سائنوسائیڈل کرنٹ سرکٹس میں پاور فیکٹر کو بڑھانا

برقی توانائی کے زیادہ تر جدید صارفین کے پاس بوجھ کی ایک دلکش نوعیت ہوتی ہے، جس کے کرنٹ سورس وولٹیج سے پیچھے رہتے ہیں۔ تو انڈکشن موٹرز کے لیے، ٹرانسفارمرز, ویلڈنگ مشینیں اور برقی مشینوں میں گھومنے والے مقناطیسی میدان اور ٹرانسفارمرز میں متبادل مقناطیسی بہاؤ بنانے کے لیے دیگر رد عمل والے کرنٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔

کرنٹ اور وولٹیج کی دی گئی قدروں پر ایسے صارفین کی فعال طاقت cosφ پر منحصر ہے:

P = UICosφ، I = P / UCosφ

پاور فیکٹر میں کمی کرنٹ میں اضافے کا باعث بنتی ہے۔

کوسائن فائی یہ خاص طور پر اس وقت بہت کم ہو جاتا ہے جب موٹریں اور ٹرانسفارمرز سست یا بھاری بوجھ کے نیچے ہوں۔ اگر نیٹ ورک میں ری ایکٹو کرنٹ ہے تو جنریٹر، ٹرانسفارمر سب سٹیشنز اور نیٹ ورکس کی طاقت پوری طرح سے استعمال نہیں ہوتی۔ جیسے جیسے cosφ کم ہوتا ہے، ان میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔ توانائی کا نقصان بجلی کے آلات کی تاروں اور کنڈلیوں کو گرم کرنے کے لیے۔

مثال کے طور پر، اگر حقیقی طاقت مستقل رہتی ہے، تو اسے cosφ= 1 پر 100 A کا کرنٹ فراہم کیا جاتا ہے، پھر cosφ سے 0.8 تک گھٹتے ہوئے اور اسی طاقت کے ساتھ، نیٹ ورک میں کرنٹ 1.25 گنا بڑھ جاتا ہے (I = Inetwork x cosφ) , Azac = Aza / cosφ)۔

حرارتی نیٹ ورک کی تاروں پر ہونے والے نقصانات اور جنریٹر (ٹرانسفارمر) کی وائنڈنگز Pload = I2nets x Rnets کرنٹ کے مربع کے متناسب ہیں، یعنی ان میں 1.252 = 1.56 گنا اضافہ ہوتا ہے۔

cosφ= 0.5 پر، ایک ہی فعال طاقت کے ساتھ نیٹ ورک میں کرنٹ 100/0.5 = 200 A کے برابر ہے، اور نیٹ ورک میں ہونے والے نقصانات میں 4 گنا اضافہ ہوتا ہے (!)۔ یہ بڑھ رہا ہے۔ نیٹ ورک وولٹیج کے نقصاناتجس سے دوسرے صارفین کے معمول کے کام میں خلل پڑتا ہے۔

تمام صورتوں میں صارف کا میٹر فی یونٹ وقت کی ایک ہی مقدار میں استعمال شدہ فعال توانائی کی اطلاع دیتا ہے، لیکن دوسری صورت میں جنریٹر نیٹ ورک کو کرنٹ کے ساتھ فیڈ کرتا ہے جو پہلے کے مقابلے میں 2 گنا زیادہ ہے۔ جنریٹر کا بوجھ (تھرمل موڈ) صارفین کی فعال طاقت سے نہیں بلکہ کلو وولٹ ایمپیئرز کی کل طاقت سے طے ہوتا ہے، یعنی وولٹیج کی پیداوار amperageکنڈلی کے ذریعے بہتا ہے.

اگر ہم لائن Rl کی تاروں کی مزاحمت کو ظاہر کرتے ہیں، تو اس میں بجلی کے نقصان کا تعین اس طرح کیا جا سکتا ہے:

لہذا، صارف جتنا بڑا ہوگا، لائن میں بجلی کے نقصانات اتنے ہی کم ہوں گے اور بجلی کی ترسیل سستی ہوگی۔

پاور فیکٹر ظاہر کرتا ہے کہ ذریعہ کی ریٹیڈ پاور کس طرح استعمال کی جاتی ہے۔ لہذا، φ=0.5 پر رسیور 1000 kW فراہم کرنے کے لیے جنریٹر کی طاقت S = P/cosφ = 1000 / 0.5 = 2000 kVA، اور cosφ = 1 C = 1000 kVA ہونی چاہیے۔

لہذا، پاور فیکٹر میں اضافہ جنریٹروں کی طاقت کا استعمال بڑھاتا ہے.

