पावर सिस्टम बसों का वर्गीकरण
पावर सिस्टम में बसों की परिभाषा और वर्गीकरण
एक पावर सिस्टम में, एक बस को एक कनेक्शन पॉइंट के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसे आमतौर पर एक ऊर्ध्वाधर लाइन के रूप में दर्शाया जाता है, जहाँ विभिन्न सिस्टम घटक जैसे जनरेटर, लोड, और फीडर आपस में जुड़े होते हैं। प्रत्येक बस को चार महत्वपूर्ण विद्युत पैरामीटरों द्वारा विशेषता दी जाती है: वोल्टेज का परिमाण, वोल्टेज का फेज कोण, सक्रिय शक्ति (जिसे वास्तविक शक्ति भी कहा जाता है), और प्रतिक्रियात्मक शक्ति। ये मात्राएँ पावर सिस्टम के व्यवहार और प्रदर्शन के विश्लेषण और समझ में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।
लोड फ्लो अध्ययनों के दौरान, जिनका उद्देश्य पावर सिस्टम की स्थिर-अवस्था कार्यावधि का विश्लेषण करना होता है, प्रत्येक बस से संबंधित चार मात्राओं में से दो ज्ञात होती हैं, और शेष दो का निर्धारण किया जाना होता है। इन मात्राओं में से कौन सी निर्दिष्ट की गई है, इस आधार पर बसों को तीन अलग-अलग श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है: जनरेशन बस, लोड बस, और स्लैक बस। यह वर्गीकरण लोड फ्लो समीकरणों को सूत्रीकृत और हल करने में मदद करता है, जिससे इंजीनियरों को पावर सिस्टम के संचालन का प्रभावी विश्लेषण, पावर उत्पादन और वितरण की योजना बनाने, और विद्युत ग्रिड की समग्र स्थिरता और विश्वसनीयता को सुनिश्चित करने में मदद मिलती है।
नीचे दिखाया गया टेबल बसों के प्रकार और संबंधित ज्ञात और अज्ञात मान दिखाता है।
जनरेशन बस (वोल्टेज कंट्रोल बस या P-V बस)
जनरेशन बस, जिसे अक्सर P-V बस के रूप में भी जाना जाता है, पावर सिस्टम विश्लेषण में एक महत्वपूर्ण तत्व है। इस प्रकार की बस पर, दो पैरामीटर पूर्वनिर्धारित होते हैं: वोल्टेज का परिमाण, जो उत्पन्न वोल्टेज के साथ संरेखित होता है, और सक्रिय शक्ति (वास्तविक शक्ति) P, जो जनरेटर की रेटिंग से संबंधित होती है। वोल्टेज के परिमाण को निरंतर, निर्दिष्ट मान पर रखने के लिए, जैसे की आवश्यकता हो, प्रतिक्रियात्मक शक्ति प्रणाली में इंजेक्ट की जाती है। इस प्रकार, प्रतिक्रियात्मक शक्ति उत्पादन Q और P-V बस पर वोल्टेज का फेज कोण δ ऐसे अज्ञात होते हैं जिन्हें पावर सिस्टम विश्लेषण एल्गोरिदम के माध्यम से गणना की जानी होती है। यह प्रक्रिया पावर ग्रिड की स्थिरता और सही संचालन को सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि विश्वसनीय पावर डिलीवरी के लिए निरंतर वोल्टेज स्तर बनाए रखना आवश्यक है।
लोड बस (P-Q बस)
लोड बस, जिसे P-Q बस के रूप में भी जाना जाता है, विद्युत नेटवर्क से दोनों सक्रिय और प्रतिक्रियात्मक शक्ति को खींचने या इंजेक्ट करने का कनेक्शन पॉइंट के रूप में कार्य करता है। लोड फ्लो अध्ययनों के संदर्भ में, इस बस पर, सक्रिय शक्ति P और प्रतिक्रियात्मक शक्ति Q मान जुड़े लोडों के विशेषताओं के आधार पर निर्दिष्ट किए जाते हैं। यहाँ प्रमुख अज्ञात मान वोल्टेज का परिमाण और फेज कोण होते हैं। जबकि लोड बस वोल्टेज को एक सहनशील सीमा, आमतौर पर 5% के आसपास, में बदलने की अनुमति दी जाती है, इसे इन सीमाओं के भीतर रखना जुड़े विद्युत उपकरणों के सही कार्यक्रम के लिए महत्वपूर्ण है। लोडों के लिए, वोल्टेज का फेज कोण δ वोल्टेज के परिमाण की तुलना में अपेक्षाकृत कम महत्वपूर्ण होता है, क्योंकि अधिकांश विद्युत उपकरण निश्चित वोल्टेज परिमाण की एक निश्चित सीमा के भीतर प्रभावी रूप से काम करने के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं।
स्लैक, स्विंग या रेफरेंस बस
स्लैक बस पावर सिस्टम में एक अद्वितीय और महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। अन्य बसों के विपरीत, यह किसी भी भौतिक लोड को सीधे शक्ति नहीं आपूर्ति करती है। इसके बजाय, यह एक शक्ति रिझर्वायर की तरह कार्य करती है, जो जैसे की आवश्यकता हो, पावर सिस्टम में दोनों सक्रिय और प्रतिक्रियात्मक शक्ति को अवशोषित या इंजेक्ट कर सकती है। लोड फ्लो विश्लेषण में, स्लैक बस पर वोल्टेज का परिमाण और फेज कोण पूर्वनिर्धारित होते हैं। परंपरागत रूप से, इस बस पर वोल्टेज का फेज कोण शून्य पर सेट किया जाता है, जिससे यह पूरे पावर सिस्टम के लिए एक रेफरेंस पॉइंट बन जाता है। स्लैक बस के लिए सक्रिय और प्रतिक्रियात्मक शक्ति मान लोड फ्लो समीकरणों के हल के दौरान निर्धारित किए जाते हैं।
स्लैक बस की अवधारणा लोड फ्लो गणनाओं की व्यावहारिक चुनौतियों से उभरती है। क्योंकि पावर सिस्टम में I2R नुकसान पूर्व से सटीक रूप से अनुमानित नहीं किए जा सकते, इसलिए प्रत्येक व्यक्तिगत बस पर कुल इंजेक्ट की गई शक्ति को सटीक रूप से निर्दिष्ट करना असंभव हो जाता है। एक स्लैक बस निर्दिष्ट करके, इंजीनियर शक्ति समीकरणों को पूरे सिस्टम में संतुलित कर सकते हैं, जिससे पावर फ्लो गणनाएँ संगत और सटीक रहती हैं। स्लैक बस पर शून्य-फेज-कोण की परंपरा पावर सिस्टम के गणितीय मॉडेलिंग और विश्लेषण को सरल बनाती है, जिससे ग्रिड के भीतर विद्युत संबंधों और शक्ति विनिमयों की एक अधिक सीधी समझ मिलती है।
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