विद्युत शक्ति प्रणाली क्या है?

विद्युत शक्ति प्रणाली क्या है?

शक्ति प्रणाली की परिभाषा

विद्युत शक्ति प्रणाली एक नेटवर्क है जो विद्युत के उत्पादन, प्रसारण और वितरण को ग्राहकों तक पहुंचाने के लिए डिज़ाइन की गई है।

विद्युत शक्ति प्रणाली को विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति, स्थानांतरण और उपभोग के लिए उपयोग किए जाने वाले विद्युत घटकों का एक नेटवर्क के रूप में परिभाषित किया जाता है। आपूर्ति किसी तरह के उत्पादन (जैसे, एक पावर प्लांट) के माध्यम से की जाती है, स्थानांतरण प्रसारण लाइन के माध्यम से किया जाता है, और उपभोग आवासीय अनुप्रयोगों जैसे आपके घर में लाइटों या एयर कंडीशनिंग को चलाने या औद्योगिक अनुप्रयोगों जैसे बड़े मोटरों के संचालन के माध्यम से किया जा सकता है।

एक शक्ति प्रणाली का उदाहरण वह विद्युत ग्रिड है जो एक विस्तृत क्षेत्र में घरों और उद्योगों को शक्ति प्रदान करता है। विद्युत ग्रिड को व्यापक रूप से उत्पादन करने वाले जनरेटर, जो शक्ति को लोड केंद्रों तक पहुंचाने वाले प्रसारण प्रणाली, और निकटवर्ती घरों और उद्योगों को शक्ति प्रदान करने वाली वितरण प्रणाली में विभाजित किया जा सकता है।

छोटी शक्ति प्रणालियाँ उद्योग, अस्पताल, वाणिज्यिक इमारतों और घरों में भी पाई जाती हैं। इन प्रणालियों के अधिकांश तीन-फेज AC शक्ति पर निर्भर करते हैं—आधुनिक दुनिया में बड़े पैमाने पर शक्ति प्रसारण और वितरण का मानक।

विमान, विद्युत रेल प्रणालियाँ, समुद्री जहाज, पनडुब्बियाँ और ऑटोमोबाइलों में ऐसी विशेष शक्ति प्रणालियाँ पाई जाती हैं जो हमेशा तीन-फेज AC शक्ति पर निर्भर नहीं करती हैं।

उत्पादन संयंत्र निम्न वोल्टेज स्तर पर विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। हम उत्पादन वोल्टेज को निम्न स्तर पर रखते हैं क्योंकि इसमें कुछ विशिष्ट फायदे होते हैं। निम्न वोल्टेज उत्पादन विकल्प अल्टरनेटर के आर्मेचर पर कम दबाव डालता है। इसलिए निम्न वोल्टेज उत्पादन में हम छोटे और पतले और हल्के इन्सुलेशन वाले अल्टरनेटर का निर्माण कर सकते हैं।

इंजीनियरिंग और डिजाइन के दृष्टिकोण से, छोटे अल्टरनेटर अधिक व्यावहारिक हैं। हम इस निम्न वोल्टेज शक्ति को लोड केंद्रों तक प्रसारित नहीं कर सकते।

निम्न वोल्टेज प्रसारण अधिक तांबे की हानि, खराब वोल्टेज नियमन और प्रसारण प्रणाली के स्थापना लागत का कारण बनता है। इन तीन कठिनाइयों से बचने के लिए हमें वोल्टेज को एक विशिष्ट उच्च वोल्टेज स्तर तक बढ़ाना होता है।

प्रणाली वोल्टेज को एक निश्चित सीमा से अधिक बढ़ाना अव्यावहारिक है क्योंकि यह इन्सुलेशन लागत और भू अंतर की आवश्यकता के कारण समर्थन संरचनाओं की लागत में महत्वपूर्ण वृद्धि करता है।

प्रसारण वोल्टेज उत्पादित की जाने वाली शक्ति की मात्रा पर निर्भर करता है। उर्जा की एक मात्रा को प्रसारित करने के लिए प्रणाली के वोल्टेज स्तर को निर्धारित करने वाला एक अन्य पैरामीटर सर्ज इम्पीडेंस लोडिंग है।

प्रणाली वोल्टेज को बढ़ाने के लिए, हम उत्पादन स्टेशन पर स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर और उनकी संबंधित सुरक्षा और संचालन व्यवस्थाओं का उपयोग करते हैं। इसे उत्पादन सबस्टेशन कहा जाता है। प्रसारण लाइन के अंत में, हमें प्रसारण वोल्टेज को द्वितीयक प्रसारण और या वितरण के लिए निम्न स्तर तक कम करना होता है।

यहाँ हम स्टेप-डाउन ट्रांसफॉर्मर और उनकी संबंधित सुरक्षा और संचालन व्यवस्थाओं का उपयोग करते हैं। इसे प्रसारण सबस्टेशन कहा जाता है। प्राथमिक प्रसारण के बाद, विद्युत ऊर्जा द्वितीयक प्रसारण या प्राथमिक वितरण से गुजरती है। द्वितीयक प्रसारण या प्राथमिक वितरण के बाद, हम वोल्टेज को फिर से एक वांछित निम्न वोल्टेज स्तर तक कम करते हैं ताकि उपभोक्ता की जगह पर वितरित किया जा सके।

यह एक विद्युत शक्ति प्रणाली की मूल संरचना थी। हालांकि, हमने विद्युत शक्ति प्रणाली में उपयोग किए जाने वाले प्रत्येक उपकरण के विवरणों का उल्लेख नहीं किया है। अल्टरनेटर, ट्रांसफॉर्मर और प्रसारण लाइन के तीन मुख्य घटकों के अलावा अनेक संबद्ध उपकरण हैं।

इन उपकरणों में सर्किट ब्रेकर, बिजली की चमक अवरोधक, अलगावक, वर्तन ट्रांसफॉर्मर, वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर, कैपेसिटर वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर, वेव ट्रैप, कैपेसिटर बैंक, रिलेइंग सिस्टम, नियंत्रण व्यवस्था, लाइन और सबस्टेशन उपकरणों की अर्थिंग व्यवस्था आदि शामिल हैं।

वोल्टेज नियमन

ट्रांसफॉर्मरों के माध्यम से वोल्टेज स्तरों का प्रबंधन ऊर्जा की हानि को कम करने और सुरक्षित, कुशल शक्ति वितरण को सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है।

प्रसारण का महत्व

उच्च वोल्टेज प्रसारण लंबी दूरी पर ऊर्जा की हानि और बुनियादी ढांचे की लागत को कम करने के लिए आवश्यक है।

आवश्यक घटक

शक्ति प्रणाली के मुख्य भागों में जनरेटर, ट्रांसफॉर्मर और विभिन्न सुरक्षा और संचालन उपकरण शामिल हैं।

आर्थिक तर्क

शक्ति प्रणालियाँ संसाधियों से अमल-से-अमल उत्पादन स्थलों से दूर क्षेत्रों तक विद्युत प्रदान करने में महत्वपूर्ण हैं, जिससे आर्थिक और विश्वसनीय ऊर्जा पहुंच सुनिश्चित होती है