پاور گرڊ ۾ بجلي جي فريڪوئنسي
بجلي جي فريڪوئنسي هڪ برقي بجلي نظام ۾ سڀ کان اهم پيرا ميٽرز مان هڪ آهي. جيڪڏهن وولٽيج کي "دٻاءُ" سان تشبيه ڏئي سگهجي ٿي جيڪو برقي ڪرنٽ کي هلائي ٿو، ته پوءِ فريڪوئنسي "تال" يا "نبض" آهي جيڪا پاور گرڊ ۾ سڀني حصن کي هم آهنگي ۾ ڪم ڪندي رهي ٿي. ڪيترن ئي ملڪن ۾، پاور گرڊ 50 هرٽز يا 60 هرٽز جي معمولي فريڪوئنسي تي ڪم ڪن ٿا. انڊونيشيا، ايشيا ۽ يورپ جي اڪثر ملڪن سان گڏ، 50 هرٽز استعمال ڪري ٿو. جڏهن ته اهو سادو لڳي سگهي ٿو، هڪ مستحڪم فريڪوئنسي برقرار رکڻ هڪ وڏو ڪم آهي جنهن ۾ پيداوار، ٽرانسميشن، ورڇ، ۽ اڃا تائين گراهڪ لوڊ رويي شامل آهي.
بجلي جي تعدد کي سمجهڻ
بجلي جي فريڪوئنسي هر سيڪنڊ ۾ ٿيندڙ متبادل ڪرنٽ (AC) چڪرن جو تعداد آهي. ان جو يونٽ هرٽز (Hz) آهي. هڪ AC سسٽم ۾، وولٽيج ۽ ڪرنٽ وقت بوقت هدايت تبديل ڪندا آهن. جڏهن 50 هرٽز جي فريڪوئنسي بيان ڪئي ويندي آهي، ته ان جو مطلب آهي ته هڪ سيڪنڊ ۾ 50 مڪمل چڪر ٿين ٿا. هي فريڪوئنسي سڌو سنئون پاور پلانٽ ۾ هم وقت ساز جنريٽر جي گردش جي رفتار سان لاڳاپيل آهي. سادي لفظن ۾، جنريٽر جي روٽر جي رفتار ۽ قطبن جو تعداد آئوٽ پُٽ فريڪوئنسي جو تعين ڪري ٿو. عام تعلق هي آهي:
ف = (پي × ن) / 120،
جتي f فريڪوئنسي (Hz) آهي، p قطبن جو تعداد آهي، ۽ n گردش جي رفتار (rpm) آهي.
تنهن ڪري، سسٽم فريڪوئنسي صرف هڪ انگ ناهي، پر پيدا ٿيندڙ بجلي ۽ استعمال ٿيندڙ بجلي جي وچ ۾ متحرڪ توازن جو اشارو آهي.
ڇو تعدد برقرار رکڻ گهرجي؟
پاور گرڊ ۾ فريڪوئنسي ڪيترن ئي اهم سببن جي ڪري ان جي نامياري قدر جي ويجهو هجڻ گهرجي. پهريون، ڪيترائي برقي ڊوائيس مخصوص فريڪوئنسي تي بهتر طور تي ڪم ڪرڻ لاءِ ٺهيل آهن. مثال طور، انڊڪشن موٽرز ۾ هڪ هم وقت ساز رفتار هوندي آهي جيڪا فريڪوئنسي تي منحصر هوندي آهي. فريڪوئنسي ۾ تبديلي موٽر جي رفتار کي تبديل ڪري سگهي ٿي، ٽورڪ گهٽائي سگهي ٿي، نقصان وڌائي سگهي ٿي، ۽ اوور هيٽنگ جو سبب بڻجي سگهي ٿي.
ٻيو، فريڪوئنسي انحراف بجلي جي عدم توازن جو اشارو ڏئي ٿو. جيڪڏهن لوڊ پيدا ڪرڻ جي گنجائش کان وڌي وڃي ٿو، ته سسٽم "سست" ٿي ويندو آهي ۽ فريڪوئنسي گهٽجي ويندي آهي. ان جي برعڪس، جيڪڏهن پيدا ڪرڻ جي گنجائش لوڊ کان وڌي وڃي ٿي، ته فريڪوئنسي وڌي ويندي آهي. هڪ وڏو عدم توازن جيڪو تمام گهڻي وقت تائين چيڪ نه ڪيو وڃي، وڏي پيماني تي بليڪ آئوٽ جو سبب بڻجي سگهي ٿو، ڇاڪاڻ ته تحفظات سامان کي نقصان کان بچائڻ لاءِ ڪم ڪندا.
