विद्युत शक्ति प्रणाली: यो के हो? (शक्ति प्रणालीको बुनियात)
क्षमता प्रणाली क्या है?
बिजली की शक्ति प्रणाली को विद्युत संरचनाओं का एक नेटवर्क माना जाता है जिसे बिजली की शक्ति को प्रदान, स्थानांतरित और उपभोग करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है। प्रदान करने का कार्य किसी तरह के उत्पादन (जैसे एक पावर प्लांट) द्वारा किया जाता है, स्थानांतरण एक ट्रांसमिशन लाइन और वितरण प्रणाली के माध्यम से किया जाता है, और उपभोग आवासीय अनुप्रयोगों जैसे आपके घर में प्रकाश या हवाकार को चालू करने, या औद्योगिक अनुप्रयोगों जैसे बड़े मोटरों के संचालन के माध्यम से हो सकता है।
एक क्षमता प्रणाली का उदाहरण एक विद्युत ग्रिड है जो एक विस्तृत क्षेत्र में घरों और उद्योगों को शक्ति प्रदान करता है। विद्युत ग्रिड को व्यापक रूप से शक्ति प्रदान करने वाले जनरेटर, जनरेटिंग सेंटर से लोड सेंटर तक शक्ति ले जाने वाली ट्रांसमिशन सिस्टम, और निकटवर्ती घरों और उद्योगों को शक्ति देने वाली वितरण सिस्टम में विभाजित किया जा सकता है।
छोटी क्षमता प्रणालियाँ उद्योग, अस्पताल, व्यावसायिक इमारतें, और घरों में भी पाई जाती हैं। इन प्रणालियों के अधिकांश तीन-फेज AC शक्ति पर निर्भर करते हैं - जो आधुनिक दुनिया में बड़े पैमाने पर शक्ति ट्रांसमिशन और वितरण के लिए मानक है।
विमान, विद्युत रेल प्रणाली, समुद्री जहाज, पनडुब्बी, और ऑटोमोबाइल में पाई जाने वाली विशेषज्ञ प्रणालियाँ निरन्तर तीन-फेज AC शक्ति पर नहीं निर्भर करती हैं।
उत्पादन संयंत्र विद्युत ऊर्जा को निम्न वोल्टेज स्तर पर उत्पन्न करते हैं। हम उत्पादन वोल्टेज को निम्न स्तर पर रखते हैं क्योंकि इसमें कुछ विशिष्ट फायदे होते हैं। निम्न वोल्टेज उत्पादन एल्टरनेटर के आर्मेचर पर कम दबाव डालता है। इसलिए निम्न वोल्टेज उत्पादन में, हम एक छोटे एल्टरनेटर का निर्माण कर सकते हैं जिसमें पतली और हल्की इन्सुलेशन होती है।
इंजीनियरिंग और डिजाइन के दृष्टिकोण से, छोटे एल्टरनेटर अधिक व्यावहारिक हैं। हम इस निम्न वोल्टेज शक्ति को लोड सेंटरों तक ट्रांसमिट नहीं कर सकते।
निम्न वोल्टेज ट्रांसमिशन अधिक कॉपर नुकसान, खराब वोल्टेज विनियमन, 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 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 ग्राउंड क्लियरेंस बनाने के लिए लाइन समर्थन 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 मात्रा की ऊर्जा ट्रांसमिट करने के लिए प्रणाली के वोल्टेज स्तर को निर्धारित करता है।
सिस्टम वोल्टेज को बढ़ाने के लिए, हम स्टेप-अप ट्रांसफार्मर और उनकी संबद्ध सुरक्षा और संचालन व्यवस्थाओं का उपयोग उत्पादन स्टेशन पर करते हैं। हम इसे उत्पादन उपस्टेशन 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 उनकी संबद्ध सुरक्षा और संचालन व्यवस्थाओं का उपयोग करते हैं। इसे ट्रांसमिशन उपस्टेशन कहते हैं। प्राथमिक ट्रांसमिशन के बाद, विद्युत ऊर्जा द्वितीयक ट्रांसमिशन या प्राथमिक वितरण से गुजरती है। द्वितीयक ट्रांसमिशन या प्राथमिक वितरण के बाद फिर से हम वोल्टेज को एक वांछित निम्न वोल्टेज स्तर तक कम करते हैं उपभोक्ता के स्थान पर वितरित करने के लिए।
यह था एक विद्युत क्षमता प्रणाली की बुनियादी संरचना। हालांकि, हमने विद्युत क्षमता प्रणाली में उपयोग किए जाने वाले प्रत्येक उपकरण के विवरणों का उल्लेख नहीं किया है। एल्टरनेटर, ट्रांसफार्मर, और ट्रांसमिशन लाइन तीन मुख्य घटकों के अलावा, एक संख्या में संबद्ध उपकरण होते हैं।
इन उपकरणों में कुछ सर्किट ब्रेकर, बिजली का आरक्षण, आइसोलेटर, करंट ट्रांसफार्मर, वोल्टेज ट्रांसफार्मर, कैपेसिटर वोल्टेज ट्रांसफार्मर, वेव ट्रैप, कैपेसिटर बैंक, रिलेइंग सिस्टम, नियंत्रण व्यवस्था, लाइन और उपस्टेशन उपकरणों का ग्राउंडिंग व्यवस्थापन, आदि शामिल हैं।
हमें विद्युत क्षमता प्रणाली की क्यों आवश्यकता है?
आर्थिक दृष्टिकोण से, हम हमेशा उन स्थानों पर उत्पादन स्टेशन बनाते हैं जहाँ संसाधन आसानी से उपलब्ध होते 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।
न केवल इतना, कभी-कभी कई अन्य प्रतिबंध होते हैं जिनके कारण हम उत्पादन स्टेशन को घनी उपभोक्ता क्षेत्रों या लोड सेंटरों के निकट नहीं बना सकते।
इसलिए, हम बाहरी स्थित उत्पादन स्रोत का उपयोग करते हैं और फिर इस उत्पन्न शक्ति को एक लंबी ट्रांसमिशन लाइन और एक वितरण प्रणाली के माध्यम से लोड सेंटरों तक ट्रांसमिट करते हैं।
हम उत्पादन संयंत्र से उपभोक्ता तक बिजली को कुशल और विश्वसनीय रूप से डिलीवर करने के लिए पूरी व्यवस्था को विद्युत क्षमता प्रणाली कहते हैं।
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