برقی توانائی کی پیمائش

ایک برقی مصنوعات، اپنے مقصد کے مطابق، مفید کام انجام دینے کے لیے استعمال ہونے والی فعال توانائی استعمال کرتی ہے۔ مستقل وولٹیج، کرنٹ اور پاور فیکٹر پر، استعمال شدہ توانائی کی مقدار کا تعین Wp = UItcosφ = Pt کے تناسب سے ہوتا ہے۔

جہاں P = UIcosφ — مصنوعات کی فعال طاقت؛ t کام کی مدت ہے۔

توانائی کی SI اکائی جول (J) ہے۔ عملی طور پر، پیمائش کی ایک غیر منظم اکائی اب بھی واٹ NS گھنٹے (tu NS h) کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ ان اکائیوں کے درمیان تعلق اس طرح ہے: 1 Wh = 3.6 kJ یا 1 W s = 1 J۔

وقفے وقفے سے کرنٹ سرکٹس میں، توانائی کی کھپت یا پیدا ہونے والی مقدار کو انڈکشن یا الیکٹرانک طور پر الیکٹرومیٹر کے ذریعے ماپا جاتا ہے۔

ساختی طور پر، انڈکشن کاؤنٹر ایک مائیکرو الیکٹرک موٹر ہے، روٹر کا ہر انقلاب برقی توانائی کی ایک خاص مقدار کے مساوی ہے۔ کاؤنٹر ریڈنگز اور انجن کے ذریعے کی جانے والی ریوولیشنز کی تعداد کے درمیان تناسب کو گیئر ریشو کہا جاتا ہے اور ڈیش بورڈ پر اس کی نشاندہی کی جاتی ہے: 1 kW NS h = N ڈسک کے ریووشنز۔گیئر کا تناسب کاؤنٹر کنسٹنٹ C = 1/N، kW NS h/rev کا تعین کرتا ہے۔ ° С=1000-3600 / N W NS s / rev.

SI میں، کاؤنٹر کنسٹینٹ کو جولز میں ظاہر کیا جاتا ہے، کیونکہ ریوولیشنز کی تعداد ایک جہت کے بغیر مقدار ہے۔ ایکٹیو انرجی میٹر سنگل فیز اور تھری اور فور وائر تھری فیز نیٹ ورکس دونوں کے لیے تیار کیے جاتے ہیں۔

چاول۔ 1... پیمائشی آلات کو سنگل فیز نیٹ ورک سے جوڑنے کی اسکیم: a — براہ راست، b — پیمائش کرنے والے ٹرانسفارمرز کی ایک سیریز

سنگل فیز میٹر (تصویر 1، اے) برقی توانائی کے دو وائنڈنگز ہوتے ہیں: کرنٹ اور وولٹیج اور اسے سنگل فیز واٹ میٹر کی سوئچنگ اسکیموں کی طرح کی اسکیموں کے مطابق نیٹ ورک سے منسلک کیا جاسکتا ہے۔ میٹر کو آن کرتے وقت غلطیوں اور اس وجہ سے توانائی کی پیمائش میں غلطیوں کو ختم کرنے کے لیے، تمام صورتوں میں سفارش کی جاتی ہے کہ میٹر کے سوئچنگ سرکٹ کو استعمال کریں جو اس کے آؤٹ پٹس کو ڈھانپنے والے کور پر اشارہ کیا گیا ہے۔

واضح رہے کہ جب میٹر کی ایک کنڈلی میں کرنٹ کی سمت بدل جاتی ہے تو ڈسک دوسری سمت میں گھومنا شروع کر دیتی ہے۔ اس لیے، ڈیوائس کی موجودہ کنڈلی اور وولٹیج کوائل کو آن کرنا ضروری ہے، تاکہ جب ریسیور پاور استعمال کرے، تو کاؤنٹر تیر کے ذریعے بتائی گئی سمت میں گھومے۔

موجودہ آؤٹ پٹ، جسے حرف G سے ظاہر کیا جاتا ہے، ہمیشہ سپلائی سائیڈ سے منسلک ہوتا ہے، اور موجودہ سرکٹ کا دوسرا آؤٹ پٹ، حرف I سے ظاہر ہوتا ہے۔ موجودہ کنڈلی، بھی بجلی کی فراہمی پر طرف سے منسلک ہے.

