विद्युत आपूर्ति प्रणाली: वे क्या हैं?

पहले विद्युत ऊर्जा की मांग बहुत कम थी। एक छोटी विद्युत उत्पादन इकाई स्थानीय मांग को पूरा कर सकती थी। आजकल आधुनिक जीवन शैली के साथ विद्युत ऊर्जा की मांग अत्यधिक बढ़ रही है। इस बढ़ती विद्युत लोड मांग को पूरा करने के लिए, हमें बहुत बड़ी संख्या में बड़े विद्युत संयंत्रों की स्थापना करनी होगी।

लेकिन आर्थिक दृष्टिकोण से, लोड केंद्रों के निकट विद्युत संयंत्र बनाना हमेशा संभव नहीं होता। हम लोड केंद्रों को ऐसे स्थानों के रूप में परिभाषित करते हैं जहाँ उपभोक्ताओं या जुड़े हुए लोडों का घनत्व देश के अन्य भागों की तुलना में बहुत अधिक होता है। ऊर्जा के प्राकृतिक स्रोत जैसे कोयला, गैस, और पानी आदि के निकट विद्युत संयंत्र स्थापित करना आर्थिक रूप से लाभदायक होता है। इसके अलावा अनेक अन्य कारणों से, हमें लोड केंद्रों से दूर विद्युत उत्पादन स्टेशन बनाना पड़ता है।

इसलिए हमें विद्युत उत्पादन स्टेशन से उपभोक्ताओं तक उत्पन्न विद्युत ऊर्जा लाने के लिए विद्युत नेटवर्क प्रणाली स्थापित करनी होती है। उत्पन्न विद्युत ऊर्जा उत्पादन स्टेशन से उपभोक्ताओं तक वह प्रणालियों के माध्यम से पहुँचती है, जिन्हें हम ट्रांसमिशन और डिस्ट्रिब्यूशन में दो मुख्य भागों में विभाजित कर सकते हैं।

उपभोक्ताओं को स्रोत से विद्युत प्राप्त करने के लिए जिस नेटवर्क का उपयोग किया जाता है, उसे विद्युत आपूर्ति प्रणाली कहा जाता है। एक विद्युत आपूर्ति प्रणाली में तीन मुख्य घटक होते हैं, उत्पादन स्टेशन, ट्रांसमिशन लाइन और डिस्ट्रिब्यूशन प्रणाली। विद्युत उत्पादन स्टेशन तुलनात्मक रूप से निचले वोल्टेज स्तर पर विद्युत उत्पन्न करते हैं। निचले वोल्टेज स्तर पर विद्युत उत्पन्न करना बहुत से पहलुओं में आर्थिक रूप से लाभदायक होता है।

ट्रांसमिशन लाइनों के शुरुआत में जोड़े गए स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर, विद्युत की वोल्टेज स्तर को बढ़ाते हैं। विद्युत ट्रांसमिशन प्रणालियाँ फिर इस उच्च वोल्टेज विद्युत ऊर्जा को लोड केंद्रों के सबसे निकट संभव भेजती हैं। उच्च वोल्टेज स्तर पर विद्युत ऊर्जा का प्रसारण बहुत से पहलुओं में लाभदायक होता है। उच्च वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनें ओवरहेड या/और अंडरग्राउंड विद्युत चालकों से बनी होती हैं। ट्रांसमिशन लाइनों के अंत में जोड़े गए स्टेप-डाउन ट्रांसफॉर्मर, विद्युत की वोल्टेज को वितरण के लिए आवश्यक निचले मूल्यों तक घटाते हैं। वितरण प्रणालियाँ फिर विद्युत को विभिन्न उपभोक्ताओं को उनकी आवश्यक वोल्टेज स्तर के अनुसार वितरित करती हैं।

हम आमतौर पर उत्पादन, प्रसारण और वितरण के लिए AC प्रणाली का उपयोग करते हैं। अत्यधिक उच्च वोल्टेज प्रसारण के लिए अक्सर DC प्रसारण प्रणाली का उपयोग किया जाता है। ट्रांसमिशन और डिस्ट्रिब्यूशन दोनों नेटवर्क या तो ओवरहेड या अंडरग्राउंड हो सकते हैं। चूँकि अंडरग्राउंड प्रणाली ओवरहेड प्रणाली की तुलना में बहुत अधिक महंगी होती है, इसलिए आर्थिक दृष्टिकोण से जहाँ भी संभव हो, ओवरहेड प्रणाली का उपयोग पसंद किया जाता है। हम AC प्रसारण के लिए तीन फेज 3 तार प्रणाली और AC वितरण के लिए तीन फेज 4 तार प्रणाली का उपयोग करते हैं।

