என்ன இத்திரியல் மற்றும் உயர் வோலட்சீன் அலைவுகளில் மின்சார பரிமாற்றத்தில் உள்ள வேறுபாடுகள்?

HVAC மற்றும் HVDC இவற்றின் வேறுபாடு

விளையாட்டுகளில் உருவாக்கப்பட்ட மின்சாரம் நீண்ட தூரங்களில் மின்சார உ/திடம் வழியாக விரிவாக்கப்பட்டு, அதன் பின்னர் போட்டிகளுக்கு வழங்கப்படுகிறது. நீண்ட தூரங்களில் மின்சாரத்தை விரிவாக்க பயன்படுத்தப்படும் வோல்ட்டேஜ் மிகவும் உயர்ந்தது. இந்த உயர் வோல்ட்டேஜ் காரணங்களை பின்னர் ஆராய்வோம். தூரத்தில் விரிவாக்கப்படும் மின்சாரம் எதிரொத்த மின்னோட்டம் (AC) அல்லது நேர்மின்னோட்டம் (DC) வடிவிலும் இருக்கலாம். எனவே, HVAC (High Voltage Alternating Current) அல்லது HVDC (High Voltage Direct Current) மூலம் மின்சாரத்தை விரிவாக்க முடியும்.

ஏன் விரிவாக்கத்திற்கு உயர் வோல்ட்டேஜ் தேவை?

வோல்ட்டேஜ், விரிவாக்க இழப்புகளை (transmission losses) குறைக்க முக்கியமான பங்கு வகிக்கிறது. மின்சார விரிவாக்கத்திற்கு பயன்படுத்தப்படும் ஒவ்வொரு மின்சார நடவடிக்கையிலும் ஒரு தூரம் ஓமிக் எதிர்ப்பு (R) உள்ளது. இந்த நடவடிக்கைகளில் மின்னோட்டம் (I) பெருமையாக செல்கிறது, இது தொடர்புடைய வெப்ப மின்சாரம், அதாவது வெறுமையான மின்சாரம் அல்லது ஆற்றல் (P) உருவாக்குகிறது.

ஓமின் விதியின்படி

தெளிவாக விளங்குமாறு, விரிவாக்கத்தில் ஒரு நடவடிக்கையில் வெறுமையாக விடப்படும் ஆற்றல் மின்னோட்டத்தை விட வோல்ட்டேஜை மட்டும் சார்ந்தது. இந்த மின்னோட்டத்தின் அளவை சிறப்பு உபகரணங்களை பயன்படுத்தி வோல்ட்டேஜ் மாற்றத்தின் மூலம் ஒழுங்கு செய்ய முடியும்.

வோல்ட்டேஜ் மாற்றத்தில், ஆற்றல் காக்கப்பட்டு மாறாமல் வைக்கப்படுகிறது. வோல்ட்டேஜ் மற்றும் மின்னோட்டம் ஒரே காரணியால் எதிரொத்த மாற்றம் கொண்டு வருகின்றன:

எடுத்துக்காட்டாக, 220v வோல்ட்டேஜில் 11KW ஆற்றல் 50 அம்பீர் கொண்டிருக்கும். இந்த வகையில், விரிவாக்க அம்பீர் இழப்புகள்

இப்போது, வோல்ட்டேஜை 10 மடங்கு உயர்த்துவோம். அதாவது 11KW ஆற்றல் 2200v & 5 அம்பீர் கொண்டிருக்கும். இப்போது அம்பீர் இழப்புகள்;

நீங்கள் காண்போம், வோல்ட்டேஜை உயர்த்துவது விரிவாக்க அம்பீர் இழப்புகளை மிகவும் குறைக்கிறது. எனவே, அதே அளவு மின்சாரத்தை விரிவாக்க மின்னோட்டத்தை குறைக்க வோல்ட்டேஜை உயர்த்துவோம்.

மின்னோட்ட போர் (AC vs. DC)

1880s இறுதியில், "மின்னோட்ட போர்" என்ற பெயரில், நேர்மின்னோட்டம் (DC) முதலில் மின்சார விரிவாக்கத்திற்கு பயன்படுத்தப்பட்டது. ஆனால், பொருளாதார வோல்ட்டேஜ் மாற்ற உபகரணங்கள் இல்லாததால் இது மிகவும் குறைமையானது - AC மாற்றுமின்னோட்டம் உள்ளது என்பது மாற்றுமின்னோட்டத்தை எளிதாக உயர்த்திக்கொள்ள அல்லது குறைக்க முடியும். ஆரம்ப கால மிக குறைந்த வோல்ட்டேஜ் DC மின்சார நிலையங்கள் மட்டுமே குறைந்த தூரத்தில் மின்சாரத்தை வழங்க முடியும்; அதன் வெளியே, வோல்ட்டேஜ் மிகவும் குறைந்து போகும், அதனால் சிறிய பகுதிகளில் பல உருவாக்க நிலையங்கள் தேவை - இது மிகவும் செலவு செய்யும் வழிமுறை.

