लंबी दूरी के लिए विद्युत प्रसार के लिए AC का उपयोग करने के कारण

ऐतिहासिक विकास कारक

प्रारंभिक विद्युत प्रणालियाँ वैद्युत विभव से नियंत्रित थीं: विद्युत प्रणालियों के विकास के प्रारंभिक दिनों में, वैद्युत विभव और ट्रांसफॉर्मर तकनीक संबंधी प्रौद्योगिकी संबंधी रूप से परिपक्व और निर्माण करने में सुलभ थी। 

एसी प्रणाली में ट्रांसफॉर्मर के माध्यम से आसानी से वोल्टेज स्तर बदला जा सकता है, जिससे उच्च-वोल्टेज ट्रांसमिशन किया जा सकता है और लाइन लॉस कम किए जा सकते हैं, इसलिए एसी ट्रांसमिशन प्रारंभिक दिनों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया था और एक विशाल विद्युत ग्रिड प्रणाली बनाई गई थी।

तकनीकी विचार

एसी प्रणालियों में ट्रांसफॉर्मर के फायदे

ट्रांसफॉर्मर के माध्यम से एसी ट्रांसमिशन को आसानी से बढ़ाया या घटाया जा सकता है। विद्युत उत्पादन के छोर पर, जनरेटर का आउटपुट वोल्टेज बढ़ाया जाता है ताकि वर्तन घटा दिया जा सके और लाइन पर शक्ति लॉस कम किया जा सके। विद्युत के छोर पर, ट्रांसफॉर्मर के माध्यम से वोल्टेज को उपयोगकर्ता के लिए उपयुक्त स्तर तक कम किया जाता है। वर्तमान में, डीसी ट्रांसफॉर्मर प्रौद्योगिकी अपेक्षाकृत जटिल और महंगी है, और लंबी दूरी के ट्रांसमिशन में एसी ट्रांसफॉर्मर की तुलना में वोल्टेज को इतनी सुविधाजनक रूप से समायोजित करना कठिन है।

रिएक्टिव शक्ति का संतुलन

एसी प्रणाली में रिएक्टिव शक्ति का संतुलन आसानी से किया जा सकता है। रिएक्टिव शक्ति वह ऊर्जा है जो विद्युत प्रणाली में विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों को बनाए रखने के लिए आवश्यक है, लेकिन यह बाहरी रूप से कोई काम नहीं करती है। लंबी दूरी के ट्रांसमिशन में, लाइन के इंडक्टेंस और कैपेसिटेंस प्रभाव के कारण बड़ी मात्रा में रिएक्टिव शक्ति उत्पन्न होती है। 

सबस्टेशन में रिएक्टिव शक्ति संतुलन उपकरणों को स्थापित करके, प्रणाली की पावर फैक्टर में सुधार किया जा सकता है, और लाइन लॉस और वोल्टेज दोलन कम किए जा सकते हैं। इसके विपरीत, एचवीडीसी प्रणालियों में रिएक्टिव शक्ति नियंत्रण अपेक्षाकृत जटिल है और विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है ताकि संतुलन किया जा सके।

ग्रिड इंटरकनेक्शन

अधिकांश विद्यमान विद्युत प्रणालियाँ एसी विद्युत ग्रिड हैं, और एसी प्रणालियों के बीच इंटरकनेक्शन अपेक्षाकृत आसान है। ट्रांसफॉर्मर और स्विचगियर के माध्यम से, विभिन्न क्षेत्रों और विभिन्न वोल्टेज स्तरों के एसी विद्युत ग्रिड के बीच कनेक्शन और शक्ति विनिमय को संभव बनाया जा सकता है, जिससे विद्युत ग्रिड की विश्वसनीयता और स्थिरता में सुधार होता है।

डीसी ट्रांसमिशन प्रणाली और एसी प्रणाली के बीच कनेक्शन के लिए कनवर्टर स्टेशन के माध्यम से रूपांतरण की आवश्यकता होती है, जो कठिन और महंगा होता है। बड़े पैमाने पर विद्युत ग्रिड में, एसी प्रणालियों का इंटरकनेक्शन शक्ति आवंटन और संसाधन साझाकरण को अधिक लचीला बनाता है।

आर्थिक लागत पहलू

उपकरण की लागत

वर्तमान में, ट्रांसफॉर्मर, स्विच, सर्किट ब्रेकर जैसे एसी ट्रांसमिशन उपकरण और अन्य प्रौद्योगिकियाँ परिपक्व हैं, और उनकी उत्पादन लागत अपेक्षाकृत कम है। डीसी ट्रांसमिशन प्रणाली में कनवर्टर स्टेशन के उपकरण जटिल हैं, जिनमें कनवर्टर वाल्व, डीसी फिल्टर, फ्लैट वेव रिएक्टर आदि शामिल हैं, और उनकी लागत महंगी है।

उदाहरण के लिए, एक एचवीडीसी कनवर्टर स्टेशन का निर्माण की लागत एक समतुल्य एसी सबस्टेशन की तुलना में कई गुना या अधिक हो सकती है।

रखरखाव की लागत

एसी ट्रांसमिशन उपकरणों के लंबे समय तक विकास और उपयोग के बाद, रखरखाव प्रौद्योगिकी अपेक्षाकृत परिपक्व है और रखरखाव की लागत कम है। डीसी ट्रांसमिशन प्रणाली के उपकरणों के रखरखाव की आवश्यकताएं उच्च हैं, जिनके लिए विशेषज्ञ तकनीशियन और विशेष परीक्षण उपकरणों की आवश्यकता होती है, और रखरखाव की लागत उच्च होती है।

प्रयोग

• लंबी दूरी पर बड़ी क्षमता वाला ट्रांसमिशन: लंबी दूरी (कुछ सैकड़ों किलोमीटर से अधिक) पर, बड़ी क्षमता वाले ट्रांसमिशन की आवश्यकताओं के लिए, एचवीडीसी ट्रांसमिशन लाइन लॉस अपेक्षाकृत कम होता है। क्योंकि डीसी ट्रांसमिशन में एसी ट्रांसमिशन के इंडक्टेंस और कैपेसिटेंस प्रभाव नहीं होते, इसलिए रिएक्टिव शक्ति की समस्या नहीं होती।

• समुद्री केबल ट्रांसमिशन: समुद्री केबल ट्रांसमिशन में, क्योंकि एसी केबल का कैपेसिटिव करंट बहुत अधिक लॉस और वोल्टेज वृद्धि का कारण बनता है, और डीसी केबल में यह समस्या नहीं होती, इसलिए उच्च-वोल्टेज डीसी समुद्री केबल ट्रांसमिशन में बड़ा लाभ होता है।