Voltage control and reactive power management
وولٹیج کنٹرول اور ری ایکٹیو پاور مینجمنٹ ایک ذیلی سروس کے دو پہلو ہیں جو ٹرانسمیشن نیٹ ورک کی وشوسنییتا کو قابل بناتا ہے اور ان نیٹ ورک پر بجلی کی مارکیٹ کو آسان بناتا ہے۔ اس سرگرمی کے دونوں پہلو آپس میں جڑے ہوئے ہیں (ایک متبادل کرنٹ (اے سی) نیٹ ورک میں وولٹیج کی تبدیلی رد عمل کی طاقت کی پیداوار یا جذب کے ذریعے متاثر ہوتی ہے)، لہذا اس مضمون کے اندر وولٹیج کنٹرول کی اصطلاح بنیادی طور پر اس بنیادی طور پر واحد سرگرمی کو نامزد کرنے کے لیے استعمال کی جائے گی، جیسا کہ کربی اینڈ ہرسٹ (1997) نے تجویز کیا ہے۔ وولٹیج کنٹرول میں ایک اے سی سائیکل کے اندر ری ایکٹیو پاور انجیکشن شامل نہیں ہوتے ہیں۔ یہ ایک علیحدہ ذیلی سروس، نام نہاد سسٹم اسٹیبلٹی سروس کا حصہ ہیں۔ رد عمل والی طاقت کی ترسیل اس کی نوعیت کے لحاظ سے محدود ہے، لہذا وولٹیج کا کنٹرول پورے پاور گرڈ میں تقسیم کردہ آلات کے ٹکڑوں کے ذریعے فراہم کیا جاتا ہے، فریکوئنسی کنٹرول کے برعکس جو نظام میں مجموعی فعال طاقت کے توازن کو برقرار رکھنے پر مبنی ہوتا ہے۔ وولٹیج کنٹرول کی ضرورت کربی اور ہرسٹ وولٹیج کنٹرول کی ضرورت کے پیچھے تین وجوہات کی نشاندہی کرتے ہیں: پاور نیٹ ورک کا سامان ایک تنگ وولٹیج رینج کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے، اسی طرح گاہک کی طرف سے بجلی استعمال کرنے والا سامان بھی ہے۔ اس رینج سے باہر آپریشن سامان کو ناکام ہونے کا سبب بنے گا۔ رد عمل والی طاقت جنریٹرز اور ٹرانسمیشن لائنوں میں حرارت کا سبب بنتی ہے، تھرمل حدود کو پیداوار اور حقیقی (فعال) طاقت کے بہاؤ کو محدود کرنے کی ضرورت ہوگی۔ ٹرانسمیشن لائنوں میں رد عمل والی طاقت کے انجیکشن سے نقصان ہوتا ہے جو بجلی کو ضائع کرتا ہے، اور پرائم موور کے ذریعہ فراہم کردہ بجلی میں اضافے پر مجبور کرتا ہے۔ گرڈ میں خصوصی وولٹیج کنٹرول ڈیوائسز کا استعمال سنکرونس جنریٹر کے روٹر اینگل کے اتار چڑھاؤ کو کم کرکے بجلی کے نظام کے استحکام کو بھی بہتر بناتا ہے (جو جنریٹرز کے رد عمل والی طاقت کو حاصل کرنے یا ڈوبنے کی وجہ سے ہوتے ہیں)۔ پاور بسیں اور نظام جو ری ایکٹیو پاور کے حالات میں تبدیلی کے وقت وولٹیج میں بڑی تبدیلیاں ظاہر کرتے ہیں انہیں کمزور نظام کہا جاتا ہے، جبکہ جن میں نسبتا چھوٹی تبدیلیاں ہوتی ہیں وہ مضبوط ہوتے ہیں (عددی طور پر، طاقت کو شارٹ سرکٹ تناسب کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے جو مضبوط نظاموں کے لیے زیادہ ہوتا ہے)۔ ری ایکٹیو پاور ڈیوائسز کا جذب اور پیداوار ری ایکٹیو انرجی کو جذب کرتی ہے اگر ان میں لیجنگ پاور فیکٹر (انڈکٹر کی طرح) ہو اور ری ایکٹیو انرجی پیدا کرتی ہے اگر ان میں لیڈنگ پاور فیکٹر (کیپسیٹر کی طرح) ہو۔ برقی گرڈ کے سازوسامان کی اکائیاں عام طور پر یا تو رد عمل والی طاقت کی فراہمی یا استعمال کرتی ہیں: مطابقت پذیر جنریٹر اگر زیادہ پرجوش ہو تو رد عمل والی طاقت فراہم کرے گا اور اگر غیر متزلزل ہو تو اسے جذب کرے گا، جنریٹر کی صلاحیت کے منحنی خطوط کی حدود کے تابع ہے۔ ٹرانسفارمر ہمیشہ رد عمل کی طاقت کو جذب کریں گے۔ پاور لائنیں یا تو ری ایکٹیو پاور جذب کریں گی یا فراہم کریں گی: اوور ہیڈ پاور لائنیں کم بوجھ پر ری ایکٹیو پاور فراہم کریں گی، لیکن جیسے جیسے لوڈ لائن کے سرج امپیڈینس سے آگے بڑھتا ہے، لائنیں ری ایکٹیو پاور کی بڑھتی ہوئی مقدار کو استعمال کرنا شروع کر دیتی ہیں۔ زیر زمین بجلی کی لائنیں کیپیسیٹیو ہوتی ہیں، لہذا وہ سرج امپیڈینس سے نیچے بھری ہوتی ہیں اور رد عمل کی طاقت فراہم کرتی ہیں۔ برقی بوجھ عام طور پر رد عمل کی طاقت کو جذب کرتا ہے، جس میں عام آلات کے لیے پاور فیکٹر 0.65 (برقی موٹروں کے ساتھ گھریلو سامان، جیسے دھونے کی مشین) سے 1.0 (خالص طور پر مزاحم بوجھ جیسے تاپدیپت لیمپ) تک ہوتا ہے۔ ایک عام برقی گرڈ میں، وولٹیج کنٹرول کی بنیادی باتیں مطابقت پذیر جنریٹرز کے ذریعے فراہم کی جاتی ہیں۔ یہ جنریٹر خودکار وولٹیج ریگولیٹرز سے لیس ہوتے ہیں جو ہدف کی حد کے اندر جنریٹر کے ٹرمینلز پر وولٹیج کو رکھتے ہوئے ایکسائٹیشن فیلڈ کو ایڈجسٹ کرتے ہیں۔ اضافی رد عمل والی طاقت کے معاوضے کا کام (جسے وولٹیج معاوضہ بھی کہا جاتا ہے) معاوضہ دینے والے آلات کو تفویض کیا جاتا ہے: غیر فعال (یا تو مستقل طور پر منسلک یا تبدیل شدہ) رد عمل والی طاقت کے ڈوب (مثال کے طور پر، شونٹ ری ایکٹر جو تعمیر میں ٹرانسفارمرز سے ملتے جلتے ہیں، ایک واحد گھومنے اور لوہے کے کور کے ساتھ)۔ شونٹ ری ایکٹر عام طور پر ایک لمبی ٹرانسمیشن لائن کے سرے یا کمزور نظام سے منسلک ہوتا ہے تاکہ ہلکے بوجھ کے تحت زیادہ وولٹیج کو روکا جا سکے (فیرنٹی اثر) ؛ رد عمل طاقت کے غیر فعال ذرائع (جیسے شونٹ یا سیریز کیپسیٹرز)۔ شونٹ کیپسیٹرز 1910 کی دہائی سے پاور سسٹمز میں استعمال ہوتے ہیں اور کم لاگت اور تعیناتی میں نسبتا آسانی کی وجہ سے مقبول ہیں۔ شونٹ کیپسیٹر کے ذریعہ فراہم کردہ ری ایکٹیو پاور کی مقدار لائن وولٹیج کے مربع کے متناسب ہوتی ہے، لہذا کیپسیٹر کم وولٹیج کے حالات میں کم حصہ ڈالتا ہے (اکثر ری ایکٹیو پاور کی کمی کی وجہ سے)۔ یہ ایک سنگین خرابی ہے، کیونکہ جب سب سے زیادہ ضرورت ہوتی ہے تو کیپسیٹر کے ذریعہ ری ایکٹیو پاور کی فراہمی کم ہو جاتی ہے۔ سیریز کیپسیٹرز کا استعمال بھری ہوئی اوور ہیڈ پاور لائنوں کے انڈکٹو ری ایکٹینس کی تلافی کے لیے کیا جاتا ہے۔ پاور کنڈکٹرز سے سیریز میں جڑے یہ آلات عام طور پر ری ایکٹیو پاور کے نقصانات کو کم کرنے اور فعال پاور کی مقدار کو بڑھانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں جو لائن کے ذریعے منتقل کی جا سکتی ہے، سیلف ریگولیشن کے ساتھ ری ایکٹیو پاور کی فراہمی کے ساتھ (سپلائی اتفاقی طور پر زیادہ بوجھ کے ساتھ بڑھتی ہے) ثانوی غور ہے۔ سیریز کیپسیٹر میں وولٹیج عام طور پر کم ہوتی ہے (نیٹ ورک کے ریگولیشن رینج کے اندر، ریٹیڈ وولٹیج کا چند فیصد)، اس لیے اس کی تعمیر نسبتا کم لاگت والی ہوتی ہے۔ تاہم، لوڈ سائیڈ پر شارٹ کی صورت میں، کیپسیٹر کو مختصر طور پر فل لائن وولٹیج کا سامنا کرنا پڑے گا، اس طرح حفاظتی سرکٹس کی فراہمی کی جاتی ہے، جس میں عام طور پر چنگاری کے فرق، ZnO ویریسٹرز، اور سوئچ شامل ہوتے ہیں۔ فعال معاوضہ کار (مثال کے طور پر، سنکرونس کنڈینسرز، جامد ور معاوضہ کار، جامد مطابقت پذیر معاوضہ کار جو یا تو ری ایکٹیو پاور کے ذرائع یا سنک ہو سکتے ہیں ؛ ٹرانسفارمرز کو منظم کرنا (مثال کے طور پر، ٹیپ بدلنے والے ٹرانسفارمرز)۔ غیر فعال معاوضے کے آلات کو مستقل طور پر منسلک کیا جا سکتا ہے، یا دستی طور پر، ٹائمر کا استعمال کرتے ہوئے، یا خود بخود سینسر ڈیٹا کی بنیاد پر تبدیل (منسلک اور منقطع) کیا جا سکتا ہے۔ فعال آلات فطری طور پر خود ایڈجسٹ ہوتے ہیں۔ انڈر لوڈ ٹیپ چینجنگ (یو ایل ٹی سی) فیچر والے ٹیپ چینجنگ ٹرانسفارمرز کو وولٹیج کو براہ راست کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سسٹم میں تمام نل بدلنے والے ٹرانسفارمرز کے آپریشن کو ٹرانسفارمرز کے درمیان اور شونٹ کیپسیٹرز کے اطلاق کے ساتھ ہم آہنگ کرنے کی ضرورت ہے۔ رد عمل والی طاقت کے توازن کی مقامی نوعیت کی وجہ سے، معیاری نقطہ نظر یہ ہے کہ رد عمل والی طاقت کو مقامی طور پر منظم کیا جائے (وکندریقرت طریقہ)۔ مائیکرو گرڈ کا پھیلاؤ لچکدار مرکزی نقطہ نظر کو زیادہ کفایتی بنا سکتا ہے۔ ری ایکٹیو پاور کے ذخائر نظام کو بہت تیزی سے (متحرک ضرورت) اضافی مقدار میں ری ایکٹیو پاور فراہم کرنے کے قابل ہونا چاہیے کیونکہ جنریٹر یا ٹرانسمیشن لائن کی ایک ہی ناکامی (جس کے لیے منصوبہ بندی کرنی ہوتی ہے) میں بقیہ ٹرانسمیشن لائنوں میں سے کچھ پر فوری طور پر بوجھ بڑھانے کی صلاحیت ہوتی ہے۔ اوور ہیڈ پاور لائنوں کی نوعیت یہ ہے کہ جیسے جیسے بوجھ بڑھتا ہے، لائنیں رد عمل کی طاقت کی بڑھتی ہوئی مقدار کو استعمال کرنا شروع کر دیتی ہیں جسے تبدیل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس طرح ایک بڑے ترسیل کے نظام کو رد عمل والے بجلی کے ذخائر کی ضرورت ہوتی ہے جس طرح اسے حقیقی طاقت کے لیے ذخائر کی ضرورت ہوتی ہے۔ چونکہ رد عمل کی طاقت تاروں کے ساتھ ساتھ حقیقی طاقت پر بھی سفر نہیں کرتی ہے، اس لیے اس کی پیداوار کو بوجھ کے قریب مرکوز کرنے کی ترغیب ملتی ہے۔ برقی طاقت کے نظام کی تنظیم نو پاور گرڈ کے اس حصے کو مربوط پاور یوٹیلیٹی کے ہاتھوں سے نکال دیتی ہے، اس لیے رجحان یہ ہے کہ اس مسئلے کو گاہک پر دھکیل دیا جائے اور بوجھ کو قریب اتحاد پاور فیکٹر کے ساتھ چلانے کی ضرورت ہو۔ یہ بھی دیکھیں فعال نیٹ ورک مینجمنٹ حوالہ جات ذرائع برقی طاقت کی ترسیل