پاور فیکٹر (cosφ) کو بڑھانے کے لیے برقی تنصیبات کا استعمال کیا جاتا ہے۔ رد عمل کی طاقت کا معاوضہ.

پاور فیکٹر کو بڑھانا (زاویہ φ - کرنٹ اور وولٹیج کی فیز شفٹ کو کم کرنا) درج ذیل طریقوں سے حاصل کیا جا سکتا ہے:

1) ہلکے بھرے انجنوں کو کم طاقت والے انجنوں سے تبدیل کرنا،

2) انڈر وولٹیج

3) ناکارہ موٹروں اور ٹرانسفارمرز کا رابطہ منقطع کرنا،

4) نیٹ ورک میں خاص معاوضہ دینے والے آلات کی شمولیت، جو کہ معروف (کیپسیٹیو) کرنٹ کے جنریٹر ہیں۔

اس مقصد کے لیے، ہم وقت ساز معاوضہ دینے والے — ہم وقت ساز اوور ایکسائٹڈ الیکٹرک موٹرز — خاص طور پر طاقتور علاقائی سب اسٹیشنوں پر نصب کیے جاتے ہیں۔

ہم وقت ساز معاوضہ دینے والے

پاور پلانٹس کی کارکردگی کو بڑھانے کے لیے، عام طور پر استعمال ہونے والے کیپسیٹر بینکوں کو انڈکٹو لوڈ (تصویر 2 اے) کے ساتھ متوازی طور پر منسلک کیا جاتا ہے۔

چاول۔ 2 ری ایکٹیو پاور معاوضے کے لیے کیپسیٹرز کو آن کرنا: a — سرکٹ، b، c — ویکٹر ڈایاگرام

cosφ کی تلافی کے لیے برقی تنصیبات میں کئی سو kVA تک ان کا استعمال کیا جاتا ہے۔ کوزائن کیپسیٹرز… وہ 0.22 سے 10 kV تک وولٹیج کے لیے تیار کیے جاتے ہیں۔

موجودہ قدر cosφ1 سے مطلوبہ cosφ2 تک cosφ کو بڑھانے کے لیے کیپسیٹر کی صلاحیت کا تعین خاکہ (تصویر 2 b، c) سے کیا جا سکتا ہے۔

ویکٹر ڈایاگرام بناتے وقت، سورس وولٹیج ویکٹر کو ابتدائی ویکٹر کے طور پر لیا جاتا ہے۔ اگر لوڈ انڈکٹیو ہے، تو موجودہ ویکٹر Az1 وولٹیج ویکٹر φ1Aza کے زاویہ سے پیچھے رہ جاتا ہے φ1Aza وولٹیج کی سمت میں موافق ہوتا ہے، موجودہ Azp کا ری ایکٹو جزو اس سے 90 ° پیچھے رہ جاتا ہے (تصویر 2 b)۔

کپیسیٹر بینک کو صارف سے جوڑنے کے بعد، موجودہ Az کا تعین ویکٹرز Az1 اور Az° C کے ہندسی مجموعہ کے طور پر کیا جاتا ہے... اس صورت میں، capacitive کرنٹ ویکٹر 90 ° (تصویر 2، c) وولٹیج ویکٹر سے پہلے ہوتا ہے۔ . یہ ویکٹر ڈایاگرام φ2 <φ1 دکھاتا ہے، یعنی کپیسیٹر کو آن کرنے کے بعد، پاور فیکٹر cosφ1 سے cosφ2 تک بڑھ جاتا ہے

ایک کپیسیٹر کی صلاحیت کا اندازہ کرنٹ کے ویکٹر ڈایاگرام (تصویر 2 سی) Ic = azp1 - Azr = Aza tgφ1 - Aza tgφ2 = ωCU کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاسکتا ہے۔

اس کو دیکھتے ہوئے کہ P = UI، ہم Capacitor C = (I / ωU) NS (tgφ1 — tgφ2) = (P / ωU2) NS (tgφ1 — tgφ2) کی گنجائش لکھتے ہیں۔

عملی طور پر، پاور فیکٹر کو عام طور پر 1.0 تک نہیں بلکہ 0.90 - 0.95 تک بڑھایا جاتا ہے، کیونکہ مکمل معاوضے کے لیے کپیسیٹرز کی اضافی تنصیب کی ضرورت ہوتی ہے، جو اکثر اقتصادی طور پر جائز نہیں ہوتا ہے۔