Electric power quality
برقی طاقت کا معیار وہ ڈگری ہے جس تک بجلی کی فراہمی کے نظام کا وولٹیج، تعدد، اور لہر کی شکل قائم کردہ وضاحتیں کے مطابق ہوتی ہے۔ اچھے پاور کوالٹی کو ایک مستحکم سپلائی وولٹیج کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے جو مقررہ رینج کے اندر رہتا ہے، مستحکم AC فریکوئنسی ریٹیڈ ویلیو کے قریب ہوتی ہے، اور ہموار وولٹیج وکر ویوفارم (جو سائن لہر سے مشابہت رکھتی ہے)۔ عام طور پر، بجلی کے معیار کو برقی آؤٹ لیٹ سے نکلنے والی چیز اور اس میں پلگ ہونے والے بوجھ کے درمیان مطابقت کے طور پر سمجھنا مفید ہے۔ یہ اصطلاح برقی طاقت کو بیان کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے جو برقی بوجھ اور بوجھ کی مناسب طریقے سے کام کرنے کی صلاحیت کو چلاتی ہے۔ مناسب طاقت کے بغیر، ایک برقی آلہ (یا بوجھ) خراب ہو سکتا ہے، قبل از وقت ناکام ہو سکتا ہے یا بالکل کام نہیں کر سکتا ہے۔ ایسے بہت سے طریقے ہیں جن میں بجلی ناقص معیار کی ہو سکتی ہے، اور اس طرح کی ناقص معیار کی طاقت کی بہت سی وجوہات ہیں۔ برقی توانائی کی صنعت بجلی کی پیداوار (اے سی پاور)، برقی طاقت کی ترسیل اور بالآخر برقی طاقت کے اختتامی صارف کے احاطے میں واقع بجلی کے میٹر میں برقی طاقت کی تقسیم پر مشتمل ہے۔ اس کے بعد بجلی اختتامی صارف کے وائرنگ سسٹم سے گزرتی ہے جب تک کہ یہ بوجھ تک نہ پہنچ جائے۔ برقی توانائی کو پیداوار کے مقام سے کھپت کے مقام تک منتقل کرنے کے نظام کی پیچیدگی موسم، پیداوار، طلب اور دیگر عوامل میں تغیرات کے ساتھ مل کر فراہمی کے معیار سے سمجھوتہ کرنے کے بہت سے مواقع فراہم کرتی ہے۔ اگرچہ "پاور کوالٹی" بہت سے لوگوں کے لیے ایک آسان اصطلاح ہے، لیکن یہ وولٹیج کا معیار ہے-بجلی یا برقی کرنٹ کے بجائے-جو دراصل اس اصطلاح کے ذریعے بیان کیا گیا ہے۔ طاقت محض توانائی کا بہاؤ ہے، اور بوجھ کے ذریعہ طلب کردہ کرنٹ بڑی حد تک بے قابو ہے۔ تعارف برقی طاقت کے معیار کو پیرامیٹرز کی اقدار کے ایک سیٹ کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے، جیسے: سروس کا تسلسل (چاہے برقی طاقت وولٹیج ڈراپ کے تابع ہو یا حد سے نیچے یا اس سے اوپر بلیک آؤٹ یا براؤن آؤٹ کا سبب بنے) وولٹیج کی شدت میں تغیر (نیچے دیکھیں) عارضی وولٹیج اور کرنٹ AC پاور کے لیے لہر کی شکلوں میں ہارمونک مواد اکثر بجلی کے معیار کو مطابقت کے مسئلے کے طور پر سوچنا مفید ہوتا ہے: کیا گرڈ سے منسلک سامان گرڈ پر ہونے والے واقعات کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے، اور کیا گرڈ کے ذریعے فراہم کی جانے والی طاقت، بشمول واقعات، منسلک آلات کے ساتھ مطابقت رکھتے ہیں؟ مطابقت کے مسائل کے ہمیشہ کم از کم دو حل ہوتے ہیں: اس صورت میں، یا تو طاقت کو صاف کریں، یا آلات کو زیادہ لچکدار بنائیں۔ وولٹیج کے تغیرات کے لیے ڈیٹا پروسیسنگ آلات کی رواداری اکثر سی بی ای ایم اے وکر کی طرف سے نمایاں ہوتی ہے، جو وولٹیج کے تغیرات کی مدت اور شدت دیتا ہے جسے برداشت کیا جا سکتا ہے۔ مثالی طور پر، اے سی وولٹیج ایک یوٹیلیٹی کے ذریعے سینوسائڈل کے طور پر فراہم کی جاتی ہے جس میں طول و عرض اور تعدد ہوتی ہے جو قومی معیارات (مینز کے معاملے میں) یا سسٹم کی وضاحتیں (پاور فیڈ کے معاملے میں جو براہ راست مینز سے منسلک نہیں ہوتی ہیں) تمام تعدد پر صفر اوھم کی رکاوٹ کے ساتھ ہوتی ہے۔ انحراف کوئی حقیقی زندگی کا بجلی کا ذریعہ مثالی نہیں ہے اور عام طور پر کم از کم درج ذیل طریقوں سے انحراف کر سکتا ہے: چوٹی یا جڑ کے اوسط مربع (آر ایم ایس) وولٹیج میں وولٹیج کی تغیرات دونوں مختلف قسم کے آلات کے لیے اہم ہیں۔ جب 0.5 سائیکل سے 1 منٹ کے لیے آر ایم ایس وولٹیج برائے نام وولٹیج سے 10 سے 80 فیصد زیادہ ہو جاتا ہے، تو اس واقعہ کو "سویل" کہا جاتا ہے۔ ایک "ڈپ" (برطانوی انگریزی میں) یا "ساگ" (امریکی انگریزی میں دو اصطلاحات مساوی ہیں) اس کے برعکس صورتحال ہے: 0.5 سائیکل سے 1 منٹ کے لیے آر ایم ایس وولٹیج برائے نام وولٹیج سے 10 سے 90 فیصد نیچے ہے۔ برائے نام کے 90 اور 110% کے درمیان RMS وولٹیج میں بے ترتیب یا تکراری تغیرات روشنی کے آلات میں "فلکر" کے نام سے جانا جانے والا رجحان پیدا کر سکتے ہیں۔ فلکر روشنی کی سطح کی تیزی سے نظر آنے والی تبدیلیاں ہیں۔ وولٹیج کے اتار چڑھاؤ کی خصوصیات کی تعریف جو قابل اعتراض روشنی پیدا کرتی ہے، جاری تحقیق کا موضوع رہی ہے۔ وولٹیج میں اچانک، بہت مختصر اضافہ، جسے "اسپائکس"، "امپلسز"، یا "سرجز" کہا جاتا ہے، عام طور پر بڑے انڈکٹو بوجھ کے آن ہونے کی وجہ سے، یا بجلی کی وجہ سے زیادہ شدید ہوتا ہے۔ "انڈر وولٹیج" اس وقت ہوتا ہے جب برائے نام وولٹیج 1 منٹ سے زیادہ کے لیے 90 فیصد سے نیچے گر جاتا ہے۔ "براؤن آؤٹ" کی اصطلاح مکمل طاقت (روشن لائٹس) اور بلیک آؤٹ (بجلی نہیں-روشنی نہیں) کے درمیان کہیں وولٹیج ڈراپ کے لیے ایک مناسب وضاحت ہے۔ یہ سسٹم فالٹ یا اوور لوڈنگ وغیرہ کے دوران، باقاعدہ تاپدیپت روشنیوں کی نمایاں سے نمایاں مدھم ہونے سے آتا ہے، جب گھریلو روشنی (عام طور پر) میں مکمل چمک حاصل کرنے کے لیے ناکافی طاقت دستیاب ہوتی ہے۔ یہ اصطلاح عام استعمال میں ہے اس کی کوئی رسمی تعریف نہیں ہے لیکن عام طور پر یوٹیلیٹی یا سسٹم آپریٹر کے ذریعہ سسٹم وولٹیج میں کمی کو بیان کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے تاکہ طلب کو کم کیا جا سکے یا سسٹم آپریٹنگ مارجن کو بڑھایا جا سکے۔ "اوور وولٹیج" اس وقت ہوتا ہے جب برائے نام وولٹیج 1 منٹ سے زیادہ کے لیے 110% سے اوپر بڑھ جاتا ہے۔ تعدد میں تغیرات۔ غیر صفر کم تعدد امپیڈینس (جب کوئی بوجھ زیادہ طاقت کھینچتا ہے تو وولٹیج گر جاتا ہے)۔ نان زیرو ہائی فریکوئنسی امپیڈینس (جب کوئی بوجھ بڑی مقدار میں کرنٹ کا مطالبہ کرتا ہے، تو اچانک اس کا مطالبہ کرنا بند کر دیتا ہے، بجلی کی فراہمی کی لائن میں انڈکشن کی وجہ سے وولٹیج میں ڈپ یا اسپائیک ہوگا)۔ لہر کی شکل میں تغیرات-عام طور پر کم تعدد پر ہارمونکس کے طور پر بیان کیا جاتا ہے (عام طور پر 3 کلو ہرٹز سے کم) اور اعلی تعدد پر کامن موڈ ڈسٹورشن یا انٹرہارمونکس کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ ویوفارم وولٹیج اور کرنٹ کا ارتعاش مثالی طور پر سائن یا کوسین فنکشن کی شکل کی پیروی کرتا ہے، تاہم یہ جنریٹرز یا بوجھ میں خامیوں کی وجہ سے تبدیل ہو سکتا ہے۔ عام طور پر، جنریٹر وولٹیج کی بگاڑ کا سبب بنتے ہیں اور بوجھ کرنٹ کی بگاڑ کا سبب بنتے ہیں۔ یہ تحریف برائے نام تعدد سے زیادہ تیزی سے ارتعاش کے طور پر ہوتی ہیں، اور انہیں ہم آہنگی کہا جاتا ہے۔ مثالی لہر کی شکل کی مسخ میں ہم آہنگی کی متعلقہ شراکت کو کل ہم آہنگی کی مسخ (ٹی ایچ ڈی) کہا جاتا ہے۔ لہر کی شکل میں کم ہارمونک مواد مثالی ہے کیونکہ ہارمونکس کمپن، گونج، آلات کی مسخ، اور نقصانات اور ٹرانسفارمرز میں زیادہ گرمی کا سبب بن سکتا ہے۔ بجلی کے معیار کے ان مسائل میں سے ہر ایک کی ایک مختلف وجہ ہے۔ کچھ مسائل مشترکہ بنیادی ڈھانچے کا نتیجہ ہیں۔ مثال کے طور پر، نیٹ ورک پر ایک فالٹ ڈپ کا سبب بن سکتا ہے جو کچھ صارفین کو متاثر کرے گا۔ فالٹ کی سطح جتنی زیادہ ہوگی، اتنی ہی زیادہ تعداد متاثر ہوگی۔ ایک گاہک کی سائٹ پر ایک مسئلہ ایک عارضی کا سبب بن سکتا ہے جو ایک ہی ذیلی نظام پر دوسرے تمام گاہکوں کو متاثر کرتا ہے۔ مسائل، جیسے ہارمونکس، گاہک کی اپنی انسٹالیشن کے اندر پیدا ہوتے ہیں اور نیٹ ورک پر پھیل سکتے ہیں اور دوسرے صارفین کو متاثر کر سکتے ہیں۔ ہم آہنگی کے مسائل کو اچھی ڈیزائن پریکٹس اور اچھی طرح سے ثابت شدہ تخفیف کے آلات کے امتزاج سے نمٹا جا سکتا ہے۔ پاور کنڈیشنگ پاور کنڈیشنگ اس کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے پاور میں ترمیم کر رہی ہے۔ اگر لائن پر عارضی (عارضی) حالت ہو تو مینز پاور کو بند کرنے کے لیے بلاتعطل بجلی کی فراہمی (یو پی ایس) کا استعمال کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، سستی یو پی ایس اکائیاں خود ہی ناقص معیار کی طاقت پیدا کرتی ہیں، جو کہ سائن لہر کے اوپر اعلی تعدد اور کم طول و عرض کی مربع لہر کو مسلط کرنے کے مترادف ہے۔ اعلی معیار کی یو پی ایس اکائیاں ڈبل کنورژن ٹوپولوجی کا استعمال کرتی ہیں جو آنے والی اے سی پاور کو ڈی سی میں توڑ دیتی ہیں، بیٹریاں چارج کرتی ہیں، پھر اے سی سائن ویو کو دوبارہ تیار کرتی ہیں۔ یہ دوبارہ تیار کردہ سائن ویو اصل اے سی پاور فیڈ سے زیادہ معیار کی ہے۔ ایک متحرک وولٹیج ریگولیٹر (ڈی وی آر) اور جامد سنکرونس سیریز کمپینسیٹر (ایس ایس ایس سی) کا استعمال سیریز وولٹیج-سیگ معاوضہ کے لیے کیا جاتا ہے۔ ایک سرج پروٹیکٹر یا سادہ کیپسیٹر یا ویرسٹر زیادہ تر اوور وولٹیج کے حالات سے حفاظت کر سکتا ہے، جبکہ لائٹنگ ارسٹر شدید اسپائکس سے حفاظت کرتا ہے۔ الیکٹرانک فلٹر ہارمونکس کو ہٹا سکتے ہیں۔ اسمارٹ گرڈ اور بجلی کے معیار جدید نظام بجلی کے معیار کی نگرانی کے لیے اپنے پورے نیٹ ورک میں تقسیم کیے گئے فیزر پیمائش یونٹس (پی ایم یو) نامی سینسرز کا استعمال کرتے ہیں اور بعض صورتوں میں خود بخود ان کا جواب دیتے ہیں۔ نیٹ ورک میں بے ضابطگیوں کی ریپڈ سینسنگ اور خودکار سیلف ہیلنگ کی اس طرح کے سمارٹ گرڈ کی خصوصیات کا استعمال اعلی معیار کی بجلی اور کم ڈاؤن ٹائم لانے کا وعدہ کرتا ہے جبکہ بیک وقت وقفے وقفے سے بجلی کے ذرائع اور تقسیم شدہ پیداوار سے بجلی کی حمایت کرتا ہے، جو اگر ان چیک نہ کیا گیا تو بجلی کے معیار کو خراب کر دے گا۔ کمپریشن الگورتھم پاور کوالٹی کمپریشن الگورتھم ایک الگورتھم ہے جو پاور کوالٹی کے تجزیے میں استعمال ہوتا ہے۔ اعلی معیار کی برقی پاور سروس فراہم کرنے کے لیے، برقی پاور نیٹ ورک کے ساتھ مختلف مقامات پر برقی اشاروں کے معیار کی نگرانی کرنا ضروری ہے جسے پاور کوالٹی (پی کیو) بھی کہا جاتا ہے۔ الیکٹریکل یوٹیلیٹیز مختلف نیٹ ورک کے مقامات پر لہر کی شکلوں اور دھاروں کی مسلسل نگرانی کرتی ہیں، تاکہ یہ سمجھا جا سکے کہ بجلی کی بندش اور بلیک آؤٹ جیسے کسی بھی غیر متوقع واقعات کی وجہ کیا ہے۔ یہ خاص طور پر ان مقامات پر اہم ہے جہاں ماحولیات اور عوامی تحفظ خطرے میں ہیں (ادارے جیسے ہسپتال، سیوریج ٹریٹمنٹ پلانٹ، کانیں وغیرہ)۔ چیلنجز انجینئرز کئی قسم کے میٹر استعمال کرتے ہیں، جو برقی طاقت کی لہر کی شکلوں کو پڑھتے اور دکھاتے ہیں اور لہر کی شکلوں کے پیرامیٹرز کا حساب لگاتے ہیں۔ وہ پیمائش کرتے ہیں، مثال کے طور پر: ملٹی فیز سگنل پاور فیکٹر فریکوئنسی کل ہارمونک مسخ (ٹی ایچ ڈی) فعال طاقت (کے ڈبلیو) رد عمل طاقت (کے وی اے آر) ظاہری طاقت (کے وی اے) فعال توانائی (کے ڈبلیو ایچ) رد عمل توانائی (کے وی اے آر ایچ) ظاہری توانائی (کے وی اے ایچ) اور بہت کچھ کی لہر کی شکلوں کے درمیان موجودہ اور وولٹیج آر ایم ایس مرحلے کا تعلق۔ غیر متوقع واقعات کی مناسب نگرانی کے لیے، ربیرو اور دیگر۔ وضاحت کرتا ہے کہ ان پیرامیٹرز کو ظاہر کرنا کافی نہیں ہے، بلکہ ہر وقت وولٹیج ویوفارم ڈیٹا پر قبضہ کرنا بھی کافی ہے۔ یہ اعداد و شمار کی بڑی مقدار کی وجہ سے ناقابل عمل ہے، جس کی وجہ سے "بوتل کا اثر" جانا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، فی سائیکل 32 نمونوں کی نمونے لینے کی شرح سے، فی سیکنڈ 1,920 نمونے اکٹھے کیے جاتے ہیں۔ تین فیز والے میٹر کے لیے جو وولٹیج اور موجودہ لہر دونوں کی پیمائش کرتے ہیں، ڈیٹا 6 سے 8 گنا زیادہ ہے۔ حالیہ برسوں میں تیار کردہ زیادہ عملی حل ڈیٹا کو صرف اس وقت اسٹور کرتے ہیں جب کوئی واقعہ پیش آتا ہے (مثال کے طور پر، جب پاور سسٹم ہارمونکس کی اعلی سطح کا پتہ چلتا ہے) یا متبادل طور پر برقی اشاروں کی آر ایم ایس ویلیو کو اسٹور کرنے کے لیے۔ تاہم، یہ اعداد و شمار ہمیشہ مسائل کی صحیح نوعیت کا تعین کرنے کے لیے کافی نہیں ہوتے۔ خام ڈیٹا کمپریشن Nisenblat et al. پاور کوالٹی کمپریشن الگورتھم (لاسسی کمپریشن طریقوں کی طرح) کا خیال پیش کرتا ہے جو میٹر کو ایک یا زیادہ پاور سگنلز کی لہر کی شکل کو مسلسل ذخیرہ کرنے کے قابل بناتا ہے، اس سے قطع نظر کہ دلچسپی کے واقعے کی نشاندہی کی گئی تھی یا نہیں۔ یہ الگورتھم جسے پی کیو زپ کہا جاتا ہے ایک ایسی میموری کے ساتھ ایک پروسیسر کو بااختیار بناتا ہے جو کم از کم ایک ماہ، دو ماہ یا یہاں تک کہ ایک سال کی طویل مدت میں، عام بجلی کے حالات میں، لہر کی شکل کو ذخیرہ کرنے کے لیے کافی ہے۔ کمپریشن حقیقی وقت میں انجام دیا جاتا ہے، جیسے ہی سگنلز حاصل کیے جاتے ہیں۔ یہ تمام کمپریسڈ ڈیٹا موصول ہونے سے پہلے ایک کمپریشن فیصلے کا حساب لگاتا ہے۔ مثال کے طور پر اگر ایک پیرامیٹر مستقل رہتا ہے، اور مختلف دیگر اتار چڑھاؤ کا شکار ہوتے ہیں، تو کمپریشن کا فیصلہ صرف وہی برقرار رکھتا ہے جو مستقل ڈیٹا سے متعلقہ ہے، اور تمام اتار چڑھاؤ کے ڈیٹا کو برقرار رکھتا ہے۔ اس کے بعد یہ لہر کی شکل کے مختلف ادوار میں متعدد اجزاء کے پاور سگنل کی لہر کی شکل کو ختم کر دیتا ہے۔ یہ مختلف ادوار میں کم از کم ان میں سے کچھ اجزاء کی اقدار کو الگ الگ دبا کر عمل کا اختتام کرتا ہے۔ یہ ریئل ٹائم کمپریشن الگورتھم، جو نمونے لینے سے آزاد کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے، ڈیٹا کے فرق کو روکتا ہے اور اس کا ایک عام 1000:1 کمپریشن تناسب ہوتا ہے۔ مجموعی ڈیٹا کمپریشن پاور اینالائزر کا ایک عام کام ڈیٹا آرکائیو کی تخلیق ہے جو دیئے گئے وقفے میں جمع ہوتا ہے۔ زیادہ تر عام طور پر 10 منٹ یا 1 منٹ کا وقفہ استعمال کیا جاتا ہے جیسا کہ IEC/IEEE PQ معیارات کے ذریعہ متعین کیا جاتا ہے۔ اس طرح کے آلے کے آپریشن کے دوران ایک اہم آرکائیو سائز بنائے جاتے ہیں۔ جیسا کہ کراس اور دیگر۔ لیمپل-زیو-مارکوف چین الگورتھم، بی زپ یا اسی طرح کے دیگر نقصان کے بغیر کمپریشن الگورتھم کا استعمال کرتے ہوئے اس طرح کے آرکائیوز پر کمپریشن تناسب کا مظاہرہ کیا ہے۔ اصل پاور کوالٹی آرکائیو میں ذخیرہ شدہ ٹائم سیریز پر پیشن گوئی اور ماڈلنگ کا استعمال کرکے پوسٹ پروسیسنگ کمپریشن کی کارکردگی کو عام طور پر مزید بہتر بنایا جاتا ہے۔ سادہ تکنیکوں کے اس امتزاج کا مطلب ڈیٹا اسٹوریج اور ڈیٹا کے حصول کے عمل دونوں میں بچت ہے۔ معیارات فراہم کردہ بجلی کا معیار بین الاقوامی معیارات اور ان کے مقامی مشتقات میں متعین کیا گیا ہے، جسے مختلف ممالک نے اپنایا ہے: EN50160 بجلی کے معیار کے لیے یورپی معیار ہے، جو AC پاور میں وولٹیج کی وضاحت کرنے والے مختلف پیرامیٹرز کے لیے مسخ کی قابل قبول حدود طے کرتا ہے۔ آئی ای ای ای-519 پاور سسٹمز کے لیے شمالی امریکہ کی رہنما ہدایات ہیں۔ اسے "تجویز کردہ عمل" کے طور پر بیان کیا گیا ہے اور، EN50160 کے برعکس، یہ رہنما خطوط کرنٹ کی مسخ کے ساتھ ساتھ وولٹیج سے بھی مراد ہے۔ آئی ای سی 61000-4-30 بجلی کے معیار کی نگرانی کے لیے معیاری وضاحتی طریقے ہیں۔ ایڈیشن 3 (2015) میں موجودہ پیمائش شامل ہے، پچھلے ایڈیشن کے برعکس جو صرف وولٹیج کی پیمائش سے متعلق ہے۔ یہ بھی دیکھیں متحرک وولٹیج کی بحالی حوالہ جات ادب پاور کوالٹی پاور انجینئرنگ ڈی: ورسورگنگس کوالٹیٹ