विद्युत शक्ति प्रणाली को विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति, स्थानांतरण और उपभोग के लिए प्रयोग की जाने वाली विद्युत घटकों का एक नेटवर्क के रूप में परिभाषित किया जाता है। आपूर्ति किसी रूप की उत्पादन (जैसे, एक पावर प्लांट) के माध्यम से की जाती है, स्थानांतरण 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।
शक्ति प्रणाली का एक उदाहरण वह विद्युत ग्रिड है जो विस्तारित क्षेत्र में घरों और उद्योगों को शक्ति प्रदान करता है। विद्युत ग्रिड को व्यापक रूप से उस उत्पादकों, जो शक्ति प्रदान करते हैं, ट्रांसमिशन प्रणाली, जो उत्पादन केंद्रों से लोड केंद्रों तक शक्ति को ले जाती है, और वितरण प्रणाली, जो शक्ति को निकटवर्ती घरों और उद्योगों को प्रदान करती है, में विभाजित किया जा सकता है।
छोटे शक्ति प्रणाली उद्योग, अस्पताल, वाणिज्यिक इमारतों, और घरों में भी पाए जाते हैं। इन प्रणालियों के अधिकांश तीन-फेज एसी शक्ति पर निर्भर करते हैं—जो आधुनिक दुनिया में बड़े पैमाने पर शक्ति ट्रांसमिशन और वितरण के लिए मानक है।
विमान, विद्युत रेल प्रणाली, ऑशन लाइनर, डीप सी और ऑटोमोबाइल में ऐसी विशेष शक्ति प्रणाली पाई जाती हैं जो हमेशा तीन-फेज एसी शक्ति पर निर्भर नहीं करती हैं।
उत्पादन संयंत्र निम्न वोल्टेज स्तर पर विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। हम उत्पादन वोल्टेज को निम्न स्तर पर रखते हैं क्योंकि इसके कुछ विशिष्ट फायदे होते हैं। निम्न वोल्टेज उत्पादन विकल्प के आर्मेचर पर कम तनाव डालता है। इसलिए निम्न वोल्टेज उत्पादन में, हम एक छोटे विकल्प का निर्माण कर सकते हैं जिसमें पतली और हल्की इन्सुलेशन होती है।
इंजीनियरिंग और डिजाइन के दृष्टिकोण से, छोटे विकल्प अधिक व्यावहारिक हैं। हम इस निम्न वोल्टेज शक्ति को लोड केंद्रों तक ट्रांसमिट नहीं कर सकते।
निम्न वोल्टेज ट्रांसमिशन अधिक कॉपर लोस, खराब वोल्टेज नियंत्रण और ट्रांसमिशन प्रणाली के इंस्टॉलेशन 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 प्रणाली वोल्टेज को एक निश्चित सीमा से ऊपर नहीं बढ़ा सकते क्योंकि वोल्टेज की एक सीमा से ऊपर इन्सुलेशन की लागत तेजी से बढ़ जाती है और उचित ग्राउंड क्लियरेंस रखने के लिए लाइन सपोर्टिंग संरचनाओं की लागत भी तेजी से बढ़ जाती है।
ट्रांसमिशन वोल्टेज ट्रांसमिट किए जाने वाले शक्ति की मात्रा पर निर्भर करता है। सर्ज इम्पीडेंस लोडिंग एक अन्य पैरामीटर है जो एक निश्चित ऊर्जा को ट्रांसमिट करने के लिए प्रणाली के वोल्टेज स्तर को निर्धारित करता है।
प्रणाली वोल्टेज को बढ़ाने के लिए, हम उत्पादन स्टेशन पर स्टेप-अप ट्रांसफार्मर और उनके संबंधित सुरक्षा और संचालन व्यवस्थाओं का उपयोग करते हैं। हम इसे उत्पादन सबस्टेशन कहते हैं। ट्रांसमिशन लाइन के अंत में, हमें ट्रांसमिशन वोल्टेज को द्वितीयक ट्रांसमिशन और या वितरण के लिए एक निम्न स्तर तक कम करना होता है।
यहाँ हम स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर और उनके संबंधित सुरक्षा और संचालन व्यवस्थाओं का उपयोग करते हैं। यह एक ट्रांसमिशन सबस्टेशन 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 निम्न स्तर तक कम करते हैं ताकि उपभोक्ता क्षेत्रों में वितरित किया जा सके।
यह था एक विद्युत शक्ति प्रणाली की बुनियादी संरचना। हालांकि, हमने विद्युत शक्ति प्रणाली में प्रयोग किए जाने वाले प्रत्येक उपकरण के विवरणों का उल्लेख नहीं किया है। विकल्प, ट्रांसफार्मर और ट्रांसमिशन लाइन के तीन मुख्य घटकों के अलावा एक संख्या में संबद्ध उपकरण हैं।
इन उपकरणों में सर्किट ब्रेकर, बिजली ग्राहक, 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।
आर्थिक दृष्टिकोण से, हम हमेशा उन संसाधनों की उपलब्धता के आधार पर उत्पादन 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 हैं।
सिर्फ इतना ही नहीं, कभी-कभी बहुत सारी अन्य विवशताएं होती हैं जिनके कारण हम उत्पादन स्टेशन को घनी उपभोक्ता क्षेत्रों या लोड केंद्रों के निकट नहीं बना सकते।
इसलिए, हम बाहरी स्थित उत्पादन स्रोत का उपयोग करते हैं और फिर इस उत्पादित शक्ति को एक लंबी ट्रांसमिशन लाइन और वितरण प्रणाली के माध्यम से लोड केंद्रों तक ट्रांसमिट करते हैं।
हम उत्पादन संयंत्र से उपभोक्ता के अंत तक बिजली को कार्यक्षम और विश्वसनीय रूप से डिलीवर करने के लिए पूरी व्यवस्था को विद्युत शक्ति प्रणाली कहते हैं।
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