میساچوسٹس انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی (MIT) کے ایک ریاضی دان آرتھر میٹک نے ایک بار کہا، "غیر خطوط کا مطلب ہے کہ اسے حل کرنا مشکل ہے۔"لیکن اس پر توجہ دی جانی چاہیے جب بجلی کے بوجھ پر نان لائنیرٹی کا اطلاق ہوتا ہے، کیونکہ یہ ہارمونک کرنٹ پیدا کرتا ہے اور بجلی کی تقسیم کو منفی طور پر متاثر کرتا ہے- اور یہ مہنگا ہے۔یہاں، WEG کے یورپی اور مشرق وسطیٰ کے مارکیٹنگ مینیجر Marek Lukaszczyk، موٹر اور ڈرائیو ٹیکنالوجی کے عالمی مینوفیکچرر اور فراہم کنندہ، بتاتے ہیں کہ انورٹر ایپلی کیشنز میں ہارمونکس کو کیسے کم کیا جائے۔
فلوروسینٹ لیمپ، سوئچنگ پاور سپلائیز، الیکٹرک آرک فرنس، ریکٹیفائر اور فریکوئنسی کنورٹرز۔یہ سب غیر لکیری بوجھ والے آلات کی مثالیں ہیں، جس کا مطلب یہ ہے کہ یہ آلہ وولٹیج اور کرنٹ کو اچانک مختصر دالوں کی صورت میں جذب کرتا ہے۔وہ ان آلات سے مختلف ہیں جن میں لکیری بوجھ ہوتا ہے—جیسے موٹرز، اسپیس ہیٹر، توانائی سے چلنے والے ٹرانسفارمرز، اور تاپدیپت بلب۔لکیری بوجھ کے لیے، وولٹیج اور کرنٹ ویوفارمز کے درمیان تعلق سائنوسائیڈل ہوتا ہے، اور کرنٹ کسی بھی وقت اوہم کے قانون کے ذریعے ظاہر کیے گئے وولٹیج کے متناسب ہوتا ہے۔
تمام غیر لکیری بوجھ کے ساتھ ایک مسئلہ یہ ہے کہ وہ ہارمونک کرنٹ پیدا کرتے ہیں۔ہارمونکس فریکوئنسی اجزاء ہیں جو عام طور پر پاور سپلائی کی بنیادی فریکوئنسی سے زیادہ ہوتے ہیں، 50 یا 60 ہرٹز (Hz) کے درمیان، اور بنیادی کرنٹ میں شامل ہوتے ہیں۔یہ اضافی کرنٹ سسٹم وولٹیج ویوفارم کو مسخ کرنے کا سبب بنیں گے اور اس کے پاور فیکٹر کو کم کر دیں گے۔
برقی نظام میں بہنے والے ہارمونک کرنٹ دیگر ناپسندیدہ اثرات پیدا کر سکتے ہیں، جیسے دوسرے بوجھ کے ساتھ انٹرکنکشن پوائنٹس پر وولٹیج کا بگاڑ، اور کیبلز کا زیادہ گرم ہونا۔ان صورتوں میں، ٹوٹل ہارمونک ڈسٹورشن (THD) پیمائش ہمیں بتا سکتی ہے کہ ہارمونکس کی وجہ سے کتنا وولٹیج یا کرنٹ ڈسٹورشن ہوا ہے۔
اس مضمون میں، ہم مطالعہ کریں گے کہ توانائی کے معیار کے مسائل کا سبب بننے والے مظاہر کی درست نگرانی اور تشریح کے لیے صنعت کی سفارشات کی بنیاد پر انورٹر ایپلی کیشنز میں ہارمونکس کو کیسے کم کیا جائے۔
برطانیہ انرجی نیٹ ورک ایسوسی ایشن (ENA) کی انجینئرنگ کی سفارش (EREC) G5 کو ٹرانسمیشن سسٹمز اور ڈسٹری بیوشن نیٹ ورکس میں ہارمونک وولٹیج ڈسٹورشن کے انتظام کے لیے ایک اچھے عمل کے طور پر استعمال کرتا ہے۔یورپی یونین میں، یہ سفارشات عام طور پر برقی مقناطیسی مطابقت (EMC) کی ہدایات پر مشتمل ہوتی ہیں، جن میں مختلف بین الاقوامی الیکٹرو ٹیکنیکل کمیشن (IEC) کے معیارات شامل ہوتے ہیں، جیسے IEC 60050۔ IEEE 519 عام طور پر شمالی امریکہ کا معیار ہے، لیکن یہ بات قابل غور ہے کہ IEEE 519 انفرادی آلات کے بجائے تقسیم کے نظام پر توجہ مرکوز کرتا ہے۔
