برقی نیٹ ورکس میں ہم وقت ساز معاوضہ دینے والے
سنکرونس کمپنسیٹر ایک ہلکا پھلکا ہم وقت ساز موٹر ہے جسے بیکار آپریشن کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
برقی توانائی کے اہم صارفین، فعال طاقت کے علاوہ، نظام کے جنریٹرز سے استعمال کرتے ہیں۔ رد عمل کی طاقت… ایسے صارفین کی تعداد جن کو مقناطیسی بہاؤ بنانے اور برقرار رکھنے کے لیے بڑے مقناطیسی رد عمل والے دھاروں کی ضرورت ہوتی ہے ان میں غیر مطابقت پذیر موٹرز، ٹرانسفارمرز، انڈکشن فرنس اور دیگر شامل ہیں۔ نتیجے کے طور پر، تقسیم کے نیٹ ورک عام طور پر پیچھے رہ جانے والے کرنٹ کے ساتھ چلائے جاتے ہیں۔
جنریٹر سے پیدا ہونے والی ری ایکٹیو پاور سب سے کم قیمت پر حاصل کی جاتی ہے۔ تاہم، جنریٹرز سے ری ایکٹیو پاور کی منتقلی کا تعلق ٹرانسفارمرز اور ٹرانسمیشن لائنوں میں اضافی نقصانات سے ہے۔ لہذا، رد عمل کی طاقت حاصل کرنے کے لیے، نظام کے نوڈل سب اسٹیشنوں پر یا براہ راست صارفین پر واقع ہم وقت ساز معاوضوں کا استعمال کرنا معاشی طور پر فائدہ مند ہو جاتا ہے۔
ہم وقت ساز موٹرز، DC اتیجیت کی بدولت، وہ cos = 1 کے ساتھ کام کر سکتی ہیں اور نیٹ ورک سے رد عمل کی طاقت استعمال نہیں کرتی ہیں، اور آپریشن کے دوران، overexcitation کے ساتھ، وہ نیٹ ورک کو ری ایکٹیو پاور دیتی ہیں۔ نتیجے کے طور پر، نیٹ ورک کے پاور فیکٹر کو بہتر بنایا جاتا ہے اور اس میں وولٹیج ڈراپ اور نقصانات کو کم کیا جاتا ہے، اور ساتھ ہی پاور پلانٹس میں کام کرنے والے جنریٹرز کے پاور فیکٹر کو کم کیا جاتا ہے.
ہم وقت ساز معاوضوں کو نیٹ ورک کے پاور فیکٹر کی تلافی کرنے اور ان علاقوں میں جہاں صارفین کا بوجھ مرتکز ہوتا ہے نیٹ ورک کی عام وولٹیج کی سطح کو برقرار رکھنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
سنکرونس کمپنسیٹر ایک ہم وقت ساز مشین ہے جو فیلڈ میں متبادل کرنٹ کے ساتھ شافٹ لوڈ کے بغیر موٹر موڈ میں کام کرتی ہے۔
overexcitation موڈ میں، کرنٹ مینز وولٹیج کی قیادت کرتا ہے، یعنی یہ اس وولٹیج کے حوالے سے capacitive ہے، اور underexcitation mode میں، یہ پیچھے رہ جاتا ہے، inductive۔ اس موڈ میں، ہم وقت ساز مشین ایک معاوضہ بن جاتی ہے - ایک ری ایکٹو کرنٹ جنریٹر۔
ہم وقت ساز معاوضہ دینے والے کے آپریشن کا اوور ایکسائٹڈ موڈ معمول کی بات ہے جب یہ گرڈ کو ری ایکٹیو پاور فراہم کرتا ہے۔
سنکرونس کمپنسیٹر ڈرائیو موٹرز سے خالی ہیں اور ان کے آپریشن کے لحاظ سے بنیادی طور پر ہم وقت ساز آئیڈلر موٹرز ہیں۔
اس مقصد کے لیے، ہر سنکرونس کمپنسیٹر ایک خودکار اتیجیت یا وولٹیج ریگولیٹر سے لیس ہوتا ہے، جو اتیجیت کرنٹ کی شدت کو کنٹرول کرتا ہے تاکہ معاوضہ دینے والے کے ٹرمینلز پر وولٹیج مستقل رہے۔
پاور فیکٹر کو بہتر بنانے اور اس کے مطابق کرنٹ اور وولٹیج کے درمیان آفسیٹ اینگل کو φw سے φc تک کم کرنے کے لیے، ری ایکٹیو پاور کی ضرورت ہے:
جہاں P اوسط فعال طاقت ہے، kvar؛ φsv — فیز شفٹ وزنی اوسط پاور فیکٹر کے مطابق؛ φk — فیز شفٹ معاوضے کے بعد حاصل کیا جائے گا۔ a — تقریباً 0.9 کے برابر ایک عنصر حساب میں داخل کیا گیا ہے تاکہ معاوضہ دینے والے آلات نصب کیے بغیر پاور فیکٹر میں ممکنہ اضافے کو مدنظر رکھا جا سکے۔
