پاور کوالٹی کا بنیادی مطلب ہے کہ وولٹیج، فریکوئنسی اور ان تنگ کرنے والی ہارمونکس جیسی چیزوں کے لحاظ سے بجلی کتنی مستحکم رہتی ہے جنہیں کوئی بھی واقعی پسند نہیں کرتا۔ جب پاور کوالٹی کم ہوتی ہے، خاص طور پر اگر وولٹیج IEEE معیارات کے مطابق 2022 میں مقرر کردہ سطح کے 90% سے کم ہو جائے، تو پوری پیداواری لائنیں رک سکتی ہیں۔ فیکٹریوں کو توانائی کے بلز پر 12% سے 18% تک زیادہ خرچ کرنا پڑتا ہے، نہ صرف یہ بلکہ موٹرز بھی ایسی حالتوں میں زیادہ دیر تک قائم نہیں رہتیں۔ زیادہ تر صنعتی آپریشنز ہر چیز کو ہمواری سے چلانے کے لیے شدید حد تک اپنے ڈسٹری بیوشن پینلز پر منحصر ہوتے ہیں۔ مناسب کوالٹی معیارات پر عمل کرنا اب صرف اچھی روایت ہونا نہیں رہا۔ پونمون انسٹی ٹیوٹ نے 2023 میں رپورٹ کیا تھا کہ غیر متوقع بجلی کے مسائل سے پروڈیوسرز کو اوسطاً ہر سال تقریباً 200,000 ڈالر کا نقصان ہوتا ہے۔ کاروبار کے مالک کے لیے جو نیٹ انکم پر نظر رکھ رہا ہو، اس قسم کی رقم تیزی سے جمع ہو سکتی ہے۔
وولٹیج کو مستحکم رکھنا اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ آلات کو وہ طاقت ملتی رہے جو ان کے لیے تجویز کردہ معیار کے تقریباً 5 فیصد کے اندر ہو، جس سے PLCs اور ان پیچیدہ روبوٹک بازوں جیسے نازک آلات میں مسائل پیدا ہونے سے روکا جا سکتا ہے جن پر ہم اس وقت انحصار کرتے ہی ہیں۔ جب حالات غیرمستحکم ہوتے ہیں تو منفی واقعات تیزی سے پیش آتے ہیں۔ CNC مشینوں پر ایک نظر ڈالیں — اگر وولٹیج میں 15 فیصد کی کمی ہو جائے، تو پوری پیداواری لائنیں 8 سے 12 گھنٹوں تک بند ہو سکتی ہیں۔ اس قسم کا بندش (ڈاؤن ٹائم) رقم کا نقصان کرتا ہے! اس کے علاوہ، مناسب وولٹیج کی سطحوں کو برقرار رکھنا درحقیقت توانائی کی بچت بھی کرتا ہے۔ کچھ تحقیقات سے پتہ چلتا ہے کہ IEEE وولٹیج حدود کے اندر چلنے والے نظام مجموعی طور پر تقریباً 9 فیصد کم بجلی استعمال کرتے ہیں۔ یہ بالکل منطقی بات ہے، کیونکہ تمام چیزیں بہتر طریقے سے کام کرتی ہیں جب وہ خراب بجلی کی کوالٹی کے خلاف کام نہ کر رہی ہوں۔
بھاری صنعتوں میں بجلی سے متعلقہ آلات کی 73 فیصد ناکامیوں کی وجوہات ان مسائل کو تسلیم کرتی ہیں (2024 گرڈ استحکام رپورٹ)۔
آئی ای ای ای 519-2022 وولٹیج کے لیے کل ہارمونک ڈسٹورشن (THD) کو <5 فیصد اور کرنٹ کے لیے <8 فیصد تک محدود کرتا ہے، جبکہ ای این 50160 لو وولٹیج گرڈز میں ±10 فیصد وولٹیج تبدیلی کی اجازت دیتا ہے۔ مطابقت ہارمونک کی وجہ سے ٹرانسفارمر میں نقصان کو 25 فیصد تک کم کرتی ہے اور گرڈ سے منسلک سورج/ہوا کے نظام کے ساتھ مطابقت یقینی بناتی ہے۔
