ہم پاور سسٹم کے لئے 50 Hz یا 60 Hz فریکوئنسی کیوں استعمال کرتے ہیں؟

ایک پاور سسٹم الیکٹرکل کمپوننٹس کا ایک نیٹ ورک ہے جو برق کی تولید، منتقلی اور تقسیم کرتا ہے۔ پاور سسٹم کسی مخصوص فریکوئنسی پر کام کرتا ہے، جو الٹرنیٹ کرنٹ (AC) کے ولٹیج اور کرنٹ کے دھروں کی تعداد کا حساب رکھتا ہے۔ دنیا کے مختلف علاقوں میں استعمال ہونے والی سب سے عام فریکوئنسیاں 50 Hz اور 60 Hz ہیں۔ لیکن یہ کیا وجہ ہے کہ ہم ان فریکوئنسیوں کو استعمال کرتے ہیں اور دیگر فریکوئنسیوں کو نہیں؟ مختلف فریکوئنسیوں کے فائدے اور نقصانات کیا ہیں؟ اور یہ فریکوئنسیاں کیسے معیاری بن گئیں؟ یہ مضمون ان سوالات کے جوابات دے گا اور پاور سسٹم فریکوئنسی کی تاریخ اور ٹیکنیکل جہات کو سمجھائے گا۔

پاور سسٹم فریکوئنسی کیا ہے؟

پاور سسٹم فریکوئنسی AC ولٹیج یا کرنٹ کے فیز زاویے کی تبدیلی کی شرح کے طور پر تعریف کی جاتی ہے۔ یہ ہرٹز (Hz) میں ناپی جاتی ہے، جو ایک دھڑے کے برابر ہوتا ہے۔ پاور سسٹم کی فریکوئنسی ایسی ولٹیج تولید کرنے والے جینریٹرز کی گردش کی رفتار پر منحصر ہوتی ہے۔ جتنی تیزی سے جینریٹرز گردش کرتے ہیں، فریکوئنسی اتنا ہی بلند ہوتی ہے۔ فریکوئنسی الیکٹرکل ڈیوائسز اور یونٹس کے کارکردگی اور ڈیزائن کو بھی متاثر کرتی ہے جو برق کا استعمال یا تولید کرتے ہیں۔

50 Hz اور 60 Hz فریکوئنسیاں کیسے ظاہر ہوئیں؟

پاور سسٹمز کے لیے 50 Hz یا 60 Hz فریکوئنسی کا انتخاب کسی قوي ٹیکنیکل وجہ پر نہیں کیا گیا ہے بلکہ تاریخی اور معاشی عوامل پر منحصر ہے۔ 19ویں صدی کے آخر اور 20ویں صدی کے اوائل میں، جب کомерشل الیکٹرکل پاور سسٹمز کی ترقی ہو رہی تھی، فریکوئنسی یا ولٹیج کی کوئی معیاریت نہیں تھی۔ مختلف علاقوں اور ممالک نے اپنی ملکی ترجیحات اور ضروریات کے مطابق 16.75 Hz سے 133.33 Hz تک کی مختلف فریکوئنسیاں استعمال کیں۔ فریکوئنسی کے انتخاب کو متاثر کرنے والے کچھ عوامل یہ تھے:

• روشنی: کم فریکوئنسیوں نے انسینڈینٹ لمپس اور آرک لمپس میں نمایاں چمکنا کا باعث بنایا جو اس وقت روشنی کے لیے وسیع طور پر استعمال ہوتے تھے۔ زیادہ فریکوئنسیوں نے چمکنا کو کم کیا اور روشنی کی کیفیت میں بہتری لائی۔

• گردش کرنے والے مشینز: زیادہ فریکوئنسیوں نے چھوٹے اور ہلکے موٹرز اور جینریٹرز کی اجازت دی جس سے میٹیریل اور نقل و حمل کی لاگت کم ہوئی۔ لیکن زیادہ فریکوئنسیوں نے گردش کرنے والے مشینز میں لوگز اور گرمی میں اضافہ کیا جس سے کارکردگی اور قابلیت کم ہو گئی۔

• منتقلی اور ٹرانسفارمرز: زیادہ فریکوئنسیوں نے ٹرانسمیشن لائنوں اور ٹرانسفارمرز کی امپیڈنس میں اضافہ کیا جس سے پاور ٹرانسفر کی قابلیت کم ہوئی اور ولٹیج ڈراپ میں اضافہ ہوا۔ کم فریکوئنسیوں نے لمبی ٹرانسمیشن کی دوریوں اور کم لوگز کی اجازت دی۔

• سسٹم کی جڑی: مختلف فریکوئنسیوں کے سسٹمز کو جوڑنے کے لیے پیچیدہ اور مہنگے کنورٹرز یا سنکرونائزروں کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک مشترکہ فریکوئنسی نے سسٹم کی تکمیل اور تناسق کو آسان بنایا۔

