جرمن وی ڈی ای-ای آر-این 4105 کے مطابق صنعتی اسٹیٹ اپ میں 'تین فیز غیر متوازن' کی حدود کو کیسے کنٹرول کیا جائے؟

جرمن کم وولٹیج گرڈ معیار: VDE-AR-N 4105

جرمنی دنیا کے سب سے جدید اور سخت تنظیم شدہ بجلی کے نیٹ ورکس میں سے ایک کا گھر ہے۔ جبکہ ملک اپنے اینرجی وینڈے (انرجی ٹرانزیشن) کی طرف بڑھ رہا ہے، کم وولٹیج گرڈ میں تقسیم شدہ سورجی توانائی کے انضمام کو نظام کی حفاظت اور قابل اعتمادی برقرار رکھنے کے لیے غور سے منظم کرنا ضروری ہے۔ اس کنکشن کو حکمرانی کرنے والی بنیادی فنی کوڈ وی ڈی ای-ای آر-این 4105 معیار ہے، جس کا عنوان 'کم وولٹیج تقسیم نیٹ ورک سے منسلک جنریٹرز' ہے۔ یہ معیار تمام تولیدی نظاموں کے لیے بجلی کی معیار، گرڈ سپورٹ اور حفاظتی رویے کے لیے سخت قواعد وضع کرتا ہے۔ جرمن صنعتی پلانٹ کے منیجرز، برقی انجینئرز اور بی ٹو بی سورجی ڈویلپرز کے لیے، وی ڈی ای-ای آر-این 4105 کے تحت تھری فیز انبیلنس (جو شیفلاسٹ کے نام سے جانا جاتا ہے) کو کنٹرول کرنا سب سے اہم تعمیل کی ضرورت میں سے ایک ہے۔ اگر سسٹم کو متوازن رکھنے میں ناکامی ہو تو مقامی تقسیم سسٹم آپریٹرز (ڈی ایس او) کی طرف سے کنکشن کی منع یا فوری گرڈ سے منقطع کر دینے کا خطرہ ہوتا ہے۔

یہ رہنمائی بتاتی ہے کہ تین فیز کا غیر متوازن ہونا کیا ہے، وی ڈی ای-ای آر-این 4105 اسے کیوں محدود کرتا ہے، اور جے وائی آئی این ایس انورٹرز اور اسمارٹ کنٹرولرز کے استعمال سے اپنے صنعتی سورجی طاقت کے نظام کو کامیابی سے کیسے منظم اور کنفیگر کیا جا سکتا ہے۔

تین فیز کے غیر متوازن ہونے کا تجزیہ (شیفلاسٹ)

متوازن تین فیز متبادل کرنٹ (ای سی) نیٹ ورک میں، تمام تین فیزوں (ایل 1، ایل 2، اور ایل 3) کے وولٹیج اور کرنٹ کے ویو فارم کی امپلیٹیوڈ برابر ہوتی ہیں اور ان کے درمیان بالکل 120 بجلی کے ڈگری کا فرق ہوتا ہے۔ تین فیز کا غیر متوازن ہونا تب پیدا ہوتا ہے جب بجلی کے لوڈ یا تولید کی صلاحیت تینوں فیزوں پر یکساں طور پر تقسیم نہیں کی جاتی۔

کیوں گرڈ آپریٹرز غیر متوازن حالت کو محدود کرتے ہیں:

• ٹرانسفارمر کا زیادہ گرم ہونا: غیر مساوی فیز کرنٹس سے ایک نیوٹرل کرنٹ پیدا ہوتا ہے جو یوٹیلیٹی ٹرانسفارمر کی طرف واپس بہتا ہے۔ یہ کرنٹ ٹرانسفارمر کی نیوٹرل وائنڈنگز میں شدید گرمی پیدا کرتا ہے، جس سے اس کی عمر کم ہو جاتی ہے اور اس کی جلدی خرابی بھی ہو سکتی ہے۔
• ولٹیج ڈسٹورشنز: ایک واحد فیز پر زیادہ کرنٹ کی وجہ سے اس فیز پر مقامی ولٹیج ڈراپ ہوتا ہے، جبکہ دوسرے فیزوں پر ولٹیج میں اضافہ ہوتا ہے۔ یہ غیر یکساں ولٹیج حساس تھری فیز صنعتی موٹروں اور بجلائی آلات کو نقصان پہنچا سکتی ہے۔
• گراؤنڈ فالٹ ٹرپنگ: شدید عدم توازن گراؤنڈ فالٹ یا نیوٹرل اوور کرنٹ تحفظی ریلے کو مقامی سبسٹیشنز پر فعال کر سکتا ہے، جس کے نتیجے میں مقامی بجلی کی کمی واقع ہو سکتی ہے۔