اعلیٰ معیار کے تقسیم پینلز صنعتی درجہ کے تانبے کے بس بارز استعمال کرتے ہیں جن کی تقریباً مکمل موصلیت ہوتی ہے، اور وولٹیج کنٹرول کے متعدد مراحل پر مشتمل ہوتے ہیں تاکہ وولٹیج کو ان کی معیاری قدر کے تقریباً 2 فیصد کے اندر رکھا جا سکے، جو حالیہ IEEE معیارات کی ہدایات پر عمل کرتے ہیں۔ جدید نظام مختلف اجزاء سے لیس ہوتے ہیں جن میں وولٹیج اسٹیبلائیزر، ہارمونک فلٹرنگ یونٹس، اور اچانک وولٹیج اسپائیکس کا مقابلہ کرنے والی اشیاء شامل ہیں۔ یہ اکثر وولٹیج کے مسائل کو حل کرنے میں مدد کرتے ہیں جو فیکٹریوں اور پلانٹس میں لوڈز کے مسلسل تبدیل ہونے پر پیدا ہوتے ہیں۔ جب یہ پینل عام تعدد کی حدود 50 سے 60 ہرٹز کے درمیان مزاحمت میں تبدیلی کو 0.01 اوہم سے کم تک کم کر دیتے ہیں، تو وہ حساس مشینری جیسے کمپیوٹر کنٹرول شدہ تیار کردہ اوزار اور قابلِ پروگرام منطق کنٹرولرز تک مستقل طور پر بجلی فراہم کرتے ہیں۔ یہ استحکام دن بعد دن حساس الیکٹرانک سامان چلانے والے آپریشنز کے لیے بہت فرق پیدا کرتا ہے۔
2023 کی تھرمل امیجنگ پر تحقیق نے بس بار کے ڈیزائن کے بارے میں کچھ دلچسپ انکشاف کیا۔ جب انجینئرز انہیں صرف فلیٹ راستوں کے بجائے درج شدہ کرنٹ راستوں کے ساتھ بناتے ہیں، تو وہ وولٹیج ڈراپ کو تقریباً 40 فیصد تک کم کر دیتے ہیں۔ نئے جدید پینلز کمپریشن لاگز کے ساتھ لیس ہوتے ہیں جن کا کانٹیکٹ مزاحمت 5 مائیکرو اوہم سے کم ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ کرنٹ کثافت کو قابلِ برداشت حد میں رکھنے کے لیے انٹرلیوڈ کنڈکٹر سیٹ اپس بھی موجود ہیں، جو مشکل 150 فیصد اوورلوڈ کی صورتحال میں بھی ہر مربع ملی میٹر کے لحاظ سے 1.5 ایمپیئر سے کم رکھتے ہیں، جو کبھی کبھی ہوتی ہے۔ اس کا کیا مطلب ہے؟ یہ تنگ آنے والے وولٹیج سیگ کو 8 فیصد سے زیادہ ہونے سے روکتا ہے، اور ہمیں تجربے سے معلوم ہے کہ ایسے سیگ ملک بھر میں تیاری کی سہولیات میں تقریباً چوتھائی غیر متوقع بندش کی وجہ بنتے ہیں۔
آج کے تقسیم پینلز میں آئیوٹی سینسرز لگے ہوتے ہیں جو ہر ایک سیکنڈ میں 10,000 نمونوں کی حیرت انگیز شرح سے وولٹیج کی قارئد لیتے ہیں۔ یہ قارئد براہ راست اسمارٹ الگورتھمز کو بھیج دی جاتی ہیں، جو صرف 10 ملی سیکنڈ میں کیپیسیٹر بینکس اور ٹیپ چینجرز کو درست کر دیتے ہیں۔ یورپیئن انرجی ایجنسی کی حالیہ 2023 کی رپورٹ کے مطابق، جن صنعتی مقامات نے ایسے نظام نافذ کیے، ان میں وولٹیج کی لہروں میں تقریباً دو تہائی کمی آئی، خاص طور پر ان مشکل عروج کے اوقات میں جب سبھی ایک وقت میں بجلی استعمال کرتے ہیں۔ اس ٹیکنالوجی کی خاص بات یہ ہے کہ جب بجلی کا فیکٹر 0.9 سے کم ہو جاتا ہے تو یہ خودکار طریقے سے غیر ضروری لوڈز کو کم کر دیتی ہے، تاہم ضروری آپریشنز کو تنگ +/- 1% وولٹیج ونڈو کے اندر ہموار طریقے سے جاری رکھتی ہے۔ اس قسم کی درستگی مشکل گرڈ کی حالت کے تحت بھی مستحکم برقی سروس برقرار رکھنے میں مدد دیتی ہے۔
آج کل صنعتی نظام ہارمونک ڈسٹورشن کے ساتھ اس وجہ سے نمٹ رہے ہیں کیونکہ آج کل ہر جگہ غیر خطی لوڈز موجود ہیں - ویری ایبل فریکوئنسی ڈرائیوز (VFDs)، ویلڈنگ گیئر، یہاں تک کہ تمام LED لائٹس کے بارے میں سوچیں۔ جو کچھ ہوتا ہے وہ یہ ہے کہ یہ آلے بجلی کو چپٹکوں میں لیتے ہیں بجائے ہموار سائن ویوز کے، جس سے پریشان کن ہارمونک فریکوئنسیز وجود میں آتی ہیں۔ اور اندازہ لگائیں؟ یہ فریکوئنسیز نیوٹرل کنڈکٹرز پر بوجھ ڈالتی ہیں اور ٹرانسفارمرز کو ضرورت سے زیادہ کام کرنے پر مجبور کرتی ہیں۔ EPRI کی جانب سے 2023 میں شائع کردہ تحقیق کے مطابق، ہارمونکس سے منسلک تقریباً دو تہائی (68%) سامان کی خرابیاں دراصل صنعتی پاور کنورٹرز سے آتی ہیں۔ اچھی خبر یہ ہے؟ بازار میں حل موجود ہیں۔ پریسیژن ڈسٹری بیوشن پینلز اس مسئلے کا سامنا براہ راست پیسیو فلٹرز کے ساتھ آئسو لیشن ٹرانسفارمرز شامل کر کے کرتے ہیں۔ یہ اجزاء ان زیادہ فریکوئنسی کرنٹس کو بالکل اس وقت روک دیتے ہیں جب وہ پورے برقی نیٹ ورک میں پھیلنے لگتے ہیں۔
کُل ہارمونک تحریف وولٹیج/کرنٹ ویو فارم کے مثالی جَیبِی خصوصیات سے انحراف کی مقدار کو ظاہر کرتی ہے۔ IEEE 519-2022 معیارات صنعتی سہولیات میں وولٹیج کے لیے 5% اور کرنٹ کے لیے 8% سے کم THD برقرار رکھنے کی سفارش کرتے ہیں۔ جدید تقسیمی پینلز، جن میں ضم شدہ پاور کوالٹی اینالائزرز ہوتے ہیں، مندرجہ ذیل کے ذریعے حقیقی وقت میں THD کی نگرانی کی اجازت دیتے ہیں:
ایک سیمی کنڈکٹر تیاری پلانٹ میں EUV لیتھوگرافی آلات کے بار بار بند ہونے کی وجہ سے 12% وولٹیج THD کا سامنا تھا۔ ایکٹو ہارمونک فلٹرز اور علیحدہ سرکٹ گروپس پر مشتمل کسٹم تقسیمی پینل لگانے سے حاصل ہوا:
| پیرامیٹر | پہلے | بعد | کمپلائنس کا ہدف |
|---|---|---|---|
| وولٹیج تھڈی (%) | 12.2 | 2.8 | ≤ 5 (آئی ای ای آر 519) |
| نیوٹرل کرنٹ (ایمپیئر) | 185 | 42 | ≤ 100 |
