کیا ہے پاور فیکٹر: بہتری، فارمولا اور تعریف

کیا پاور فیکٹر ہے؟

برقی مهندسی میں، ایک AC برقی طاقت نظام کا پاور فیکٹر (PF) لوڈ کے ذریعے جذب کردہ کام کرنے والی طاقت (کلوواٹز، kW میں ناپی جاتی ہے) سے گزر رہی ظاہر شدہ طاقت (کلوولٹ امپیرز، kVA میں ناپی جاتی ہے) کے تناسب کے طور پر تعریف کیا جاتا ہے۔ پاور فیکٹر ایک بے بعد عدد ہوتا ہے جو -1 سے 1 کے بند فاصلے میں ہوتا ہے۔

“ایڈئل” پاور فیکٹر وہ ہے جس کی قدر ایک (یا “یونٹی” کے طور پر بھی جانا جاتا ہے)۔ یہ وہ وقت ہے جب کسی کرکٹ میں کوئی ریاکٹیو طاقت نہ ہو، اور لہذا ظاہر شدہ طاقت (kVA) حقیقی طاقت (kW) کے برابر ہو۔ ایک لوڈ جس کا پاور فیکٹر 1 ہے وہ سپلائی کی سب سے کارآمد لوڈنگ ہوتی ہے۔

اس کے باوجود یہ عملی طور پر واقعی نہیں ہے، اور پاور فیکٹر عملی طور پر 1 سے کم ہوگا۔ مختلف پاور فیکٹر کوریکشن تکنیکیں استعمال کی جاتی ہیں تاکہ پاور فیکٹر کو اس ایدال حالت تک بڑھایا جا سکے۔

یہ بہتر سمجھنے کے لئے، چلو کچھ پیچھے ہٹ کر طاقت کے بارے میں بات کرتے ہیں۔

طاقت کام کرنے کی صلاحیت ہے۔ برقی عرصے میں، برقی طاقت وہ مقدار ہے جس کو کسی دوسرے شکل (گرمی، روشنی وغیرہ) میں منتقل کیا جا سکتا ہے۔

ریاضیاتی طور پر پاور فیکٹر کسی عنصر کے آرام کے پر وولٹیج ڈراپ اور اس کے ذریعے گزر رہی کرنٹ کا حاصل ہوتا ہے۔

پہلے DC کرکٹس کو دریافت کرتے ہوئے، جس میں صرف DC وولٹیج سرس ہوتے ہیں، انڈکٹرز اور کیپیسٹرز کرتے ہیں۔

لہذا پورا کرکٹ مقاومتی کرکٹ کی طرح کام کرتا ہے اور تمام برقی طاقت گرمی کی شکل میں ختم ہوجاتی ہے۔ یہاں وولٹیج اور کرنٹ ایک ہی فیز میں ہوتے ہیں اور کل برقی طاقت کو یوں دیا جاتا ہے:

اب AC کرکٹ کو لیتے ہوئے، یہاں انڈکٹر اور کیپیسٹر دونوں کچھ مقدار کی زد مخالفت پیش کرتے ہیں جو کہ یوں دی جاتی ہے:

ایندکٹر میگنیٹک توانائی کی شکل میں برقی توانائی کو ذخیرہ کرتا ہے اور کیپیسٹر الیکٹروسٹیٹک توانائی کی شکل میں برقی توانائی کو ذخیرہ کرتا ہے۔ ان میں سے کوئی بھی اسے نہیں ختم کرتا۔ علاوہ ازیں، ولٹیج اور کرنٹ کے درمیان فیز کا تبدیل ہوتا ہے۔

اس لیے جب ہم ریزسٹر، اینڈکٹر اور کیپیسٹر پر مشتمل پورے سرکٹ کو دیکھتے ہیں تو سرس صرف ولٹیج اور کرنٹ کے درمیان کچھ فیز کا فرق موجود ہوتا ہے۔

اس فیز کے فرق کا کوسائن برقی طاقت کا فیکٹر کہلاتا ہے۔ یہ فیکٹر (-1 < cosφ < 1) کل طاقت کے کس حصے کو مفید کام کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے کا ظاہر کرتا ہے۔