جب آپ پیمائش کرنے والے ٹرانسفارمر کے ذریعے پیمائش کے آلات کو آن کرتے ہیں تو موجودہ ٹرانسفارمرز کو بیک وقت موجودہ ٹرانسفارمرز اور وولٹیج ٹرانسفارمرز کے وائنڈنگز کی قطبیت کو بھی مدنظر رکھنا چاہیے (تصویر 1، بی)۔

میٹر کسی بھی موجودہ ٹرانسفارمرز اور وولٹیج ٹرانسفارمرز کے ساتھ استعمال کے لیے تیار کیے جاتے ہیں — یونیورسل، علامت کے عہدہ میں جس میں حرف U شامل کیا جاتا ہے، اور ایسے ٹرانسفارمرز کے ساتھ استعمال کے لیے جن کے نام کی تختی پر شرح شدہ تبدیلی کے تناسب کی نشاندہی ہوتی ہے۔

مثال 1. ایک یونیورسل میٹر جس کے پیرامیٹرز Up = 100 V اور I = 5 A ہیں ایک کرنٹ ٹرانسفارمر کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے جس کا پرائمری کرنٹ 400 A اور ثانوی کرنٹ 5 A ہے اور ایک وولٹیج ٹرانسفارمر جس کا بنیادی وولٹیج 3000 V اور a ہے۔ 100 V کا ثانوی وولٹیج

استعمال ہونے والی توانائی کی مقدار معلوم کرنے کے لیے سرکٹ مستقل کا تعین کریں جس کے ذریعے میٹر ریڈنگ کو ضرب دینا چاہیے۔

وولٹیج ٹرانسفارمر ٹرانسفارمیشن ریشو کی طرف سے موجودہ ٹرانسفارمر ٹرانسفارمیشن ریشو کی پیداوار کے طور پر سرکٹ مستقل پایا جاتا ہے: D = kti NS ktu= (400 NS 3000)/(5 NS 100) = 2400۔

واٹ میٹر کی طرح، پیمائش کرنے والے آلات کو مختلف پیمائش کنورٹرز کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے، لیکن اس صورت میں ریڈنگز کو دوبارہ گننا ضروری ہے۔

مثال 2. ایک ماپنے والا آلہ جو موجودہ ٹرانسفارمر کے ساتھ استعمال کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے جس کا ٹرانسفارمیشن ریشو kti1 = 400/5 ہے اور ٹرانسفارمیشن ریشو ktu1 = 6000/100 والا وولٹیج ٹرانسفارمر اس طرح کے ٹرانسفارمیشن ریشو والے دوسرے ٹرانسفارمرز کے ساتھ توانائی کی پیمائش کی اسکیم میں استعمال ہوتا ہے: kti2 = 100/ 5 اور ktu2 = 35000/100۔سرکٹ مستقل کا تعین کریں جس کے ذریعہ کاؤنٹر ریڈنگ کو ضرب کیا جانا چاہئے۔

سرکٹ مستقل D = (kti2 NS ktu2) / (kti1 NS ktu1) = (100 NS 35,000) /(400 NS 6000) = 35/24 = 1.4583۔

تھری فیز میٹر تھری وائر نیٹ ورکس میں توانائی کی پیمائش کے لیے بنائے گئے ہیں ساختی طور پر دو مشترکہ سنگل فیز میٹر (تصویر 2، اے، بی)۔ ان کے پاس دو موجودہ کنڈلی اور دو وولٹیج کنڈلی ہیں۔ عام طور پر ایسے کاؤنٹرز کو دو عنصر کہا جاتا ہے۔

آلے کے وائنڈنگز کی قطبیت کا مشاہدہ کرنے کی ضرورت اور سنگل فیز میٹرز کے سوئچنگ سرکٹس میں اس کے ساتھ استعمال ہونے والے ماپنے والے ٹرانسفارمرز کے وائنڈنگز کے بارے میں اوپر بتائی گئی ہر چیز مکمل طور پر سوئچنگ اسکیموں، تھری فیز میٹرز پر لاگو ہوتی ہے۔