جب پاور سسٹمز کی توسیع ہوئی اور وہ جڑ گئے تو فریکوئنسی کی معیاریت کی ضرورت پیدا ہوئی تاکہ پیچیدگی کو کم کیا جا سکے اور سازگاری کو بڑھایا جا سکے۔ لیکن اس کے ساتھ ساتھ مختلف مصنوعات اور علاقوں کے درمیان مقابلہ بھی تھا جو اپنے معیارات اور مونوپولی کو برقرار رکھنا چاہتے تھے۔ اس نے دو اہم گروہوں کے درمیان تقسیم کی وجہ بنائی: ایک گروہ جس نے یورپ اور ایشیا میں 50 Hz کو معیاری فریکوئنسی کے طور پر قبول کیا، اور دوسرا گروہ جس نے شمالی امریکا اور لاطینی امریکا کے کچھ حصوں میں 60 Hz کو معیاری فریکوئنسی کے طور پر قبول کیا۔ جاپان ایک استثناء تھا جس نے دونوں فریکوئنسیوں کو استعمال کیا: مشرقی جاپان (ٹوکیو سمیت) میں 50 Hz اور مغربی جاپان (اوسرکا سمیت) میں 60 Hz۔

مختلف فریکوئنسیوں کے فائدے اور نقصانات کیا ہیں؟

پاور سسٹمز کے لیے 50 Hz یا 60 Hz فریکوئنسی کا استعمال کرنے کا کوئی واضح فائدہ یا نقصان نہیں ہے، کیونکہ دونوں فریکوئنسیوں کے اپنے فائدے اور نقصانات ہیں جو مختلف عوامل پر منحصر ہیں۔ کچھ فائدے اور نقصانات یہ ہیں:

• پاور: 60 Hz کا سسٹم 50 Hz کے سسٹم کے مقابلے میں ایک ہی ولٹیج اور کرنٹ کے لیے 20% زیادہ پاور ہوتا ہے۔ یہ مطلب ہے کہ 60 Hz پر چلنے والے مشینز اور موٹرز تیزی سے چل سکتے ہیں یا زیادہ آؤٹ پٹ پیدا کر سکتے ہیں۔ لیکن یہ بھی مطلب ہے کہ 60 Hz پر چلنے والے مشینز اور موٹرز کو زیادہ تہذیب یا حفاظت کی ضرورت ہو سکتی ہے۔

• سائز: زیادہ فریکوئنسی الیکٹرکل ڈیوائسز اور یونٹس کو چھوٹا اور ہلکا بناتی ہے کیونکہ یہ ٹرانسفارمرز اور موٹرز کے میگنیٹک کورز کا سائز کم کرتی ہے۔ یہ جگہ، میٹیریل، اور نقل و حمل کی لاگت کو بچا سکتی ہے۔ لیکن یہ بھی مطلب ہے کہ زیادہ فریکوئنسی ڈیوائسز کی انسلیشن کی قوت کم ہو سکتی ہے یا لوگز زیادہ ہو سکتے ہیں۔

   

• لوگز: زیادہ فریکوئنسی الیکٹرکل ڈیوائسز اور یونٹس میں سکن ایفیکٹس، ایڈی کرنٹس، ہسٹریسس، ڈائی الیکٹرک گرمی وغیرہ کی وجہ سے لوگز میں اضافہ کرتی ہے۔ یہ لوگز کارکردگی میں کمی کرتے ہیں اور الیکٹرکل ڈیوائسز اور یونٹس میں گرمی میں اضافہ کرتے ہیں۔ لیکن ان لوگز کو سستیک کی ڈیزائن ٹیکنیکوں کے ذریعے کم کیا جا سکتا ہے جیسے لیمنیشن، شیلڈنگ، تہذیب وغیرہ۔

• ہارمونکس: زیادہ فریکوئنسی کم فریکوئنسی کے مقابلے میں زیادہ ہارمونکس پیدا کرتی ہے۔ ہارمونکس فنڈیمینٹل فریکوئنسی کے گناجو ہوتے ہیں جو الیکٹرکل ڈیوائسز اور یونٹس میں ڈسٹریشن، انٹرفیئرنس، ریزوننس وغیرہ کا باعث بن سکتے ہیں۔ ہارمونکس پاور سسٹمز کی کیفیت اور قابلیت کو کم کر سکتے ہیں۔ لیکن ہارمونکس کو فلٹرز، کمپینسیٹرز، کنورٹرز وغیرہ کے ذریعے کم کیا جا سکتا ہے۔