ان مسائل کو روکنے کے لیے، وی ڈی ای-ای آر-این 4105 کے مطابق، کسی بھی دو فیزوں کے درمیان ایکٹیو پاور کے عدم توازن کی زیادہ سے زیادہ اجازت شدہ حد 4.6 کلو واٹ آئی نہیں ہونی چاہیے۔ یہ حد انڈسٹریل سہولت کے عوامی یوٹیلیٹی گرڈ سے منسلک ہونے والے کامن کپلنگ پوائنٹ (پی سی سی) پر لاگو ہوتی ہے۔ چاہے عدم توازن سنگل فیز صارف لوڈز یا غیر مساوی سنگل فیز پی وی جنریشن کی وجہ سے ہو، خالص عدم توازن کو اس 4.6 کلو واٹ آئی کی حد سے کم رکھنا ضروری ہے۔

صنعتی سیٹ اپس میں فیز کے عدم توازن کو کم کرنے کے اقدامات

بڑے صنعتی اداروں میں مرحلہ کے عدم توازن کو سنبھالنا ایک جامع منصوبہ بندی، متوازن لوڈ تقسیم اور ذہین انverter کے انتخاب کا امتزاج مانگتا ہے:

• تھری فیز اسٹرنگ انورٹرز کا استعمال: پیداوار کے باعث پیدا ہونے والے عدم توازن کو روکنے کا سب سے آسان اور موثر طریقہ تھری فیز اسٹرنگ انورٹرز کا استعمال کرنا ہے، جیسے کہ JYINS کمرشل سیریز۔ ایک تھری فیز انورٹر اپنی طرف سے طاقت کے اخراج کو خود بخود متوازن رکھتا ہے، جس سے L1، L2 اور L3 میں فعال طاقت کی مساوی مقدار داخل ہوتی ہے۔ چونکہ طاقت ہم آہنگ ہوتی ہے، اس لیے انورٹر خود ادارے کے مرحلہ کے عدم توازن میں کوئی حصہ نہیں ڈالتا۔
• متوازن واحد فیز انورٹر کا تعین: چھوٹے سسٹمز میں جہاں واحد فیز انورٹرز کا استعمال ضروری ہوتا ہے، انہیں تین کے گروپوں میں نصب کرنا ہوتا ہے۔ L1، L2 اور L3 پر واحد فیز انورٹرز کی برابر صلاحیت کو منسلک کرکے مجموعی تولید متوازن رہتی ہے۔ تاہم، اگر کوئی انورٹر خرابی کی وجہ سے بند ہو جاتا ہے تو سسٹم فوراً غیر متوازن ہو جائے گا۔ VDE-AR-N 4105 کی پابندی کے لیے، ان انورٹرز کو باہمی رابطے کے ذریعے جوڑا جانا چاہیے تاکہ اگر ایک یونٹ بند ہو جائے تو دوسرے دو خود بخود توانائی کو کم کر دیں تاکہ غیر متوازن حالت 4.6 kVA سے کم رہے۔
• صنعتی لوڈز کا فیز متوازن کرنا: صنعتی سہولیات میں واحد فیز دفتری آلات، روشنی اور ماہرین کے لیے مخصوص مشینری موجود ہوتی ہے۔ بجلی کے انجینئرز کو سہولیات کا جائزہ لینا چاہیے اور ان لوڈز کو تینوں فیزوں پر جتنی ممکن ہو سکے، برابر تقسیم کرنا چاہیے۔ ڈیزائن کے مرحلے پر متوازن لوڈنگ بنیادی غیر متوازن حالت کو کم سے کم کرتی ہے جس کے ساتھ سورجی نظام کو تعامل کرنا ہوتا ہے۔

JYINS انورٹرز اور بیرونی اسمارٹ میٹرز کا کردار

جبکہ تین مرحلہ انورٹرز تولید کے عدم توازن کو حل کرتے ہیں، لیکن گرڈ کنیکشن پوائنٹ پر اصل عدم توازن دونوں تولید اور استعمال کا خالص نتیجہ ہوتا ہے۔ اگر کوئی صنعتی سہولت غیر متوازن لوڈ رکھتی ہے تو، ایک متوازن تین مرحلہ سورجی انورٹر بھی بے ذہنی کنٹرول کے بغیر اسے درست نہیں کر سکتا۔