تین فیز میٹرز میں عناصر کو ایک دوسرے سے ممتاز کرنے کے لیے، آؤٹ پٹس کو اضافی نمبروں کے ساتھ نامزد کیا جاتا ہے جو آؤٹ پٹس سے منسلک سپلائی نیٹ ورک کے مراحل کی ترتیب کو ظاہر کرتے ہیں۔ اس طرح، نمبر 1، 2، 3 کے ساتھ نشان زد نتائج تک، فیز L1 (A)، ٹرمینلز 4، 5 — فیز L2 (B) اور ٹرمینلز 7، 8، 9 — فیز L3 (C) سے جڑیں۔

ٹرانسفارمرز میں شامل میٹر ریڈنگ کی تعریف پر مثالیں 1 اور 2 میں بحث کی گئی ہے اور یہ مکمل طور پر تھری فیز میٹرز پر لاگو ہوتی ہے۔ نوٹ کریں کہ نمبر 3، جو کہ ایک ضرب کے طور پر ٹرانسفارمیشن گتانک کے سامنے ماپنے والے آلے کے پینل پر کھڑا ہے، صرف تین ٹرانسفارمرز استعمال کرنے کی ضرورت کی بات کرتا ہے اور اس لیے مستقل سرکٹ کا تعین کرتے وقت اسے مدنظر نہیں رکھا جاتا ہے۔

مثال 3… کرنٹ اور وولٹیج ٹرانسفارمرز کے ساتھ استعمال ہونے والے یونیورسل تھری فیز میٹر کے لیے سرکٹ کنسٹنٹ کا تعین کریں، 3 NS 800 A/5 اور 3 x 15000 V/100 (ریکارڈ کی شکل کنٹرول پینل پر ریکارڈ کو بالکل دہراتی ہے)۔

سرکٹ مستقل کا تعین کریں: D = kti NS ktu = (800 x 1500)/(5-100) = 24000

چاول۔ 2. تھری فیز میٹرز کو تھری وائر نیٹ ورک سے جوڑنے کی اسکیمیں: ایک-براہ راست ایکٹو (ڈیوائس P11) اور ری ایکٹیو (ڈیوائس P12) توانائی کی پیمائش کے لیے، b — فعال توانائی کی پیمائش کے لیے موجودہ ٹرانسفارمرز کے ذریعے

معلوم ہوتا ہے کہ جب بدلتے ہیں۔ پاور فیکٹر مختلف کرنٹوں پر میں فعال پاورφ کے ساتھ UIcos کی ایک ہی قدر حاصل کر سکتا ہوں، اور اس لیے موجودہ Ia = Icosφ کا فعال جزو۔

پاور فیکٹر کو بڑھانے کے نتیجے میں دی گئی ایکٹیو پاور کے لیے موجودہ I میں کمی واقع ہوتی ہے اور اس لیے ٹرانسمیشن لائنوں اور دیگر آلات کے استعمال میں بہتری آتی ہے۔ ایک مستقل فعال طاقت پر پاور فیکٹر میں کمی کے ساتھ، پروڈکٹ کے ذریعے استعمال ہونے والے کرنٹ I کو بڑھانا ضروری ہے، جس سے ٹرانسمیشن لائن اور دیگر آلات میں نقصانات میں اضافہ ہوتا ہے۔

لہذا، کم پاور فیکٹر والی مصنوعات ماخذ سے اضافی توانائی استعمال کرتی ہیں۔ ΔWp بڑھی ہوئی موجودہ قدر کے مطابق نقصانات کو پورا کرنے کے لیے درکار ہے۔ یہ اضافی توانائی مصنوع کی رد عمل کی طاقت کے متناسب ہے اور، بشرطیکہ کرنٹ، وولٹیج اور پاور فیکٹر کی قدریں وقت کے ساتھ مستقل ہوں، یہ تناسب ΔWp = kWq = kUIsinφ، جہاں Wq = UIsinφ — سے پایا جا سکتا ہے۔ رد عمل کی طاقت (روایتی تصور)۔