ایک بار ہارمونک لیولز کا تعین تخروپن یا پیمائش کے ذریعے کیا جاتا ہے، انہیں قابل قبول حدود میں رکھنے کے لیے انہیں کم سے کم کرنے کے بہت سے طریقے ہیں۔لیکن قابل قبول حد کیا ہے؟
چونکہ تمام ہارمونکس کو ختم کرنا معاشی طور پر ممکن یا ناممکن نہیں ہے، اس لیے دو EMC بین الاقوامی معیارات ہیں جو ہارمونک کرنٹ کی زیادہ سے زیادہ قیمت بتا کر پاور سپلائی وولٹیج کے بگاڑ کو محدود کرتے ہیں۔وہ IEC 61000-3-2 معیار ہیں، جو 16 A (A) اور ≤ 75 A فی فیز تک ریٹیڈ کرنٹ والے آلات کے لیے موزوں ہیں، اور IEC 61000-3-12 معیار ہیں، جو 16 A سے اوپر کے آلات کے لیے موزوں ہیں۔
وولٹیج ہارمونکس کی حد یہ ہونی چاہیے کہ پوائنٹ آف کامن کپلنگ (PCC) کے THD (V) کو ≤ 5% پر رکھا جائے۔پی سی سی وہ نقطہ ہے جہاں پاور ڈسٹری بیوشن سسٹم کے برقی کنڈکٹرز کسٹمر کنڈکٹرز اور کسٹمر اور پاور ڈسٹری بیوشن سسٹم کے درمیان کسی بھی پاور ٹرانسمیشن سے منسلک ہوتے ہیں۔
بہت ساری درخواستوں کے لیے ≤ 5% کی سفارش کو واحد ضرورت کے طور پر استعمال کیا گیا ہے۔یہی وجہ ہے کہ بہت سے معاملات میں، صرف 6 پلس ریکٹیفائر اور ان پٹ ری ایکٹنس یا ڈائریکٹ کرنٹ (DC) لنک انڈکٹر کے ساتھ ایک انورٹر کا استعمال زیادہ سے زیادہ وولٹیج ڈسٹورشن کی سفارش کو پورا کرنے کے لیے کافی ہے۔بلاشبہ، 6 پلس انورٹر کے مقابلے میں جس میں لنک میں کوئی انڈکٹر نہیں ہے، DC لنک انڈکٹر (جیسے WEG کا اپنا CFW11، CFW700، اور CFW500) کے ساتھ انورٹر کا استعمال ہارمونک تابکاری کو نمایاں طور پر کم کر سکتا ہے۔
بصورت دیگر، انورٹر ایپلی کیشنز میں سسٹم ہارمونکس کو کم کرنے کے لیے کئی اور آپشنز موجود ہیں، جنہیں ہم یہاں متعارف کرائیں گے۔
ہارمونکس کو کم کرنے کا ایک حل 12 پلس ریکٹیفائر کے ساتھ انورٹر کا استعمال کرنا ہے۔تاہم، یہ طریقہ عام طور پر صرف اس صورت میں استعمال ہوتا ہے جب ٹرانسفارمر پہلے سے نصب ہو۔ایک ہی DC لنک سے منسلک متعدد انورٹرز کے لیے؛یا اگر نئی تنصیب کے لیے انورٹر کے لیے وقف ٹرانسفارمر کی ضرورت ہے۔اس کے علاوہ، یہ محلول بجلی کے لیے موزوں ہے جو عام طور پر 500 کلوواٹ (kW) سے زیادہ ہوتی ہے۔