برقی طاقت کا دوسرا حصہ اینڈکٹر اور کیپیسٹر میں میگنیٹک توانائی یا الیکٹروسٹیٹک توانائی کی شکل میں ذخیرہ ہوتا ہے۔

اس صورتحال میں کل طاقت یہ ہے:

اسے ظاہری طاقت کہا جاتا ہے اور اس کا وحد VA (Volt-Amp) ہے اور اسے ‘S’ سے ظاہر کیا جاتا ہے۔ کل برقی طاقت کا وہ حصہ جو ہمارے مفید کام کرتا ہے کو فعال طاقت کہا جاتا ہے۔ ہم اسے ‘P’ سے ظاہر کرتے ہیں۔

P = فعال طاقت = کل برقی طاقت.cosφ اور اس کا وحد واٹ ہے۔

طاقت کا دوسرا حصہ ریاکٹیو طاقت کہلاتا ہے۔ ریاکٹیو طاقت کوئی مفید کام نہیں کرتا، لیکن فعال کام کرنے کے لیے یہ ضروری ہے۔ ہم اسے ‘Q’ سے ظاہر کرتے ہیں اور ریاضیاتی طور پر یہ دیا گیا ہے:

Q = ریاکٹیو طاقت = کل برقی طاقت.sinφ اور اس کا وحد VAR (Volt-Amp Reactive) ہے۔ یہ ریاکٹیو طاقت سورس اور لوڈ کے درمیان دوڑتی ہے۔ اس کو بہتر طور پر سمجھنے کے لیے تمام طاقتیں مثلث کی شکل میں ظاہر کی جاتی ہیں۔

ریاضیاتی طور پر، S2 = P2 + Q2, اور برقی طاقت کا فیکٹر فعال طاقت / ظاہری طاقت ہے۔

طاقت کا فیکٹر کی بہتری

ٹرم پاور فیکٹر صرف متبادل کاروں میں آتا ہے۔ ریاضیاتی طور پر یہ وولٹیج اور کرنٹ کے درمیان فاز کے فرق کا کوسائن ہوتا ہے۔ یہ کل طاقت (ظاہری طاقت) کے ان حصے کا حوالہ دیتا ہے جو مفید کام کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے، جسے سرگرم طاقت کہا جاتا ہے۔

پاور فیکٹر کی بہتری کی ضرورت

• واقعی طاقت P = VIcosφ سے دی جاتی ہے۔ برقی کرنٹ cosφ کے عکس نسبت میں ہوتا ہے کسی مخصوص وولٹیج پر مقررہ مقدار کی طاقت منتقل کرنے کے لیے۔ اس لیے زیادہ پاور فیکٹر کے ساتھ کم کرنٹ بہنے والا ہوگا۔ کم کرنٹ کی بہاؤ کی ضرورت کم عرض کے کنڈکٹرز کی ہوتی ہے، اور یوں یہ کنڈکٹرز اور رقم کو بچاتا ہے۔

• اس تعلق سے، ہم دیکھتے ہیں کہ غیر معیاری پاور فیکٹر کرنٹ کو بڑھاتا ہے جو کنڈکٹر میں بہتا ہے، اور یوں کپر کا نقصان بڑھ جاتا ہے۔ ایک بڑا وولٹیج ڈراپ الٹرنیٹر، برقی ترانسفارمر، اور ٹرانسمیشن، اور ڈسٹری بیوشن لائنز میں ہوتا ہے – جس سے بہت خراب وولٹیج ریگولیشن ہوتا ہے۔

• میکینز کا KVA ریٹنگ بھی زیادہ پاور فیکٹر کے ساتھ کم ہوتا ہے، فارمولے کے مطابق:

اس لیے، میکین کا سائز اور قیمت بھی کم ہوتا ہے۔

اس لیے برقی پاور فیکٹر کو یکجا کے قریب رکھنا چاہئے – یہ کہنیاً سستا ہے۔

پاور فیکٹر کی بہتری کے طریقے

پاور فیکٹر کی بہتری کے تین اہم طریقے ہیں:

• کیپیسٹر بینکس

• سنکرون کنڈینسرز

• فیز ایڈوانسرز

کیپیسٹر بینکس

پاور فیکٹر کی بہتری کا مطلب ہے وولٹیج اور کرنٹ کے درمیان فاز کے فرق کو کم کرنا۔ کیونکہ زیادہ تر لوڈ انڈکٹوی ماحول کے ہوتے ہیں، اس لیے ان کے کام کرنے کے لیے کچھ مقدار کی ریاکٹو کی طاقت کی ضرورت ہوتی ہے۔

ایک کیپیسٹر یا کیپیسٹروں کا بینک لوڈ کے متوازی نصب کیا جاتا ہے جو یہ ریاکٹو طاقت فراہم کرتا ہے۔ وہ مقامی ریاکٹو طاقت کا ذخیرہ کرتے ہیں، اور اس لیے کم ریاکٹو طاقت لائن سے گزرے گی۔

کیپیسٹر بینکس وولٹیج اور کرنٹ کے درمیان فاز کے فرق کو کم کرتے ہیں۔

سنکرون کنڈینسرز

سینکرون کنڈینسرز تین فیزہ سینکرون موتروں کا نام ہے جن کے شافٹ پر کوئی بوجھ منسلک نہیں ہوتا۔

سینکرون موتر کی خصوصیت یہ ہے کہ وہ کسی بھی طاقت کے فیکٹر کے تحت کام کرتا ہے، آگے، پیچھے یا اکائٹی، اس کی محرکت کے بنیاد پر۔ انڈکٹو بوجھ کے لئے، سینکرون کنڈینسر بوجھ کی جانب متصل ہوتا ہے اور اس کی محرکت زیادہ کی جاتی ہے۔

سینکرون کنڈینسر ایک کیپیسٹر کی طرح کام کرنے کو مجبور کرتا ہے۔ یہ دیری کرنے والی کرنٹ کو فراہم کرتا ہے یا ریاکٹو طاقت فراہم کرتا ہے۔

فیز کے آگے بڑھنے والے

یہ ایک AC محرک ہے جو ایک انڈکشن موتر کے طاقت کے فیکٹر کو بہتر بنانے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔

انہیں موتر کے شافٹ پر منسلک کیا جاتا ہے اور وہ موتر کے روتر سرکٹ سے منسلک ہوتے ہیں۔ یہ مخصوص سلپ فریکوئنسی پر مطلوبہ فلکس کو پیدا کرنے کے لئے محرک امپیر ٹرن فراہم کرتے ہوئے طاقت کے فیکٹر کو بہتر بناتے ہیں۔

اگر امپیر-ٹرنز میں اضافہ ہو تو، یہ آگے کے طاقت کے فیکٹر پر کام کرنے کے قابل بن سکتا ہے۔

طاقت کے فیکٹر کا حساب لگانا

طاقت کے فیکٹر کا حساب لگانے میں، ہم وولٹیج اور دریافت کیے گئے کرنٹ کو ایک ولٹ میٹر اور ایمپیئر میٹر کے ذریعے ناپتے ہیں۔ ایک واٹ میٹر کو فعال طاقت حاصل کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔

اب، ہم جانتے ہیں کہ P = VIcosφ واٹ

اس لیے، ہم الیکٹرکل طاقت کے فیکٹر کو حاصل کر سکتے ہیں۔

اب ہم ریاکٹو طاقت Q = VIsinφ VAR کا حساب لگا سکتے ہیں

اس ریاکٹو طاقت کو اب مقامی طور پر بوجھ کے ساتھ متوازی طور پر منسلک کیے گئے کیپیسٹر سے فراہم کیا جا سکتا ہے۔ کیپیسٹر کی ریاکٹو طاقت کو نیچے دی گئی فارمولے کے ذریعے حساب لگایا جا سکتا ہے:

مہم: طاقت کے فیکٹر کی بہتری میں، بوجھ کی طرف سے مطلوبہ ریاکٹو طاقت کی ضرورت تبدیل نہیں ہوتی ہے۔ یہ صرف دیگر ڈیائسز کی طرف سے فراہم کی جاتی ہے، جس سے مبدا کے لئے مطلوبہ ریاکٹو طاقت فراہم کرنے کا بوجھ کم ہو جاتا ہے۔

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