| توانائی کے نقصان (%) | 9.7 | 1.4 | - |
$185,000 فی سال کی بچت، جو کہ سامان کی غیر فعالیت اور توانائی کے ضیاع میں کمی سے ظاہر ہوتی ہے، یہ ظاہر کرتی ہے کہ کس طرح بہتر پینل کی ڈیزائن ہارمونکس کو کم کرنے کے ساتھ ساتھ آپریشنل تسلسل کو برقرار رکھتی ہے۔
ایکٹو ہارمونک فلٹرز، جنہیں عام طور پر اے ایچ ایف کے نام سے جانا جاتا ہے، بجلی کے نظاموں پر مسلسل نظر رکھتے ہیں تاکہ غیر خطی صنعتی لوڈز کی وجہ سے پیدا ہونے والی تنگ کرنے والی ہارمونک تشکیل کو نشانہ بنایا جا سکے۔ جب یہ فلٹرز ان مسائل کو دیکھتے ہیں، تو وہ انہیں منسوخ کرنے کے لیے تقریباً فوری طور پر متوازن کرنٹ بھیج دیتے ہی ہیں۔ اس عمل کے نتیجے میں کل ہارمونک تشکیل (ٹی ایچ ڈی) کی سطح 5% سے کم ہو جاتی ہے، جو درحقیقت اس بات کی ضمانت کے لیے بہت اہم ہے کہ کمپنیاں آئی ای ای ای 519 معیارات کے مطابق رہیں۔ بہت سی سہولیات یہ فلٹرز شنٹ کیپیسیٹرز کے ساتھ جوڑتی ہیں کیونکہ وہ ری ایکٹیو پاور کی ضروریات کو منظم کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ ٹرانسفارمرز اور دیگر بجلی کے اجزاء میں حرارت کے جمع ہونے کو کم کرنے کے لیے یہ امتزاج بہترین کام کرتا ہے۔ انٹیگریٹڈ سسٹمز جن میں اے ایچ ایف اور کیپیسیٹرز دونوں شامل ہوتے ہیں، انہیں انسٹال کرنے والے مینوفیکچرنگ پلانٹس کی رپورٹ ہے کہ روایتی غیر فعال طریقوں کے مقابلے میں ہارمونک کریکشن تقریباً 63% تیزی سے مکمل ہوتی ہے۔
آج کے برقی تقسیم کے نظام اکثر ری ایکٹیو پاور کو ضرورت کے مطابق منظم کرنے کے لیے سٹیٹک وی اے آر کمپینسیٹرز یا ایس وی سیز کے ساتھ سینکرونائزڈ کنڈینسرز کو شامل کرتے ہیں۔ یہ اجزاء طاقت کے عوامل کو مسلسل 0.95 سے زیادہ رکھنے میں مدد کرتے ہی چنانچہ بجلی کی کمپنیوں کی جانب سے کوئی اضافی فیس نہیں لگتی اور تقریباً 18 سے 22 فیصد تک ٹرانسمیشن لائنوں میں ضائع ہونے والی توانائی کم ہوتی ہے۔ حال ہی میں 2023 میں سٹیل کی تیاری کے کارخانوں سے تحقیق دیکھنے سے ایک دلچسپ بات بھی سامنے آئی۔ جب ان ایس وی سی یونٹس کو استعمال میں لایا گیا تو، انہوں نے مانگ کے بلند ترین ہونے کے وقت وولٹیج کی استحکام میں تقریباً 27 فیصد تک بہتری لا دی۔ اس قسم کی کارکردگی میں بہتری صرف بلز پر پیسہ بچانے تک محدود نہیں بلکہ صنعتی مشینری کی مرمت یا تبدیلی کی ضرورت پڑنے سے پہلے کے دورانیے کو بھی لمبا کرتی ہے۔