دوسرا طریقہ یہ ہے کہ ان پٹ پر ایک غیر فعال فلٹر کے ساتھ 6 پلس ایکٹو کرنٹ (AC) ڈرائیو انورٹر استعمال کریں۔یہ طریقہ مختلف وولٹیج کی سطحوں کو مربوط کر سکتا ہے- میڈیم (MV)، ہائی وولٹیج (HV) اور اضافی ہائی وولٹیج (EHV) کے درمیان ہارمونک وولٹیجز - اور مطابقت کو سپورٹ کرتا ہے اور صارفین کے حساس آلات پر منفی اثرات کو ختم کرتا ہے۔اگرچہ یہ ہارمونکس کو کم کرنے کا روایتی حل ہے، لیکن اس سے گرمی کا نقصان بڑھے گا اور پاور فیکٹر کم ہوگا۔
یہ ہمیں ہارمونکس کو کم کرنے کے ایک زیادہ سرمایہ کاری کے طریقے کی طرف لاتا ہے: 18 پلس ریکٹیفائر کے ساتھ ایک انورٹر کا استعمال کریں، یا خاص طور پر DC-AC ڈرائیو کا استعمال کریں جو DC لنک کے ذریعے 18 پلس ریکٹیفائر اور فیز شفٹنگ ٹرانسفارمر کے ذریعے چلتی ہے۔پلس رییکٹیفائر ایک ہی حل ہے چاہے وہ 12 پلس ہو یا 18 پلس۔اگرچہ یہ ہارمونکس کو کم کرنے کا روایتی حل ہے، لیکن اس کی قیمت زیادہ ہونے کی وجہ سے، یہ عام طور پر صرف اس وقت استعمال ہوتا ہے جب ٹرانسفارمر نصب کیا گیا ہو یا نئی تنصیب کے لیے انورٹر کے لیے خصوصی ٹرانسفارمر کی ضرورت ہو۔طاقت عام طور پر 500 کلو واٹ سے زیادہ ہوتی ہے۔
کچھ ہارمونک دبانے کے طریقے گرمی کے نقصان کو بڑھاتے ہیں اور پاور فیکٹر کو کم کرتے ہیں، جبکہ دوسرے طریقے سسٹم کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتے ہیں۔ایک اچھا حل جس کی ہم تجویز کرتے ہیں وہ یہ ہے کہ 6 پلس AC ڈرائیوز کے ساتھ WEG ایکٹو فلٹرز استعمال کریں۔یہ مختلف آلات کے ذریعہ تیار کردہ ہارمونکس کو ختم کرنے کا ایک بہترین حل ہے۔
آخر میں، جب بجلی کو گرڈ میں دوبارہ پیدا کیا جا سکتا ہے، یا جب ایک سے زیادہ موٹریں ایک ہی DC لنک سے چلائی جاتی ہیں، تو دوسرا حل پرکشش ہوتا ہے۔یعنی ایک فعال فرنٹ اینڈ (AFE) ری جنریٹو ڈرائیو اور LCL فلٹر استعمال کیا جاتا ہے۔اس صورت میں، ڈرائیور کے پاس ان پٹ پر ایک فعال ریکٹیفائر ہے اور وہ تجویز کردہ حدود کی تعمیل کرتا ہے۔
بغیر DC لنک کے انورٹرز کے لیے- جیسے WEG کے اپنے CFW500، CFW300، CFW100 اور MW500 انورٹرز- ہارمونکس کو کم کرنے کی کلید نیٹ ورک ری ایکٹینس ہے۔اس سے نہ صرف ہارمونک کا مسئلہ حل ہوتا ہے بلکہ انورٹر کے ری ایکٹو حصے میں توانائی کے ذخیرہ ہونے اور ناکارہ ہونے کا مسئلہ بھی حل ہوتا ہے۔نیٹ ورک ری ایکٹنس کی مدد سے، ایک گونجنے والے نیٹ ورک کے ذریعے بھری ہوئی ایک ہائی فریکوئنسی سنگل فیز انورٹر کو قابل کنٹرول ری ایکٹنس کا احساس کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔اس طریقہ کار کا فائدہ یہ ہے کہ ری ایکٹنس عنصر میں ذخیرہ شدہ توانائی کم ہے اور ہارمونک ڈسٹورشن کم ہے۔