اس کے حل کے لیے، جدید جی یِن تین مرحلہ ہائبرڈ انورٹرز داینامک مرحلہ معاوضہ کی حمایت کرتے ہیں اور خارجی اسمارٹ میٹرز کے ساتھ ضم ہوتے ہیں:

• حقیقی وقت کی نگرانی: ایک اعلی درجہ کی درستگی والے اسمارٹ میٹر (جیسے وی ڈی ای کے مطابق جانیٹزا یا جی یِن میٹر) کو مرکزی گرڈ کنیکشن پوائنٹ پر نصب کیا جاتا ہے۔ یہ میٹر L1، L2، اور L3 پر موجود کرنٹ اور فعال طاقت کی لگاتار نگرانی کرتا ہے، جس میں فی سیکنڈ کئی بار نمونہ آوری کی جاتی ہے۔
• پرائیمیٹک طاقت کا تفویض (مرحلہ غیر منحصر کنٹرول): معیاری تین مرحلہ انورٹرز کو تمام مراحل پر برابر طاقت کا اخراج کرنا ضروری ہوتا ہے۔ تاہم، جدید جِی یِن انس ہائبرڈ انورٹرز میں مرحلہ وار طاقت کے الگ الگ کنٹرول کی سہولت موجود ہوتی ہے۔ اگر اسمارٹ میٹر کا اندازہ ہو کہ L1 پر 5 کلو واٹ درآمد ہو رہا ہے، جبکہ L2 اور L3 متوازن ہیں، تو جِی یِن انس انورٹر اپنے اندرونی سوئچنگ کو اس طرح ایڈجسٹ کر سکتا ہے کہ وہ L1 میں زیادہ طاقت داخل کرے اور L2 اور L3 پر اخراج کو کم کر دے۔ یہ فعال مرحلہ کا موازنہ میٹر کے مقام پر خالص طاقت کے بہاؤ کو پرائیمیٹک طور پر متوازن رکھتا ہے۔
• بیٹری اسٹوریج کا اندراج: شدید لوڈ کے عدم توازن کے دوران، جِی یِن انس ہائبرڈ انورٹر بیٹری بینک سے توانائی حاصل کر سکتا ہے تاکہ خاص طور پر زیادہ لوڈ والے مراحل کو فراہم کیا جا سکے، جس سے نیٹ گرڈ کا عدم توازن VDE-AR-N 4105 کی حد سے کافی کم رہتا ہے جو 4.6 کلو ولٹ ایمپیئر ہے۔

جرمن یوٹیلیٹیز کے لیے کمیشننگ اور دستاویزات

کسی تجارتی سورجی بجلی کے ادارے کو جرمنی میں کام کرنے کی اجازت دینے سے پہلے، مقامی DSO (جیسے ویسٹ نیٹز، نیٹزے BW یا بائرن ورک) گرڈ کی مطابقت کا تفصیلی جائزہ لیتا ہے۔ تعمیراتی ماہرین کو VDE-AR-N 4105 کے مطابق اطلاعات فراہم کرنا ضروری ہے۔

• مطابقت کا سند (اینہیٹین زرٹیفکیٹ): یہ دستاویز ثابت کرتی ہے کہ JYINS انورٹر کو یورپی معیاری آزمائشی ادارے کے ذریعہ آزمایا گیا ہے اور اسے VDE-AR-N 4105 کی تمام شرائط کے مطابق سند دی گئی ہے۔
• بجلی کا منصوبہ: ایک تفصیلی منصوبہ جس میں تین فیز کنکشنز، حفاظتی ریلے، اور خارجی اسمارٹ میٹر کی جگہ کو ظاہر کیا گیا ہو۔
• کنفیگریشن لاگز: انورٹر کے کمیشننگ سافٹ ویئر سے چھپے ہوئے لاگز جن میں جرمن گرڈ پروفائل کا انتخاب، فعال فیز کمپنسیشن کو فعال کرنا، اور فیل سیف مواصلاتی پیرامیٹرز کے مکمل طور پر کام کرنے کا اظہار کیا گیا ہو۔

JYINS کے ساتھ شراکت داری کرکے اور ہمارے زبردست کارکردگی والے، مکمل طور پر تصدیق شدہ تین فیز انورٹرز اور ہائبرڈ توانائی ذخیرہ نظاموں کو منتخب کرکے، B2B سورجی تقسیم کار اور EPCs جرمنی بھر میں صارفین کی منظوری کے عمل کو آسان بناسکتے ہیں اور انتہائی موثر، مطابقت پذیر اور پائیدار صنعتی توانائی حل فراہم کرسکتے ہیں۔