اسٹیٹ کامز جیسے فیکٹس ڈیوائسز ضرورت کے وقت ری ایکٹو پاور کو خارج یا وصول کر کے بجلی کے جال پر وولٹیج میں تبدیلیوں کو منظم کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ یہ نظام درحقیقت جال کے وولٹیج کو نارمل سطح سے تقریباً مثبت یا منفی 1 فیصد کے اندر مستحکم رکھ سکتے ہیں، چاہے ہوائی یا سورج جیسے قابل تجدید ذرائع سے تبدیلیاں آتی رہیں۔ مثال کے طور پر، ٹیکساس میں کہیں ایک بڑی سورج تنصیب کا معاملہ لیں جہاں موجودہ ترتیب میں اسٹیٹ کام ٹیکنالوجی شامل کرنے کے بعد غیر مستحکم وولٹیج سے متعلق مسائل میں نمایاں کمی واقع ہوئی۔ ان مسائل کی تعداد تقریباً 90 فیصد تک کم ہو گئی، جس سے گھروں اور کاروباروں کو بجلی کی فراہمی کی قابل اعتمادیت میں بڑا فرق پڑا۔
ای ایچ ایفز، اسٹیٹ کامز اور توقعاتی کنٹرول الگورتھمز کو ملانے والے سسٹمز روایتی ترتیبات کے مقابلے میں وولٹیج استحکام میں 40 فیصد زیادہ کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں (الیکٹرو ٹیک ری ویو 2024)۔ یہ یکسر نقطہ نظر حساس عمل میں 92 فیصد وولٹیج سیجز/سواج کو کم کرتا ہے، جو این 50160 پاور معیار کے معیارات کے مطابق ہے۔
آج کے جدید تقسیمی پینلز حقیقی وقت کے توانائی مینجمنٹ سسٹمز سے لیس ہوتے ہیں جو لوڈ کے نمونوں کو ٹریک کرنے، وولٹیج کی سطحوں کی جانچ کرنے اور تقریباً ہر 50 سے 100 ملی سیکنڈ بعد ہارمونک بگاڑ کا پتہ لگانے کی صلاحیت رکھتے ہی ہیں۔ یہ اسمارٹ سسٹمز PLCs اور انٹرنیٹ سے منسلک سینسرز کے ذریعے بجلی کی تقسیم کو درست کرتے ہیں، جس سے پرانے مستقل سسٹمز کے مقابلے میں ضائع ہونے والی توانائی میں تقریباً 18 فیصد کی کمی واقع ہوتی ہے، جیسا کہ گزشتہ سال انرجی سسٹمز جرنل کی تحقیق میں بتایا گیا تھا۔ مثال کے طور پر ایک جرمن خوراک کی فیکٹری کا واقعہ دیکھیں جہاں ان کی زیادہ سے زیادہ طلب کی لاگت تقریباً 22 فیصد تک کم ہو گئی جب انہوں نے انٹیلی جینٹ لوڈ شیڈنگ کی حکمت عملیاں نافذ کیں جو وولٹیج سپلائی میں کمی آنے پر خود بخود ضروری مشینری کی حفاظت کرتی ہیں۔
جب تجدید شدہ توانائی کے ذرائع ہائبرڈ سسٹمز میں عام گرڈ پاور کے ساتھ مل جاتے ہیں، تو خصوصی کنٹرول پینل چیزوں کو مستحکم رکھنے کے لیے ڈی سی لنک وولٹیج کو منظم کرتے ہیں۔ یہ جدید انورٹرز ڈی سی بس وولٹیجز کو ان کی ہدف قدر کے گرد رکھنے میں بہت اچھا کام کرتے ہیں، حتیٰ کہ روشنی کی شدت میں اچانک تبدیلی یا جب ہوا کے ٹربائن غیر متوقع طور پر کم بجلی پیدا کرنا شروع کر دیتے ہیں، تب بھی وہ تقریباً مثبت یا منفی 1 فیصد کے اندر رہتے ہیں۔ اس قسم کی استحکام کے بغیر نازک مشینری جیسے کمپیوٹر کنٹرول والے تیار کاری کے آلات کے ساتھ تمام قسم کی پریشانیاں ہو سکتی ہیں۔ یہاں حقیقی رقم کی بات ہو رہی ہے۔ پونیمن انسٹی ٹیوٹ کی 2023 کی تحقیق کے مطابق، صرف 2 فیصد سے زیادہ وولٹیج میں چھوٹی سی حرکت بھی ان نظاموں پر انحصار کرنے والی کمپنیوں کے لیے ہر سال تقریباً سات لاکھ چالیس ہزار ڈالر کے پیداواری وقت کے نقصان کا باعث بن سکتی ہے۔
آج کل بہت سے بڑے سازوسامان تیار کرنے والے ادارے مشین لرننگ کو اپنے آپریشنز میں شامل کرنا شروع کر رہے ہیں۔ یہ ذہین نظام پچھلے بجلی کی معیار کے ڈیٹا کا جائزہ لیتے ہی ہیں اور مسائل کو واقع ہونے سے پہلے ہی نشاندہی کرنے کی کوشش کرتے ہیں۔ گزشتہ سال جنوبی کوریا میں ایک دلچسپ تجربہ کیا گیا تھا جہاں سیمی کنڈکٹرز بنانے والی فیکٹریوں نے حیرت انگیز نتائج دیکھے۔ AI پینلز نے وولٹیج ڈسٹورشن کو تقریباً 8.2 فیصد سے کم کر کے صرف 3.1 فیصد تک لے آئے۔ کیسے؟ بنیادی طور پر انہوں نے وقت سے پہلے ہارمونک فلٹرز کو ایڈجسٹ کیا تاکہ پیداوار کے آغاز پر سب کچھ زیادہ ہموار طریقے سے چلے۔ جو واقعی حیرت انگیز ہے وہ یہ ہے کہ یہ نظام وقتاً فوقتاً بہتر ہوتے رہتے ہیں۔ الگورتھم خود بخود بغیر مسلسل نگرانی کے سیکھتے ہیں، اور ہر ماہ تقریباً 0.8 فیصد بہتری آتی ہے جس سے وہ مسائل کی پیش گوئی میں زیادہ درست ہو جاتے ہیں۔ مستقل بہتری کا یہ عمل مستحکم آپریشنز کو برقرار رکھنے میں بڑا فرق ڈالتا ہے۔
بجلی کی معیار کیا ہے؟ بجلی کی معیاریت سے مراد وولٹیج، فریکوئنسی اور ہارمونکس کے لحاظ سے بجلی کی استحکام کو کہا جاتا ہے، جو صنعتی آپریشنز کو متاثر کرتی ہے۔
صنعتی نظام کے لیے وولٹیج کا استحکام کیوں اہم ہے؟ وولٹیج کا استحکام یقینی بناتا ہے کہ مشینری کو اس کی تجویز کردہ حد کے اندر بجلی ملتی رہے، جس سے حساس مشینوں میں مسائل پیدا ہونے اور بندش کے اوقات کم ہوتے ہیں۔
وولٹیج کی منظّمی میں درست تقسیم پینلز کیسے مدد دیتے ہیں؟ درست تقسیم پینلز صنعتی درجے کے اجزاء کو وولٹیج کی سطح کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کرتے ہیں، مزاحمت میں تبدیلی کو کم کرتے ہیں اور مستقل بجلی کی فراہمی کو یقینی بناتے ہیں۔
عام طور پر بجلی کی معیاریت کے کیا مسائل ہیں؟ عام مسائل میں وولٹیج کا گرنا، بڑھنا اور لہروں میں تبدیلی شامل ہیں، جو صنعتوں میں مشینری کی ناکامی کی ایک بڑی وجہ ہیں۔
گرم خبریں 2025-02-27
2025-02-27
2025-02-27
2024-12-12
2024-09-26
2024-09-05