ہارمونکس سے نمٹنے کے دوسرے عملی طریقے ہیں۔ایک یہ ہے کہ غیر لکیری بوجھ کے مقابلہ میں لکیری بوجھ کی تعداد میں اضافہ کیا جائے۔دوسرا طریقہ یہ ہے کہ لکیری اور غیر لکیری بوجھ کے لیے بجلی کی فراہمی کے نظام کو الگ کیا جائے تاکہ 5% اور 10% کے درمیان مختلف وولٹیج THD کی حدیں ہوں۔یہ طریقہ مذکورہ بالا انجینئرنگ سفارشات (EREC) G5 اور EREC G97 کی تعمیل کرتا ہے، جس کا استعمال نان لائنر اور ریزونینٹ پلانٹس اور آلات کی ہارمونک وولٹیج کی تحریف کا جائزہ لینے کے لیے کیا جاتا ہے۔
دوسرا طریقہ یہ ہے کہ زیادہ تعداد میں دالوں کے ساتھ ریکٹیفائر کا استعمال کریں اور اسے متعدد ثانوی مراحل والے ٹرانسفارمر میں کھلائیں۔ایک سے زیادہ پرائمری یا سیکنڈری وائنڈنگ والے ملٹی وائنڈنگ ٹرانسفارمرز کو ایک خاص قسم کی ترتیب میں ایک دوسرے سے منسلک کیا جا سکتا ہے تاکہ مطلوبہ آؤٹ پٹ وولٹیج کی سطح فراہم کی جا سکے یا آؤٹ پٹ پر ایک سے زیادہ بوجھ کو چلایا جا سکے، اس طرح بجلی کی تقسیم اور لچک کے نظام میں مزید اختیارات مہیا ہوتے ہیں۔
آخر میں، اوپر ذکر کردہ AFE کا دوبارہ تخلیقی ڈرائیو آپریشن ہے۔بنیادی AC ڈرائیوز قابل تجدید نہیں ہیں، جس کا مطلب ہے کہ وہ توانائی کو طاقت کے منبع میں واپس نہیں کر سکتے ہیں- یہ خاص طور پر کافی نہیں ہے، کیونکہ کچھ ایپلی کیشنز میں، واپسی ہوئی توانائی کو بحال کرنا ایک مخصوص ضرورت ہے۔اگر دوبارہ پیدا کرنے والی توانائی کو AC پاور سورس میں واپس کرنے کی ضرورت ہے، تو یہ ری جنریٹیو ڈرائیو کا کردار ہے۔سادہ ریکٹیفائرز کو AFE انورٹرز سے بدل دیا جاتا ہے، اور اس طرح سے توانائی بحال کی جا سکتی ہے۔
یہ طریقے ہارمونکس کا مقابلہ کرنے کے لیے مختلف اختیارات فراہم کرتے ہیں اور مختلف قسم کے پاور ڈسٹری بیوشن سسٹم کے لیے موزوں ہیں۔لیکن وہ مختلف ایپلی کیشنز میں توانائی اور لاگت کو نمایاں طور پر بچا سکتے ہیں اور بین الاقوامی معیارات کی تعمیل کر سکتے ہیں۔یہ مثالیں بتاتی ہیں کہ جب تک درست انورٹر ٹیکنالوجی استعمال کی جائے گی، غیر خطی مسئلہ کو حل کرنا مشکل نہیں ہوگا۔
For more information, please contact: WEG (UK) LtdBroad Ground RoadLakesideRedditch WorcestershireB98 8YPT Tel: +44 (0)1527 513800 Email: info-uk@weg.net Website: https://www.weg.net
عمل اور کنٹرول آج جمع کرائے گئے یا بیرونی طور پر تیار کردہ مضامین اور تصاویر کے مواد کے لیے ذمہ دار نہیں ہے۔اس مضمون میں موجود کسی بھی غلطی یا کوتاہی کے بارے میں ہمیں مطلع کرنے کے لیے ہمیں ای میل بھیجنے کے لیے یہاں کلک کریں۔