اس کے علاوہ رد عمل موجودہ معاوضہ دلکش صنعتی بوجھ، ہم وقت ساز لائن معاوضہ کی ضرورت ہے۔ لمبی ٹرانسمیشن لائنوں میں، کم بوجھ پر، لائن کی گنجائش غالب رہتی ہے اور وہ لیڈنگ کرنٹ کے ساتھ کام کرتی ہیں۔ اس کرنٹ کی تلافی کرنے کے لیے، ہم وقت ساز معاوضہ کار کو لیگنگ کرنٹ کے ساتھ کام کرنا چاہیے، یعنی ناکافی جوش کے ساتھ۔
بجلی کی لائنوں پر ایک اہم بوجھ کے ساتھ، جب بجلی کے صارفین کی شمولیت غالب ہو جاتی ہے، تو بجلی کی لائن پیچھے رہ جانے والے کرنٹ کے ساتھ چلتی ہے۔ اس صورت میں، ہم وقت ساز معاوضہ کار کو لیڈنگ کرنٹ کے ساتھ کام کرنا چاہیے، یعنی زیادہ پرجوش۔
پاور لائن پر بوجھ میں تبدیلی شدت اور مرحلے میں رد عمل والے بجلی کے بہاؤ میں تبدیلی کا سبب بنتی ہے اور لائن وولٹیج میں نمایاں اتار چڑھاو کا باعث بنتی ہے۔ اس سلسلے میں ضابطے کی ضرورت ہے۔
ہم وقت ساز معاوضہ عام طور پر علاقائی سب اسٹیشنوں پر نصب کیے جاتے ہیں۔
ٹرانزٹ پاور لائنوں کے آخر میں یا درمیان میں وولٹیج کو ریگولیٹ کرنے کے لیے، ہم وقت ساز معاوضوں کے ساتھ انٹرمیڈیٹ سب سٹیشن بنائے جا سکتے ہیں، جن کے لیے لازمی ہے کہ وولٹیج کو ریگولیٹ یا غیر تبدیل کیا جائے۔
اس طرح کے ہم وقت ساز معاوضوں کا عمل خودکار ہوتا ہے، جس سے پیدا شدہ ری ایکٹیو پاور اور وولٹیج کے ہموار خودکار کنٹرول کا امکان پیدا ہوتا ہے۔
غیر مطابقت پذیر آغاز انجام دینے کے لیے، تمام ہم وقت ساز معاوضوں کو قطبی حصوں میں شروع کرنے والی کوائل فراہم کی جاتی ہیں یا ان کے کھمبے بڑے ہوتے ہیں۔ اس صورت میں، براہ راست طریقہ اور، اگر ضروری ہو تو، ری ایکٹر شروع کرنے کا طریقہ استعمال کیا جاتا ہے.
بعض صورتوں میں، طاقتور معاوضہ دینے والوں کو ایک ہی شافٹ پر اپنے ساتھ نصب اسٹارٹ فیز انڈکشن موٹرز کا استعمال کرتے ہوئے بھی عمل میں لایا جاتا ہے۔ نیٹ ورک کے ساتھ ہم وقت سازی کے لیے، خود ہم وقت سازی کا طریقہ عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔
چونکہ ہم وقت ساز معاوضہ دینے والے فعال طاقت کو تیار نہیں کرتے ہیں، اس لیے ان کے لیے کام کے جامد استحکام کا سوال اپنی فوری ضرورت کھو دیتا ہے۔ اس کی وجہ سے، وہ جنریٹروں اور موٹروں کے مقابلے میں ہوا کے چھوٹے فرق کے ساتھ تیار کیے جاتے ہیں۔ خلا کو کم کرنے سے فیلڈ سمیٹنا آسان ہو جاتا ہے اور مشین کی لاگت کم ہوتی ہے۔
ہم وقت ساز معاوضہ دینے والے کی درجہ بندی کی ظاہری طاقت اس کے آپریشن سے زیادہ تناؤ کے ساتھ مطابقت رکھتی ہے، یعنی سنکرونس کمپنسیٹر کی ریٹیڈ پاور لیڈنگ کرنٹ پر اس کی ری ایکٹیو پاور ہے، جسے یہ آپریٹنگ موڈ میں طویل عرصے تک لے جا سکتا ہے۔
ری ایکٹیو موڈ میں کام کرتے وقت سب سے زیادہ انڈر ایکسائٹیشن کرنٹ اور پاور ویلیوز حاصل کیے جاتے ہیں۔
زیادہ تر صورتوں میں، underexcitation موڈ کو overexcitation موڈ سے کم طاقت کی ضرورت ہوتی ہے، لیکن بعض صورتوں میں زیادہ طاقت کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ خلا کو بڑھا کر حاصل کیا جا سکتا ہے، لیکن یہ مشین کی قیمت میں اضافے کا باعث بنتا ہے، اور اس وجہ سے حال ہی میں منفی اتیجیت کرنٹ موڈ کو استعمال کرنے کا سوال اٹھایا گیا ہے۔ چونکہ فعال طاقت کے لحاظ سے مطابقت پذیر معاوضہ صرف نقصانات سے بھرا ہوا ہے، اس کے مطابق، یہ مستحکم طور پر اور تھوڑی منفی حوصلہ افزائی کے ساتھ کام کر سکتا ہے۔
بعض صورتوں میں، خشک ادوار میں، کمپنسیٹر موڈ میں آپریشن کے لیے، وہ بھی استعمال ہوتے ہیں۔ ہائیڈرو الیکٹرک جنریٹر.
