیاتی تبدیلیاں کرتے ہیں اور وولٹیج ڈراپ کا ٹرانسورس جزو حاصل کرتے ہیں۔

δU = √3I ∙ (x ∙ cosφ-r ∙ sinφ) = (P ∙ x-Q ∙ r) / Un.

پاور لائن کے آغاز میں وولٹیج U1 کا حساب لگانے کے فارمولے کا تعین

لائن U2 کے آخر میں وولٹیج کی قدر، نقصان ∆Ul اور ڈراپ δU کے ٹرانسورس جز کو جانتے ہوئے، ہم پائتھاگورین تھیوریم سے ویکٹر U1 کی قدر کا حساب لگا سکتے ہیں۔ توسیع شدہ شکل میں، اس کی درج ذیل شکل ہے۔

U1 = √ [(U2 + (Pr + Qx) / Un)2+ ((Px-Qr) / Un)2]۔

عملی استعمال

وولٹیج کے نقصانات کا حساب انجینیئرز نیٹ ورک اور اس کے اجزاء کی ترتیب کے بہترین انتخاب کے لیے الیکٹرک سرکٹ پروجیکٹ بنانے کے مرحلے پر کرتے ہیں۔

برقی تنصیبات کے آپریشن کے دوران، اگر ضروری ہو تو، لائنوں کے سروں پر وولٹیج ویکٹر کی بیک وقت پیمائش کی جا سکتی ہے اور سادہ حساب کے طریقہ کار سے حاصل کردہ نتائج کا موازنہ کیا جا سکتا ہے۔ یہ طریقہ ان آلات کے لیے موزوں ہے جن میں اضافہ ہوا ہے۔ اعلی کام کی درستگی کی ضرورت کی وجہ سے ضروریات۔

ثانوی سرکٹس میں وولٹیج کا نقصان

ایک مثال وولٹیج ٹرانسفارمرز کی پیمائش کرنے والے ثانوی سرکٹس ہیں، جن کی لمبائی بعض اوقات کئی سو میٹر تک پہنچ جاتی ہے اور ایک خاص پاور کیبل کے ذریعے بڑھے ہوئے کراس سیکشن کے ساتھ منتقل ہوتے ہیں۔

اس طرح کی کیبل کی برقی خصوصیات وولٹیج ٹرانسمیشن کے معیار کے لیے بڑھتی ہوئی ضروریات کے تابع ہیں۔

برقی آلات کے جدید تحفظ کے لیے اعلی میٹرولوجیکل انڈیکیٹرز اور 0.5 یا اس سے بھی 0.2 کی درستگی کی کلاس کے ساتھ پیمائشی نظام کے آپریشن کی ضرورت ہوتی ہے۔ لہذا، ان پر لاگو وولٹیج کے نقصانات کی نگرانی اور اکاؤنٹ میں لیا جانا چاہئے. دوسری صورت میں، سامان کے آپریشن میں ان کی طرف سے متعارف کرایا گیا غلطی تمام آپریشنل خصوصیات کو نمایاں طور پر متاثر کر سکتا ہے.

لمبی کیبل لائنوں میں وولٹیج کا نقصان

لمبی کیبل کے ڈیزائن کی خصوصیت یہ ہے کہ اس میں کیپسیٹو مزاحمت ہوتی ہے جس کی وجہ سے کنڈکٹنگ کور اور ان کے درمیان موصلیت کی ایک پتلی پرت ہوتی ہے۔ یہ کیبل سے گزرنے والے موجودہ ویکٹر کو مزید موڑتا ہے اور اس کی شدت کو تبدیل کرتا ہے۔

I ∙ z کی قدر کو تبدیل کرنے کے لیے کیپیسیٹیو ریزسٹنس پر وولٹیج ڈراپ کے اثر کو حساب میں لیا جانا چاہیے۔ دوسری صورت میں، اوپر بیان کردہ ٹیکنالوجی تبدیل نہیں ہوتی.

مضمون اوور ہیڈ پاور لائنوں اور کیبلز پر ہونے والے نقصانات اور وولٹیج کے گرنے کی مثالیں فراہم کرتا ہے۔ تاہم، وہ بجلی کے تمام صارفین میں پائے جاتے ہیں، بشمول الیکٹرک موٹرز، ٹرانسفارمرز، انڈکٹرز، کپیسیٹر بینک اور دیگر آلات۔

ہر قسم کے برقی آلات کے لیے وولٹیج کے نقصانات کی مقدار آپریٹنگ حالات کے لحاظ سے قانونی طور پر ریگولیٹ ہوتی ہے، اور تمام برقی سرکٹس میں ان کے تعین کا اصول یکساں ہے۔