विद्युत वितरण नेटवर्क प्रणालियों का वर्गीकरण
पारंपरिक विद्युत शक्ति प्रणाली नेटवर्क को तीन मुख्य घटकों में विभाजित किया जाता है: उत्पादन, संचार और वितरण। विद्युत शक्ति विद्युत संयंत्रों में उत्पन्न होती है, जो अक्सर लोड केंद्रों से दूर स्थित होते हैं। इस परिणामस्वरूप, संचार लाइनों का उपयोग लंबी दूरी पर शक्ति देने के लिए किया जाता है।
संचार नुकसान को कम करने के लिए, संचार लाइनों में उच्च-वोल्टेज शक्ति का उपयोग किया जाता है, और लोड केंद्र पर वोल्टेज कम की जाती है। फिर वितरण प्रणाली इस शक्ति को अंतिम उपयोगकर्ताओं तक पहुंचाती है।
विद्युत शक्ति वितरण प्रणालियों के प्रकार
वितरण प्रणाली को कई मानदंडों के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है:
पूर्वार्द्ध की प्रकृति द्वारा वर्गीकरण
विद्युत शक्ति दो रूपों में मौजूद होती है: AC और DC। वितरण प्रणाली इन प्रकारों के अनुसार वर्गीकृत होती है। AC वितरण प्रणाली वोल्टेज स्तर के आधार पर आगे विभाजित होती है:
प्राथमिक वितरण प्रणाली की प्रतिनिधित्वपूर्ण व्यवस्था नीचे दर्शाई गई है, जो उच्च-वोल्टेज शक्ति आपूर्ति में इसकी भूमिका को प्रदर्शित करती है जिसके बाद अंतिम वोल्टेज कन्वर्जन होता है।
द्वितीयक वितरण प्रणाली उपयोग के वोल्टेज स्तर पर शक्ति आपूर्ति करती है। यह तब शुरू होती है जहाँ प्राथमिक वितरण प्रणाली समाप्त होती है—आमतौर पर एक ट्रांसफार्मर पर जो 11 kV को 415 V में कम करता है और छोटे उपभोक्ताओं को आपूर्ति करता है।
इस चरण में अधिकांश ट्रांसफार्मरों में डेल्टा-संयोजित प्राथमिक वाइंडिंग और स्टार-संयोजित द्वितीयक वाइंडिंग होती है, जो एक ग्राउंडेड न्यूट्रल टर्मिनल प्रदान करती है। यह व्यवस्था द्वितीयक वितरण प्रणाली को तीन-पार चार-तारी सेटअप का उपयोग करने की सुविधा प्रदान करती है।
द्वितीयक वितरण नेटवर्क की व्यवस्था नीचे दर्शाई गई है, जो दिखाती है कि वोल्टेज कैसे अंतिम उपयोगकर्ता अनुप्रयोगों के लिए समायोजित किया जाता है।
DC वितरण प्रणाली
जबकि अधिकांश शक्ति प्रणाली लोड AC-आधारित होते हैं, कुछ अनुप्रयोग DC शक्ति की आवश्यकता करते हैं, जिसके लिए DC वितरण प्रणाली का उपयोग किया जाता है। ऐसे मामलों में, उत्पन्न AC शक्ति को रेक्टिफायर्स या रोटरी कन्वर्टर्स के माध्यम से DC में कन्वर्ट किया जाता है। DC शक्ति के महत्वपूर्ण अनुप्रयोग ट्रैक्शन प्रणालियाँ, DC मोटर, बैटरी चार्जिंग और इलेक्ट्रोप्लेटिंग शामिल हैं।
DC वितरण प्रणाली इसके वायरिंग व्यवस्था के आधार पर वर्गीकृत होती है:
दो-तारी DC वितरण प्रणाली
यह प्रणाली दो तारों का उपयोग करती है: एक सकारात्मक विभव (लाइव वायर) और दूसरा ऋणात्मक या शून्य विभव। लोड (जैसे लैंप या मोटर) दो तारों के बीच समानांतर जोड़े जाते हैं, जो दो-टर्मिनल व्यवस्था वाले उपकरणों के लिए उपयुक्त हैं। इस व्यवस्था का एक योजना नीचे दर्शाई गई है।
तीन-तारी DC वितरण प्रणाली
तीन-तारी DC वितरण प्रणाली