ساختی طور پر، معاوضہ دینے والے ہم وقت ساز جنریٹرز سے بنیادی طور پر مختلف نہیں ہوتے ہیں۔ ان میں ایک ہی میگنیٹ سسٹم، ایکسائٹیشن سسٹم، کولنگ وغیرہ ہے۔ تمام میڈیم پاور سنکرونس کمپنسیٹر ایئر کولڈ اور ایکسائٹر اور ایکسائٹر کے ساتھ بنائے جاتے ہیں۔
اس حقیقت کی وجہ سے کہ ہم وقت ساز معاوضے مکینیکل کام انجام دینے کے لیے نہیں بنائے گئے ہیں اور شافٹ پر ایک فعال بوجھ نہیں اٹھاتے ہیں، ان کی میکانکی طور پر ہلکی ساخت ہوتی ہے۔ معاوضہ دینے والے نسبتاً کم رفتار والی مشینوں (1000 - 600 rpm) کے طور پر افقی شافٹ اور ایک محدب قطب روٹر کے ساتھ تیار کیے جاتے ہیں۔
مناسب حوصلہ افزائی کے ساتھ ایک بیکار جنریٹر کو ہم وقت ساز معاوضہ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ایک اوور ایکسائیٹڈ جنریٹر میں ایک برابری کرنٹ ظاہر ہوتا ہے جو کہ جنریٹر وولٹیج کے حوالے سے خالصتاً انڈکٹیو ہوتا ہے اور گرڈ کے حوالے سے خالصتاً اہلیت رکھتا ہے۔
اس بات کو ذہن میں رکھنا ضروری ہے کہ ایک زیادہ پرجوش ہم وقت ساز مشین، چاہے وہ جنریٹر کے طور پر کام کر رہی ہو یا موٹر کے طور پر، مینز کے مقابلے میں ایک کپیسیٹینس، اور غیر پرجوش ہم وقت ساز مشین کو انڈکٹنس کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے۔
گرڈ سے منسلک جنریٹر کو سنکرونس کمپنسیٹر موڈ میں منتقل کرنے کے لیے، ٹربائن تک بھاپ (یا پانی) کی رسائی کو بند کرنا کافی ہے۔ اس موڈ میں، اوور ایکسائیٹڈ ٹربائن جنریٹر صرف گردشی نقصانات (مکینیکل اور الیکٹریکل) کو پورا کرنے کے لیے گرڈ سے تھوڑی مقدار میں فعال پاور استعمال کرنا شروع کر دیتا ہے اور ری ایکٹیو پاور کو گرڈ میں منتقل کرتا ہے۔
مطابقت پذیر معاوضہ کے موڈ میں، جنریٹر طویل عرصے تک کام کر سکتا ہے اور صرف ٹربائن کے آپریٹنگ حالات پر منحصر ہے.
اگر ضروری ہو تو، ٹربائن جنریٹر کو ٹربائن گھومنے (ٹربائن کے ساتھ) اور اس کے بند ہونے کے ساتھ، دونوں طرح سے ہم وقت ساز معاوضہ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، یعنی کلچ کو الگ کرنے کے ساتھ۔
اسٹیم ٹربائن کو جنریٹر کے سائیڈ پر گھمانا جو ڈرائیو موڈ میں چلا گیا ہے اس سے ٹربائن کا ٹیل سیکشن زیادہ گرم ہو سکتا ہے۔