برقی مصنوعات کی رد عمل والی توانائی اور اسٹیشن کی اضافی پیدا شدہ توانائی کے درمیان تناسب کو برقرار رکھا جاتا ہے یہاں تک کہ جب وولٹیج، کرنٹ اور پاور فیکٹر وقت کے ساتھ بدل جاتا ہے۔ عملی طور پر، رد عمل کی توانائی کو نظام سے باہر کی اکائی (var NS h اور اس کے مشتقات — kvar NS h، Mvar NS h، وغیرہ) کے ذریعے خاص کاؤنٹرز کا استعمال کرتے ہوئے ماپا جاتا ہے جو ساختی طور پر مکمل طور پر فعال انرجی میٹر سے ملتے جلتے ہیں اور صرف سوئچنگ پر مختلف ہوتے ہیں۔ وائنڈنگز کے سرکٹس (دیکھیں تصویر 2، اے، ڈیوائس P12)۔

میٹروں کے ذریعے ماپا جانے والی رد عمل کی توانائی کا تعین کرنے میں شامل تمام حسابات فعال توانائی کے میٹر کے لیے اوپر کیے گئے حسابات سے ملتے جلتے ہیں۔

واضح رہے کہ وولٹیج وائنڈنگ میں استعمال ہونے والی توانائی (تصویر 1، 2 دیکھیں) کو میٹر کے حساب سے نہیں لیا جاتا ہے، اور تمام اخراجات بجلی پیدا کرنے والا برداشت کرتا ہے، اور ڈیوائس کے موجودہ سرکٹ کے ذریعے استعمال ہونے والی توانائی میٹر سے حساب میں لیا جاتا ہے، یعنی اس معاملے میں اخراجات صارف سے منسوب ہوتے ہیں۔

توانائی کے علاوہ، بجلی کے میٹر کا استعمال کرتے ہوئے لوڈ کی کچھ دوسری خصوصیات کا تعین کیا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، رد عمل اور فعال توانائی کے میٹروں کی ریڈنگ کے مطابق، آپ وزنی اوسط tgφ بوجھ کی قدر کا تعین کر سکتے ہیں: tgφ = Wq / Wp، Gwhere بمقابلہ — کسی دیے گئے ایکٹیو انرجی میٹر کے حساب سے توانائی کی مقدار وقت کی مدت، Wq — وہی ہے، لیکن اسی مدت کے لیے ری ایکٹیو انرجی میٹر کے حساب سے۔ tgφ جان کر، مثلثی جدولوں سے cosφ تلاش کریں۔

اگر دونوں کاؤنٹرز میں گیئر کا تناسب اور سرکٹ مستقل D ہے، تو آپ ایک مخصوص لمحے کے لیے tgφ لوڈ تلاش کر سکتے ہیں۔اس مقصد کے لیے، ایک ہی وقت کے وقفے کے لیے t = (30 - 60) s، ری ایکٹیو انرجی میٹر کے ریوشنز nq اور ایکٹو انرجی میٹر کے ریوشنز np کی تعداد کو بیک وقت پڑھا جاتا ہے۔ پھر tgφ = nq / np.

کافی مستقل بوجھ کے ساتھ، فعال توانائی میٹر کی ریڈنگ سے اس کی فعال طاقت کا تعین کرنا ممکن ہے۔

مثال 4… 1 kW x h = 2500 rpm کے گیئر تناسب کے ساتھ ایک فعال انرجی میٹر ٹرانسفارمر کی سیکنڈری وائنڈنگ میں شامل ہے۔ میٹر وائنڈنگز موجودہ ٹرانسفارمرز کے ذریعے kti = 100/5 اور وولٹیج ٹرانسفارمرز کے ساتھ ktu = 400/100 کے ذریعے جڑے ہوئے ہیں۔ 50 سیکنڈ میں ڈسک نے 15 چکر لگائے۔ فعال طاقت کا تعین کریں۔

مستقل سرکٹ D = (400 NS 100)/(5 x 100) = 80۔ گیئر تناسب کو مدنظر رکھتے ہوئے، کاؤنٹر کنسٹنٹ C = 3600/N = 3600/2500 = 1.44 kW NS s/rev۔ مستقل اسکیم C' = CD = 1.44 NS 80 = 115.2 kW NS s / rev کو مدنظر رکھتے ہوئے

اس طرح، ڈسکوں کے n موڑ Wp = C'n = 115.2 [15 = 1728 kW NS کے ساتھ بجلی کی کھپت سے مطابقت رکھتے ہیں۔ اس لیے لوڈ پاور P= Wp/t = 17.28/50 = 34.56 kW۔