यह प्रणाली तीन तारों का उपयोग करती है: दो लाइव वायर और एक न्यूट्रल वायर, जो दो वोल्टेज स्तर प्रदान करने का लाभ प्रदान करता है। मान लीजिए कि लाइव वायर +V और -V पर हैं, और न्यूट्रल शून्य विभव पर है। एक लाइव वायर और न्यूट्रल के बीच एक लोड को जोड़ने से V वोल्ट प्राप्त होते हैं, जबकि दोनों लाइव वायरों के बीच जोड़ने से 2V वोल्ट प्राप्त होते हैं।
यह व्यवस्था उच्च-वोल्टेज लोडों को लाइव वायरों के बीच और निम्न-वोल्टेज लोडों को एक लाइव वायर और न्यूट्रल के बीच जोड़ने की सुविधा प्रदान करती है। तीन-तारी DC वितरण प्रणाली का जोड़ आरेख नीचे दर्शाया गया है।
संयोजन विधि द्वारा वितरण प्रणाली का वर्गीकरण
वितरण प्रणाली को तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है संयोजन विधि के आधार पर:
रेडियल प्रणाली
रेडियल प्रणाली में, अलग-अलग फीडर उपकेंद्र से प्रत्येक क्षेत्र तक शक्ति आपूर्ति करते हैं, जिसमें शक्ति फीडर से वितरक तक एक-दिशातीय रूप से प्रवाहित होती है। यह डिजाइन सरल और लागू करने में आसान है, और अन्य प्रणालियों की तुलना में कम प्रारंभिक निवेश की आवश्यकता होती है।
हालांकि, इसकी विश्वसनीयता बहुत हद तक सीमित है: एक फीडर में विफलता पूरी प्रणाली को बंद कर सकती है जिसे वह सेवा देता है। वोल्टेज नियंत्रण भी फीडर से दूर उपभोक्ताओं के लिए खराब होता है, क्योंकि लोड की उतार-चढ़ाव के कारण वोल्टेज में अधिक विचरण होता है। इन कारणों से, रेडियल प्रणालियाँ आमतौर पर केवल छोटी दूरी के वितरण के लिए उपयोग की जाती हैं जो फीडर के निकट स्थित होते हैं। रेडियल प्रणाली का एक-लाइन आरेख नीचे दर्शाया गया है।
रिंग मेन प्रणाली
रिंग मेन प्रणाली में, वितरण ट्रांसफार्मर एक बंद लूप व्यवस्था में जोड़े जाते हैं, जिन्हें एक उपकेंद्र से एक छोर से आपूर्ति की जाती है। यह डिजाइन सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक ट्रांसफार्मर को उपकेंद्र तक दो अलग-अलग मार्ग होते हैं, जिससे अतिरिक्तता और विश्वसनीयता में सुधार होता है। रिंग मेन प्रणाली का एक-लाइन आरेख नीचे दर्शाया गया है।
यह व्यवस्था दो समानांतर-जोड़े फीडरों के समान होती है। उदाहरण के लिए, यदि बी और सी बिंदुओं के बीच एक दोष होता है, तो बी और सी के बीच का खंड प्रणाली से अलग किया जाता है, और उपकेंद्र दो वैकल्पिक मार्गों से शक्ति आपूर्ति कर सकता है।
यह डिजाइन प्रणाली की विश्वसनीयता में सुधार करता है, उपभोक्ता के अंतिम बिंदु पर वोल्टेज की उतार-चढ़ाव को कम करता है, और प्रत्येक लूप खंड को निम्न विद्युत धारा की आवश्यकता होती है—इसलिए रेडियल प्रणाली की तुलना में कम चालक सामग्री की आवश्यकता होती है।
संपर्कित वितरण प्रणाली
संपर्कित वितरण प्रणाली में, एक लूप विभिन्न बिंदुओं पर अनेक उपकेंद्रों द्वारा आपूर्ति की जाती है, जिसे "ग्रिड वितरण प्रणाली" के नाम से जाना जाता है। इस प्रणाली का एक-लाइन आरेख नीचे दर्शाया गया है।
ऊपर दिए गए आरेख में दिखाए गए लूप ABCDEFGHA को दो उपकेंद्रों द्वारा बिंदु A और E पर आपूर्ति की जाती है। यह व्यवस्था रिंग मेन और रेडियल प्रणालियों की तुलना में प्रणाली की विश्वसनीयता में महत्वपूर्ण सुधार करती है।
जबकि संपर्कित प्रणाली शक्ति की गुणवत्ता और दक्षता में उत्कृष्ट है—य