हम ट्रांसमिशन और डिस्ट्रिब्यूशन दोनों प्रणालियों को दो भागों में विभाजित कर सकते हैं, प्राथमिक ट्रांसमिशन और द्वितीयक ट्रांसमिशन, प्राथमिक डिस्ट्रिब्यूशन और द्वितीयक डिस्ट्रिब्यूशन। यह एक विद्युत नेटवर्क का सामान्यीकृत दृष्टिकोण है। हमें ध्यान रखना चाहिए कि सभी ट्रांसमिशन डिस्ट्रिब्यूशन प्रणालियाँ विद्युत आपूर्ति प्रणाली के इन चार चरणों को नहीं रखती हैं।

प्रणाली की आवश्यकताओं के अनुसार, कई नेटवर्क हो सकते हैं जिनमें द्वितीयक ट्रांसमिशन या द्वितीयक डिस्ट्रिब्यूशन नहीं हो सकता। अनेक आदेशित विद्युत आपूर्ति प्रणालियों में पूरी ट्रांसमिशन प्रणाली अनुपस्थित हो सकती है। इन आदेशित विद्युत आपूर्ति प्रणालियों में जनरेटर अलग-अलग उपभोग बिंदुओं पर विद्युत वितरित करते हैं।

आइए विद्युत आपूर्ति प्रणाली का एक व्यावहारिक उदाहरण चर्चा करें। यहाँ उत्पादन स्टेशन 11KV पर तीन फेज विद्युत उत्पन्न करता है। फिर उत्पादन स्टेशन से जुड़ा 11/132 KV स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर, इस विद्युत को 132KV स्तर तक बढ़ाता है। ट्रांसमिशन लाइन यह 132KV विद्युत ऊर्जा को 132/33 KV स्टेप-डाउन सबस्टेशन तक भेजती है, जिसमें 132/33KV स्टेप-डाउन ट्रांसफॉर्मर शहर के बाहरी क्षेत्रों पर स्थित होते हैं। हम विद्युत आपूर्ति प्रणाली के उस भाग को 11/132 KV स्टेप-अप ट्रांसफॉर्मर से 132/33 KV स्टेप-डाउन ट्रांसफॉर्मर तक प्राथमिक ट्रांसमिशन कहेंगे। प्राथमिक ट्रांसमिशन तीन फेज 3 तार प्रणाली है, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक लाइन सर्किट में तीन फेज के लिए तीन चालक होते हैं।

उस बिंदु के बाद विद्युत आपूर्ति प्रणाली में, 132/33 KV ट्रांसफॉर्मर की द्वितीयक शक्ति 132/33 KV ट्रांसफॉर्मर से शहर के विभिन्न रणनीतिक स्थानों पर स्थित विभिन्न 33/11KV डाउनस्ट्रीम सबस्टेशनों तक 3 फेज 3 तार प्रसारण प्रणाली के माध्यम से प्रसारित होती है। हम इस नेटवर्क के इस भाग को द्वितीयक ट्रांसमिशन के रूप में संदर्भित करते हैं।

शहर की सड़कों के किनारे से गुजरने वाले 11KV 3 फेज 3 तार फीडर, द्वितीयक ट्रांसमिशन सबस्टेशन के 33/11KV ट्रांसफॉर्मर की द्वितीयक शक्ति को ले जाते हैं। ये 11KV फीडर विद्युत आपूर्ति प्रणाली के प्राथमिक वितरण को घेरते हैं।

उपभोक्ता क्षेत्रों में 11/0.4 KV ट्रांसफॉर्मर, प्राथमिक वितरण शक्ति को 0.4 KV या 400 V तक घटाते हैं। इन ट्रांसफॉर्मर को वितरण ट्रांसफॉर्मर कहा जाता है, और ये पोल माउंटेड ट्रांसफॉर्मर होते हैं। वितरण ट्रांसफॉर्मर से विद्युत 3 फेज 4 तार प्रणाली के माध्यम से उपभोक्ताओं तक जाता है। 3 फेज 4 तार प्रणाली में 3 फेज के लिए 3 चालक और 4वां चालक न्यूट्रल कनेक्शन के लिए उपयोग किया जाता है।

एक उपभोक्ता अपनी आवश्यकता के अनुसार तीन फेज या एक फेज आपूर्ति ले सकता है। तीन फेज आपूर्ति के मामले में उपभोक्ता को 400 V फेज-से-फेज (लाइन वोल्टेज) वोल्टेज मिलता है, और एक फेज आपूर्ति के लिए उपभोक्ता को 400 / root 3 या 231 V फेज-से-न्यूट्रल वोल्टेज उपलब्ध होता है। आपूर्ति मेन एक विद्युत आपूर्ति प्रणाली का अंतिम बिंदु है। हम इस प्रणाली के इस भाग को वितरण ट्रांसफॉर्मर के द्वितीयक से आपूर्ति मेन तक द्वितीयक वितरण कहते हैं। आपूर्ति मेन उपभोक्ता के आवास पर स्थित टर्मिनल हैं, जिनसे उपभोक्ता अपने उपयोग के लिए कनेक्शन लेता है।

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