پاور سسٹم فریکوئنسی کی کنٹرول کیسے کی جاتی ہے؟

پاور سسٹم فریکوئنسی کو برق کی فراہمی (جنریشن) اور مانگ (لوڈ) کو حقیقی وقت میں توازن کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔ اگر فراہمی مانگ سے زیادہ ہے تو فریکوئنسی بڑھتی ہے؛ اگر مانگ فراہمی سے زیادہ ہے تو فریکوئنسی گر جاتی ہے۔ فریکوئنسی کی تحریکیں پاور سسٹمز کی استحکام اور سلامتی کو متاثر کرسکتی ہیں، ساتھ ہی الیکٹرکل ڈیوائسز اور یونٹس کی کارکردگی اور آپریشن کو بھی متاثر کرسکتی ہیں۔

فریکوئنسی کو قابل قبول حدود (معمولاً نامنی کیمیلی ویلیو کے آرگن 0.5%) میں برقرار رکھنے کے لیے پاور سسٹمز مختلف طریقوں کا استعمال کرتے ہیں جیسے:

• ٹائم ایرر کوریکشن (TEC): یہ ایک طریقہ ہے جس میں جینریٹرز کی رفتار کو مدت دار فریکوئنسی کی تحریکوں کی وجہ سے کسی طویل مدت کے لیے جمع ہونے والے کسی بھی ٹائم ایرر کو صحیح کرنے کے لیے دور دراز کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، اگر فریکوئنسی طویل عرصے تک نامنی کیمیلی ویلیو سے کم ہوتی ہے (مثال کے طور پر، زیادہ لوڈ کی وجہ سے)، تو جینریٹرز کمی کو کم کرنے کے لیے کچھ تیز رفتار ہو جائیں گے۔

• لوڈ-فریکوئنسی کنٹرول (LFC): یہ ایک طریقہ ہے جس میں جینریٹرز کا آؤٹ پٹ خودکار طور پر کسی مخصوص علاقے یا زون (مثال کے طور پر، ایک ریاست یا ملک) میں لوڈ میں کسی بھی تبدیلی کو میچ کرنے کے لیے تبدیل کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، اگر لوڈ اچانک بڑھ جاتا ہے (مثال کے طور پر، ایپلائنس کو سوچنے کی وجہ سے)، تو جینریٹرز فریکوئنسی کو برقرار رکھنے کے لیے اپنے آؤٹ پٹ کو مطابق بڑھا دیں گے۔

• فریکوئنسی کی شرح میں تبدیلی (ROCOF): یہ ایک طریقہ ہے جس میں پاور سسٹمز میں کسی بھی ناگہانی یا بڑی تحریک کی تشخیص کی جاتی ہے جیسے فالٹ یا آؤٹیجز۔ مثال کے طور پر، اگر کوئی بڑا جینریٹر غیر متوقع طور پر آفلائن ہو جاتا ہے (مثال کے طور پر، کسی فالٹ کی وجہ سے)، تو ROCOF یہ دکھا دے گا کہ یہ واقعہ کی وجہ سے فریکوئنسی کتنی تیزی سے تبدیل ہو رہی ہے۔

• آڈیبل نائیز: یہ الیکٹرکل ڈیوائسز اور یونٹس میں مکینکل وبریشن کی وجہ سے فریکوئنسی میں کسی بھی تبدیلی کی آڈیبل نشاندہی ہے جیسے ٹرانسفارمرز یا موٹرز۔ مثال کے طور پر، اگر فریکوئنسی کچھ تیز ہو جاتی ہے (مثال کے طور پر، کم لوڈ کی وجہ سے)، تو کچھ ڈیوائسز نرمال سے زیادہ پیچھے کی آواز پیدا کر سکتے ہیں۔

clusão

پاور سسٹم فریکوئنسی ایک اہم پیرامیٹر ہے جو برق کی تولید، منتقلی، تقسیم اور استعمال کو متاثر کرتا ہے۔ پاور سسٹمز کے لیے 50 Hz یا 60 Hz فریکوئنسی کا انتخاب تاریخی اور معاشی وجہات پر منحصر ہے نہ کہ ٹیکنیکل۔ دونوں فریکوئنسیوں کے اپنے فائدے اور نقصانات ہیں جو پاور، سائز، لوگز، ہارمونکس وغیرہ کے مطابق ہوتے ہیں۔ پاور سسٹم فریکوئنسی کو TEC، LFC، ROCOF، اور آڈیبل نائیز جیسے مختلف طریقوں سے کنٹرول کیا جاتا ہے تاکہ پاور سسٹمز کی استحکام اور قابلیت کو برقرار رکھا جا سکے اور الیکٹرکل ڈیوائسز اور یونٹس کی کارکردگی اور آپریشن کو بھی برقرار رکھا جا سکے۔

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.