विद्युत शक्ति प्रणाली: क्या है? (शक्ति प्रणाली की मूल बातें)

विद्युत शक्ति प्रणाली क्या है?

विद्युत शक्ति प्रणाली को विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति, स्थानांतरण और उपभोग के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले विद्युत घटकों का एक नेटवर्क के रूप में परिभाषित किया जाता है। आपूर्ति किसी रूप के उत्पादन (जैसे, एक पावर प्लांट) के माध्यम से की जाती है, स्थानांतरण ट्रांसमिशन (ट्रांसमिशन लाइन के माध्यम से) और वितरण प्रणाली के माध्यम से किया जाता है, और उपभोग आपके घर में प्रकाश या एयर कंडीशनिंग जैसे आवासीय अनुप्रयोगों या बड़े मोटरों के संचालन जैसे औद्योगिक अनुप्रयोगों के माध्यम से किया जा सकता है।

विद्युत शक्ति प्रणाली का एक उदाहरण एक विद्युत ग्रिड है, जो एक विस्तृत क्षेत्र में घरों और उद्योगों को शक्ति प्रदान करता है। विद्युत ग्रिड को विद्युत उत्पादन करने वाले जनरेटर, जनरेटिंग सेंटर से लोड सेंटर तक शक्ति को ले जाने वाले ट्रांसमिशन सिस्टम, और निकटवर्ती घरों और उद्योगों को शक्ति प्रदान करने वाले वितरण सिस्टम में व्यापक रूप से विभाजित किया जा सकता है।

छोटी विद्युत शक्ति प्रणालियाँ उद्योग, अस्पताल, वाणिज्यिक इमारतों और घरों में भी पाई जाती हैं। इन प्रणालियों के अधिकांश तीन-फेज AC विद्युत पर निर्भर करते हैं - जो आधुनिक दुनिया में बड़े पैमाने पर विद्युत ट्रांसमिशन और वितरण के लिए मानक है।

विमान, विद्युत रेल प्रणालियाँ, समुद्री जहाज, उपोत्सवी और ऑटोमोबाइलों में पाई जाने वाली विशेष विद्युत शक्ति प्रणालियाँ हमेशा तीन-फेज AC विद्युत पर निर्भर नहीं करती हैं।

उत्पादन संयंत्र कम वोल्टेज स्तर पर विद्युत ऊर्जा उत्पादित करते हैं। हम उत्पादन वोल्टेज को कम स्तर पर रखते हैं क्योंकि इसके कुछ विशिष्ट फायदे होते हैं। कम वोल्टेज उत्पादन एल्टरनेटर के आर्मेचर पर कम दबाव डालता है। इसलिए कम वोल्टेज उत्पादन में हम छोटे, पतले और हल्के इन्सुलेशन वाले एक छोटे एल्टरनेटर का निर्माण कर सकते हैं।

इंजीनियरिंग और डिजाइन के दृष्टिकोण से, छोटे एल्टरनेटर अधिक व्यावहारिक होते हैं। हम इस कम वोल्टेज शक्ति को लोड सेंटरों तक ट्रांसमिट नहीं कर सकते।

कम वोल्टेज ट्रांसमिशन अधिक तांबा नुकसान, खराब वोल्टेज नियंत्रण और ट्रांसमिशन सिस्टम की स्थापना की लागत का कारण बनता है। इन तीन कठिनाइयों से बचने के लिए हमें वोल्टेज को एक विशिष्ट उच्च वोल्टेज स्तर तक बढ़ाना होता है।

हम विद्युत प्रणाली के वोल्टेज को एक निश्चित सीमा से अधिक नहीं बढ़ा सकते क्योंकि वोल्टेज की एक सीमा से अधिक इन्सुलेशन की लागत तेजी से बढ़ जाती है और उचित भू दूरी रखने के लिए लाइन सपोर्टिंग संरचनाओं की लागत भी तेजी से बढ़ जाती है।