ٽيون، پاور سسٽم جي استحڪام - ٻئي جنريٽر روٽر اينگل استحڪام ۽ وولٽيج استحڪام - فريڪوئنسي ڪنٽرول کان متاثر ٿئي ٿو. هڪ وڏي باهمي ڳنڍيل نظام ۾، هڪ علائقي ۾ فريڪوئنسي کي ڪنٽرول ڪرڻ ۾ ناڪامي ٻين علائقن تي هڪ لهر وارو اثر وجهي سگهي ٿي.
فريڪوئنسي، لوڊ ۽ جنريشن جي وچ ۾ تعلق
پاور سسٽم ۾، پاور بيلنس کي صرف هن طرح لکي سگهجي ٿو:
پي جنريٽر = پي لوڊ + سسٽم نقصان
جڏهن لوڊ اوچتو وڌي ويندو آهي (مثال طور، شام جي چوٽي جي وقت ۾، يا جڏهن ڪيتريون ئي صنعتون هڪ ئي وقت ڪم ڪرڻ شروع ڪنديون آهن)، ته سسٽم کي اضافي بجلي جي ضرورت هوندي آهي. جيڪڏهن جنريٽر جي جواب ۾ دير ٿئي ٿي، ته فريڪوئنسي گهٽجي ويندي. هي گهٽتائي ان ڪري ٿيندي آهي جو جنريٽر روٽر وقتي بجلي جي کوٽ کي پورو ڪرڻ لاءِ حرڪي توانائي وڃائي ڇڏيندو آهي. روٽر جي حرڪي توانائي هڪ بفر (انرٽيا) طور ڪم ڪري ٿي جيڪا تعدد جي تبديلين کي برداشت ڪرڻ ۾ مدد ڪري ٿي.
ان جي برعڪس، جڏهن لوڊ اوچتو گهٽجي ويندو آهي (مثال طور، جڏهن صنعت بند ٿي ويندي آهي، يا اوچتو ڪو وڏو جنريٽر آن ٿيندو آهي)، فريڪوئنسي وڌي سگهي ٿي ڇاڪاڻ ته اضافي طاقت جنريٽرن کي "تيز رفتار" ڪرڻ جو سبب بڻجندي آهي. اهو ئي سبب آهي ته سسٽم آپريٽرن کي پيداوار ۽ لوڊ کي مسلسل متوازن رکڻ گهرجي، سيڪنڊ بائي سيڪنڊ.
تعدد ۽ بجلي جي معيار جو معياري انحراف
مثالي فريڪوئنسي بلڪل 50 هرٽز (يا 60 هرٽز) آهي، پر عملي طور تي، ننڍا انحراف هميشه موجود هوندا آهن. انحراف کي ڪيتري حد تائين عام سمجهيو ويندو آهي اهو مقامي آپريٽنگ معيارن ۽ ضابطن جي ذريعي طئي ڪيو ويندو آهي. جديد پاور سسٽم ۾ سامان جي ڪارڪردگي، توانائي جي ڪارڪردگي، ۽ انٽر ڪنيڪشن استحڪام سان لاڳاپيل سخت فريڪوئنسي معيار جا هدف آهن.
ننڍيون فريڪوئنسي انحراف عام طور تي رهائشي گراهڪن لاءِ اڻ ڏٺل هونديون آهن، پر اهي درست مشينري، هم وقت سازي نظام، ۽ حساس عملن سان صنعتن لاءِ اهم رهنديون آهن. ڪجهه ايپليڪيشنون، جهڙوڪ گرڊ فريڪوئنسي تي ٻڌل برقي گھڙيون (جيڪي ڪڏهن عام هيون)، جيڪڏهن سراسري فريڪوئنسي ڊگهي عرصي تائين انحراف ڪري ٿي ته غلطيون محسوس ڪري سگهن ٿيون. تنهن ڪري، آپريٽر اڪثر ڪري نه رڳو لمحاتي انحرافن کي ڪنٽرول ڪندا آهن پر اهو پڻ يقيني بڻائيندا آهن ته سراسري فريڪوئنسي درستگي ڏانهن موٽندي آهي ته جيئن غلطي جي جمع کي گهٽ ۾ گهٽ ڪري سگهجي.
فريڪوئنسي ڪنٽرول ميڪانيزم
فريڪوئنسي ڪنٽرول تہن ۾ ڪيو ويندو آهي، تمام تيز جواب کان وٺي وچولي مدت جي شيڊولنگ تائين.