உயர் வோல்ட்டேஜ் DC விரிவாக்கம் முற்றிலும் AC விரிவாக்கத்தை விட குறைந்த இழப்புகளை வெளிப்படுத்தும், ஆனால் ஆரம்ப கால DC அமைப்புகள் நீண்ட தூர விரிவாக்கத்திற்கு முக்கியமான மின்சாரத்தை மாற்றுவதற்கு மர்க்குரி ஆர்க் வால்வுகள் (rectifiers) ஐ பயன்படுத்தின. இந்த முடிவு உபகரணங்கள் பெரியது, செலவு அதிகமானது மற்றும் பெரிய அளவில் போதுமான போராட்டத்தை தேவைப்படுத்தும். இதன் எதிர்ப்பாக, AC விரிவாக்கம் மாற்றுவோர்களை போட்டு மேலும் செலவு குறைந்த, செலவு போதுமான மற்றும் செலவு அதிகமான முறையில் செயல்படுத்தும், இதனால் AC அத்தகைய நீண்ட தூர மின்சார விரிவாக்கத்தில் முக்கிய தேர்வாக இருந்தது.

HVAC (High Voltage Alternating Current) மற்றும் HVDC (High Voltage Direct Current) இவற்றிற்கு இடையே தேர்வு செய்யும்போது, பல முக்கிய காரணிகளை எண்ணிக்கையில் கொள்ள வேண்டும். இந்த கட்டுரை இந்த காரணிகளை விரிவாக ஆராய்கிறது.

HVAC & HVDC

HVAC (High Voltage Alternating Current) மற்றும் HVDC (High Voltage Direct Current) என்பது நீண்ட தூர மின்சார விரிவாக்கத்திற்கான வோல்ட்டேஜ் தொகுதிகளைக் குறிக்கும். HVDC பொதுவாக மிகவும் நீண்ட தூரங்களுக்கு (தோற்றும் 600 km) தேர்வு செய்யப்படுகிறது, இருப்பினும் இரு அமைப்புகளும் இன்று உலகம் முழுவதும் பரவலாக பயன்படுத்தப்படுகின்றன, ஒவ்வொன்றும் தனித்தனியாக தனித்தனியான நல்ல பகுதிகள் மற்றும் குறைபாடுகளைக் கொண்டிருக்கிறது.

விரிவாக்க செலவுகள்

நீண்ட தூர மின்சார விரிவாக்கம் உயர் வோல்ட்டேஜ் தேவைப்படுகிறது, மேலும் முடிவு நிலையங்கள் வோல்ட்டேஜ் மாற்றத்தை செய்கின்றன. மொத்த விரிவாக்க செலவுகள் இரு கூறுகளில் அமைந்துள்ளன: முடிவு நிலைய செலவுகள் மற்றும் விரிவாக்க அம்பீர் செலவுகள்.

• முடிவு நிலையங்கள்
  முடிவு நிலையங்கள் விரிவாக்கத்திற்கான வோல்ட்டேஜ் அளவுகளை மாற்றுகின்றன. AC அமைப்புகளுக்கு, இது முக்கியமாக மாற்றுவோர்களை பயன்படுத்தி உயர் மற்றும் குறைந்த வோல்ட்டேஜ்களுக்கு மாற்றுகிறது. DC அமைப்புகளுக்கு, முடிவு நிலையங்கள் thyristor அல்லது IGBT-based converters ஐ பயன்படுத்தி DC வோல்ட்டேஜ் அளவுகளை மாற்றுகின்றன.

  மாற்றுவோர்கள் solid-state converters வை விட மேலும் செலவு குறைந்தவை மற்றும் செலவு போதுமானவை, AC முடிவு நிலையங்கள் DC முடிவு நிலையங்களை விட குறைந்த செலவில் இருக்கும், இதனால் AC வோல்ட்டேஜ் மாற்றம் அதிகமாக செலவு குறைந்தது.

• விரிவாக்க அம்பீர்
  அம்பீர் செலவுகள் நடவடிக்கைகளின் எண்ணிக்கையை மற்றும் விரிவாக்க அம்பீர் கோபுரங்களின் வடிவம் சார்ந்து அமைந்துள்ளன. HVDC அமைப்புகள் மட்டுமே இரண்டு நடவடிக்கைகள் தேவை, ஆனால் HVAC அமைப்புகள் மூன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட (bundled conductors என்றும் அழைக்கப்படும் கோரோனா போத்த விளைவுகளை குறைக்க வேண்டியது).

  AC விரிவாக்க அம்பீர் கோபுரங்கள் மிகவும் தூக்கமான கோபுரங்களை ஆதரிக்க வேண்டும், இதனால் HVAC அம்பீர்களை விட HVDC அம்பீர்கள் குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமா......

• மொத்த விரிவாக்க செலவுகள்
  மொத்த செலவுகள் முடிவு நிலைய செலவுகள் (தூரத்தை விட இயல்பானவை) மற்றும் அம்பீர் செலவுகள் (தூரத்தை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செல......

சமான தூரம்

"சமான தூரம்" என்பது HVAC விரிவாக்கத்தின் மொத்த நிதி நிலையான செலவு HVDC விரிவாக்கத்தின் மொத்த நிதி நிலையான செலவை விட அதிகமாக இருக்கும் விரிவாக்க தூரத்தைக் குறிக்கும். இந்த தூரம் தோற்றும் 400-500 மைல்கள் (600-800 km) ஆகும். இந்த வரம்பை விட அதிகமான தூரங்களுக்கு, HVDC அதிகமாக செலவு குறைந்த தேர்வாக இருக்கும்; இதற்கு முன்னிருந்த தூரங்களுக்கு, HVAC அதிகமாக செலவு குறைந்த தேர்வாக இருக்கும். இந்த உறவு மேலே உள்ள வரைபடத்தில் விளக்கப்பட்டுள்ளது.

முற்றிலும் செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந்த தூக்கமான கோபுரங்களை விட அதிகமாக செலவு குறைந......