ट्रांसमिशन वोल्टेज ट्रांसमिट किए जाने वाली शक्ति की मात्रा पर निर्भर करता है। ट्रांसमिशन सिस्टम के लिए ऊर्जा की राशि परिवर्तित करने के लिए एक अन्य पैरामीटर सर्ज इम्पीडेंस लोडिंग है।

सिस्टम वोल्टेज बढ़ाने के लिए, हम जनरेटिंग स्टेशन पर स्टेप-अप ट्रांसफार्मर और उनकी संबंधित सुरक्षा और संचालन व्यवस्थाओं का उपयोग करते हैं। इसे जनरेशन सबस्टेशन कहा जाता है। ट्रांसमिशन लाइन के अंत में, हमें ट्रांसमिशन वोल्टेज को दूसरी ट्रांसमिशन या वितरण के लिए निम्न स्तर तक कम करना होता है।

यहाँ हम स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर और उनकी संबंधित सुरक्षा और संचालन व्यवस्थाओं का उपयोग करते हैं। इसे ट्रांसमिशन सबस्टेशन कहा जाता है। प्राथमिक ट्रांसमिशन के बाद, विद्युत ऊर्जा द्वितीयक ट्रांसमिशन या प्राथमिक वितरण के माध्यम से गुजरती है। द्वितीयक ट्रांसमिशन या प्राथमिक वितरण के बाद फिर से हम वोल्टेज को एक वांछित कम वोल्टेज स्तर तक कम करते हैं ताकि उपभोक्ता के ठिकाने पर वितरित किया जा सके।

यह विद्युत शक्ति प्रणाली की बुनियादी संरचना थी। हालांकि, हमने विद्युत शक्ति प्रणाली में इस्तेमाल किए जाने वाले प्रत्येक उपकरण के विवरण का उल्लेख नहीं किया है। एल्टरनेटर, ट्रांसफार्मर और ट्रांसमिशन लाइन के तीन मुख्य घटकों के अलावा एक संख्या में संबंधित उपकरण होते हैं।

इन उपकरणों में सर्किट ब्रेकर, बिजली की चार्ज रोकने वाला उपकरण, आइसोलेटर, करंट ट्रांसफार्मर, वोल्टेज ट्रांसफार्मर, कैपेसिटर वोल्टेज ट्रांसफार्मर, वेव ट्रैप, कैपेसिटर बैंक, रिलेइंग सिस्टम, नियंत्रण व्यवस्था, लाइन और सबस्टेशन उपकरणों की इथरिंग व्यवस्था आदि शामिल हैं।

हमें विद्युत शक्ति प्रणाली की आवश्यकता क्यों है?

आर्थिक दृष्टिकोण से, हम हमेशा उन संसाधनों की उपलब्धता के आधार पर जनरेटिंग स्टेशन का निर्माण करते हैं। उपभोक्ता विद्युत ऊर्जा का उपभोग करते हैं, लेकिन वे ऐसे स्थानों पर रह सकते हैं जहाँ बिजली उत्पादन के लिए संसाधन उपलब्ध नहीं होते हैं।

न केवल इसके अलावा, कभी-कभी अन्य कई बाधाएँ होती हैं जिनके कारण हम गन्ने उत्पादन करने वाले स्टेशन को घने उपभोक्ता क्षेत्रों या लोड सेंटरों के निकट नहीं बना सकते।

इसलिए, इसके बजाय हम बाहरी स्थित उत्पादन स्रोत का उपयोग करते हैं और फिर इस उत्पादित शक्ति को लोड सेंटरों तक एक लंबी ट्रांसमिशन लाइन और वितरण सिस्टम के माध्यम से ट्रांसमिट करते हैं।

हम जनरेटिंग प्लांट से उपभोक्ता तक विद्युत की आपूर्ति करने के लिए इस पूरी व्यवस्था को विद्युत शक्ति प्रणाली कहते हैं।

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