1. اندروني جواب
هي هڪ هم وقت ساز جنريٽر ۾ گھمندڙ ماس جو هڪ قدرتي ردعمل آهي. جڏهن طاقت جو عدم توازن ٿئي ٿو، ته روٽر جي حرڪي توانائي پهرين ڪجهه سيڪنڊن ۾ فريڪوئنسي تبديلين جي مزاحمت ۾ مدد ڪري ٿي. جڏهن ته، جيئن انورٽر تي ٻڌل جنريشن (مثال طور، پي وي ۽ بيٽريون) وڌنديون آهن، سسٽم جي انرشيا گهٽجي سگهي ٿي، جنهن جي ڪري فريڪوئنسي ۾ اتار چڙهاؤ وڌيڪ آساني سان ٿي سگهي ٿو.
2. پرائمري ڪنٽرول (پرائمري فريڪوئنسي ڪنٽرول)
هي ڪنٽرول عام طور تي هڪ جنريٽنگ پلانٽ ۾ ٽربائن گورنر استعمال ڪندو آهي. جڏهن فريڪوئنسي گهٽجي ويندي آهي، ته گورنر توانائي جي ان پٽ کي وڌائيندو آهي (مثال طور، اسٽيم والو کولڻ يا پاڻي جي وهڪري کي وڌائڻ)، آئوٽ پُٽ پاور وڌائيندو آهي. پرائمري ڪنٽرول تيزي سان ڪم ڪندو آهي (سيڪنڊ کان ڏهه سيڪنڊ) ۽ گهٽتائي جي شرح کي روڪيندو آهي، پر عام طور تي فريڪوئنسي کي بلڪل نامزد نه ڪندو آهي؛ اهو صرف ان کي هڪ نئين، ويجهي قدر تي مستحڪم ڪندو آهي.
3. ثانوي ڪنٽرول (AGC)
خودڪار جنريشن ڪنٽرول (AGC) فريڪوئنسي کي معمولي تي بحال ڪرڻ ۽ هڪٻئي سان ڳنڍيل علائقن جي وچ ۾ پاور ايڪسچينج کي منظم ڪرڻ لاءِ ڏهه سيڪنڊن کان منٽن جي پيماني تي ڪم ڪري ٿو. AGC فريڪوئنسي غلطين ۽ پاور فلو انحراف کي درست ڪرڻ لاءِ ريگيوليٽنگ يونٽن کي سيٽ پوائنٽ موڪلي ٿو.
4. ٽئين درجي جو ڪنٽرول ۽ شيڊولنگ (ٽيٽيري ڪنٽرول / ڊسپيچ)
اهي هڪ منٽ کان ڪلاڪ جي پيماني تي اقتصادي-آپريشنل ترتيبون آهن، جن ۾ نسل جي وابستگي، اسپننگ رزرو سيٽنگون، ۽ حفاظتي مارجن کي برقرار رکڻ لاءِ ٻيهر موڪلڻ شامل آهن.
پاور رزرو ۽ تحفظ جو ڪردار
فريڪوئنسي برقرار رکڻ لاءِ، سسٽم آپريٽر بيڪ اپ پاور فراهم ڪندا آهن. هي بيڪ اپ جنريٽرن جي صورت ۾ ٿي سگهي ٿو جيڪي وڌ ۾ وڌ گنجائش کان گهٽ ڪم ڪن ٿا ته جيئن انهن کي جلدي تيز ڪري سگهجي، يا تيز چارجنگ وسيلن جهڙوڪ بيٽريون ۽ پيڪر جنريٽر. اضافي طور تي، انڊر فريڪوئنسي لوڊ شيڊنگ (UFLS) جهڙيون حفاظتي اسڪيمون آهن، جيڪي بتدريج لوڊ گهٽائي ڇڏينديون آهن جڏهن فريڪوئنسي هڪ خاص حد کان هيٺ ٿي ويندي آهي. UFLS سسٽم جي تباهي کي روڪڻ لاءِ "ايمرجنسي بريڪ" طور ڪم ڪري ٿو. جڏهن ته گراهڪ مقامي بندش جو تجربو ڪري سگهن ٿا، هي ماپ وسيع سسٽم کي مڪمل بليڪ آئوٽ کان بچائي سگهي ٿو.
جڏهن فريڪوئنسي تمام گهڻي هوندي آهي ته ٻيا تحفظ پڻ چالو ٿي سگهن ٿا، جهڙوڪ پيداوار ۾ گهٽتائي کي لازمي قرار ڏيڻ. هي سڀ ڪجهه ظاهر ڪري ٿو ته فريڪوئنسي هڪ سسٽم جي صحت جو اشارو آهي جنهن جي ويجهي نگراني ڪرڻ گهرجي.
