वोल्टेज वर्गहरूको बुझाउन: पावर सिस्टमहरूमा महत्त्व र प्रकारहरू र अनुप्रयोगहरू

वोल्टेज वर्ग क्या है?

• वोल्टेज वर्ग की परिभाषा:वोल्टेज वर्ग (या वोल्टेज स्तर) शक्ति प्रणालियों और विद्युत उपकरणों में प्रयोग किए जाने वाले मानकीकृत रेटेड वोल्टेज का एक सेट है। रेटेड वोल्टेज एक नाममात्री वोल्टेज है जिस पर उपकरण सामान्य स्थितियों में काम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है; मूल रूप से, एक वोल्टेज वर्ग एक प्रणाली या उपकरण के लिए इंटेंडेड कार्य वोल्टेज रेंज परिभाषित करता है।

• उपभोक्ता उपकरणों के साथ तुलना:घरेलू उपकरण (जैसे, रेफ्रिजरेटर, टीवी) आमतौर पर 220 V नाममात्री वोल्टेज पर काम करते हैं, और अगर बहुत अधिक या कम वोल्टेज से आपूर्ति की जाती है तो वे खराब हो सकते हैं या नुकसान पहुंच सकता है। इसी तरह, शक्ति प्रणाली उपकरणों को अपने निर्धारित वोल्टेज वर्ग के भीतर काम करना चाहिए ताकि विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित किया जा सके।

वोल्टेज-स्तर वर्गीकरण का महत्व

• मानकीकरण:एकीकृत वोल्टेज वर्ग उपकरण डिजाइन, निर्माण, और रखरखाव के लिए एक स्पष्ट ढांचा प्रदान करते हैं। एक ही वोल्टेज वर्ग का पालन करने वाले विभिन्न निर्माताओं के उपकरण बिना किसी विघ्न के एक साथ काम कर सकते हैं, जिससे विनिमेयता बढ़ती है और प्रणाली प्रबंधन सरल होता है।

• कार्यक्षमता:उचित वोल्टेज स्तरों का चयन प्रसारण नुकसान को न्यूनतम करता है। दिए गए शक्ति स्थानांतरण के लिए, उच्च वोल्टेज वर्तन को कम करता है, जिससे चालकों में I²R नुकसान कम होता है और उत्पादन से अंतिम उपयोग तक की समग्र कार्यक्षमता में सुधार होता है।

• सुरक्षा और विश्वसनीयता:स्पष्ट वोल्टेज वर्ग विभाजन सुनिश्चित करता है कि अवरोधन आवश्यकताएं और सुरक्षात्मक उपाय वोल्टेज तनाव से मेल खाते हैं, असंगत वोल्टेज से ओवरलोड या शॉर्ट सर्किट से बचाते हुए और कर्मचारियों और उपकरणों की सुरक्षा को सुनिश्चित करते हैं।

• प्रौद्योगिकीय विकास को सुविधाजनक बनाना:सुस्पष्ट वोल्टेज टियर्स ग्रिड को बढ़ती शक्ति मांग और उभरती प्रौद्योगिकियों (जैसे, वितरित उत्पादन, स्मार्ट ग्रिड) को अनुकूलित करने में सक्षम बनाते हैं। वे नवीकरणीय, ऊर्जा संचय, और उन्नत नियंत्रणों के एकीकरण का समर्थन करते हैं, जबकि स्थिरता और टिकाऊपन को बनाए रखते हैं।

सामान्य वोल्टेज वर्ग

• सुरक्षा वोल्टेज (≤36 V):सुरक्षा-क्रिटिकल अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है: 24 V हैंडहेल्ड पावर टूल्स, 12 V खान लाइटिंग, ≤6 V चिकित्सा एंडोस्कोप। विशेष परिवेश (जैसे, स्विमिंग पूल) अक्सर 12 V उपयोग करते हैं; बच्चों के खिलौने ≤6 V उपयोग करते हैं। GB/T 3805-2008 का पालन आवश्यक है, जिसमें सुरक्षा अलगाव ट्रांसफार्मर, बैटरी, डबल इन्सुलेशन, और 72-घंटे की आपातकालीन प्रकाश रनटाइम शामिल है।

• निम्न वोल्टेज (220 V/380 V):तीन-पावर चार-तार निम्न वोल्टेज वितरण नेटवर्क (220 V फेज-टू-न्यूट्रल, 380 V फेज-टू-फेज) का गठन करता है, GB/T 12325 के अनुसार ±7% टोलरेंस के साथ। यूरोप 230/400 V उपयोग करता है; जापान 100/200 V उपयोग करता है। सुरक्षा में 30 mA RCDs, ओवरलोड/शॉर्ट-सर्किट ब्रेकर (ब्रेकिंग क्षमता ≥6 kA), और TN-S ग्राउंडिंग (इन्सुलेटेड PE चालक, पृथ्वी प्रतिरोध ≤4 Ω) शामिल हैं।

• मध्यम वोल्टेज (10 kV–35 kV):10 kV शहरी वितरण के लिए सामान्य है (केबल करंट क्षमता ~300 A/km); 35 kV उपनगरीय/औद्योगिक फीडर्स के लिए। IEEE 1547 द्वारा वितरित उत्पादन इंटरकनेक्शन को ≤35 kV तक सीमित किया गया है, PV प्लांटों के लिए ±10% वोल्टेज नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

• उच्च वोल्टेज (110 kV–220 kV):बल्क शक्ति ट्रांसफर के लिए आर्थिक रूप से लाभदायक: 110 kV 50–100 MW (जैसे, LGJ-240 चालकों के साथ) संभालता है; 220 kV 200–500 MW संभालता है। एक सामान्य 220 kV सबस्टेशन ट्रांसफार्मर 180 MVA रेटिंग के साथ 12%–14% शॉर्ट-सर्किट इम्पीडेंस के साथ होता है।

• अत्यधिक उच्च और अत्यधिक उच्च वोल्टेज (&ge;330 kV):500 kV AC लाइनें लगभग 1000 MW प्राकृतिक रूप से ले जाती हैं; &plusmn;800 kV DC लाइनें 8000 MW (6&times;720 mm&sup2; चालकों के साथ) तक संभाल सकती हैं। 1000 kV AC UHV लाइनें <0.8&permil; प्रति किलोमीटर का नुकसान उत्पन्न करती हैं।

वोल्टेज-स्तर निर्धारण का आधार

• राष्ट्रीय मानक:चीन के वोल्टेज टियर्स GB/T 156-2017 ("मानक वोल्टेज") और GB/T 156-2007 से उत्पन्न होते हैं, IEC 60038 के साथ संरेखित लेकिन स्थानीय 50 Hz AC ग्रिड की आवश्यकताओं के लिए विशिष्ट हैं।

• प्रसारण दूरी:उच्च वोल्टेज लंबी दूरियों के लिए उपयुक्त हैं: 0.4 kV लोकल वितरण के लिए छोटी (<0.6 km) दूरियों के लिए; 1000 kV AC अत्यधिक लंबी (800&ndash;1500 km) बल्क ट्रांसफर के लिए।

• तकनीकी योग्यता:उच्च वोल्टेज तक आगे बढ़ने के लिए अवरोधन, शीतलन, और सामग्री की चुनौतियों का समाधान करना आवश्यक है। UHV उपकरण सुरक्षित और स्थिर संचालन के लिए विशेष अवरोधक और थर्मल प्रबंधन का उपयोग करते हैं, जिसमें लगातार R&D वोल्टेज-क्लास विस्तार को बढ़ावा देता है।