جديد چئلينج: قابل تجديد توانائي ۽ انورٽر تي ٻڌل نظام
قابل تجديد توانائي جو انضمام - خاص طور تي شمسي (PV) ۽ ونڊ - فريڪوئنسي ڪنٽرول لاءِ نوان چئلينج آڻيندو آهي. ڪيترائي قابل تجديد جنريٽر وڏن هم وقت ساز جنريٽرن جي بدران، انورٽر ذريعي گرڊ سان ڳنڍيل آهن. نتيجي طور، قدرتي جڙت جو حصو گهٽجي ويندو آهي. سسٽم متحرڪ طور تي هلڪو ٿي ويندو آهي، تنهنڪري لوڊ تبديليون يا خلل فريڪوئنسي تبديلين کي وڌيڪ تيزيءَ سان پيدا ڪري سگهن ٿا (فرڪوئنسي جي تبديلي جي هڪ اعلي شرح).
ان کي حل ڪرڻ لاءِ، نئين ٽيڪنالاجيون تيار ڪيون ويون آهن، جهڙوڪ مصنوعي انرٽيا انورٽر، بيٽرين ۾ ڊروپ ڪنٽرول، ۽ فاسٽ فريڪوئنسي ريسپانس (FFR)، جيڪي تمام مختصر برسٽ ۾ پاور داخل ڪري سگهن ٿيون. گرڊ اسڪيل بيٽريون سوين ملي سيڪنڊن ۾ به جواب ڏئي سگهن ٿيون، ٽربائن جي پرائمري ڪنٽرول کي شروع ٿيڻ کان اڳ فريڪوئنسي ڊراپس کي گهٽائڻ ۾ مدد ڪنديون آهن.
سامان ۽ ڪارڪردگي تي تعدد جو اثر
غير مستحڪم تعدد ڪيترن ئي قسمن جي سامان جي ڪارڪردگي کي متاثر ڪري سگهن ٿا:
- اليڪٽرڪ موٽر: رفتار ۾ تبديلي، سلپ وڌي ٿي، گرمي پد وڌي ٿو جيڪڏهن سخت حالتون گهڻي وقت تائين رهن ٿيون.
- ٽرانسفارمر ۽ مقناطيسي ڊوائيسز: فريڪوئنسي تبديليون ڪجهه حالتن ۾ بنيادي نقصان ۽ سنترپتي صلاحيت کي متاثر ڪن ٿيون، جيتوڻيڪ سسٽم عام طور تي تبديلين کي ننڍو رکي ٿو.
- اليڪٽرانڪ سامان: عام طور تي برداشت ڪندڙ سوئچنگ پاور سپلاءِ استعمال ڪندو آهي، پر اڃا تائين اعتبار لاءِ سٺي پاور معيار جي ضرورت هوندي آهي.
- صنعتي عمل: جن کي هم وقت سازي ۽ رفتار جي استحڪام جي ضرورت هوندي آهي اهي فريڪوئنسي انحراف لاءِ حساس ٿي سگهن ٿا.
تنهن ڪري، فريڪوئنسي برقرار رکڻ نه رڳو سسٽم آپريٽرز جي مفاد ۾ آهي، پر سامان جي زندگي ۽ گراهڪن لاءِ خدمت جي معيار کي برقرار رکڻ لاءِ پڻ آهي.
نتيجو
پاور گرڊ ۾ بجلي جي فريڪوئنسي هڪ بنيادي پيرا ميٽر آهي جيڪو بجلي جي پيداوار ۽ استعمال جي وچ ۾ توازن کي ظاهر ڪري ٿو. 50 هرٽز جي نامياري فريڪوئنسي کي سسٽم انرشيا، پرائمري ۽ سيڪنڊري ڪنٽرول (AGC)، آپريشنل شيڊولنگ، ۽ پاور رزرو جي ميلاپ ذريعي برقرار رکڻ گهرجي. جڏهن وڏيون خرابيون ٿينديون آهن، ته UFLS جهڙا تحفظ هڪ وسيع سسٽم جي تباهي کي روڪي سگهن ٿا. توانائي جي منتقلي جي دور ۾، انورٽر تي ٻڌل پاور پلانٽس ۾ اضافو نئين حڪمت عملين جي ضرورت آهي جهڙوڪ مصنوعي انرشيا ۽ تيز فريڪوئنسي جواب. مناسب فريڪوئنسي انتظام سان، پاور سسٽم مستحڪم ۽ قابل اعتماد طور تي ڪم ڪري سگهي ٿو، ۽ پائيدار طور تي ڪميونٽي جي بجلي جي ضرورتن کي پورو ڪري سگهي ٿو.
