विद्युत प्रसारण प्रणाली क्या हैं?
विद्युत प्रसारण प्रणाली क्या है?
विद्युत प्रसारण प्रणाली की परिभाषा
विद्युत प्रसारण प्रणालियाँ उत्पादन स्टेशनों से लोड केंद्रों तक विद्युत ऊर्जा प्रसारित करती हैं जहाँ यह खपत की जाती है।
विद्युत प्रसारण प्रणालियाँ उत्पादन स्रोत से विभिन्न लोड केंद्रों (जहाँ विद्युत का उपयोग किया जा रहा है) तक ऊर्जा प्रसारित करने का माध्यम हैं। उत्पादन स्टेशन विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करते हैं। ये उत्पादन स्टेशन आवश्यक रूप से ऐसे स्थानों पर स्थित नहीं होते जहाँ अधिकांश ऊर्जा का उपभोग होता है (लोड केंद्र)।
दूरी उत्पादन स्टेशन के स्थान चुनने का एकमात्र कारक नहीं है। अक्सर, उत्पादन स्टेशन विद्युत के उपयोग के स्थान से दूर होते हैं। उच्च-घनत्व वाले क्षेत्रों से दूर भूमि सस्ती होती है, और शोर या प्रदूषण वाले स्टेशनों को आवासीय क्षेत्रों से दूर रखना बेहतर होता है। इसीलिए विद्युत प्रसारण प्रणालियाँ आवश्यक हैं।
विद्युत आपूर्ति प्रणालियाँ उत्पादन स्रोतों, जैसे थर्मल विद्युत स्टेशन, से उपभोक्ताओं तक ऊर्जा प्रदान करती हैं। विद्युत प्रसारण प्रणालियाँ, जिनमें छोटी, मध्यम और लंबी प्रसारण लाइनें शामिल हैं, विद्युत वितरण प्रणाली में ऊर्जा प्रसारित करती हैं। ये प्रणालियाँ फिर घरों और व्यवसायों को विद्युत प्रदान करती हैं।
एसी विरुद्ध डीसी प्रसारण
मूल रूप से विद्युत ऊर्जा को प्रसारित करने के दो प्रणाली हैं:
उच्च वोल्टता डीसी विद्युत प्रसारण प्रणाली।
उच्च वोल्टता एसी विद्युत प्रसारण प्रणाली।
डीसी प्रसारण प्रणालियों के लाभ
डीसी प्रसारण प्रणालियों के लिए केवल दो चालक आवश्यक होते हैं। यदि पृथ्वी को प्रणाली के रिटर्न पथ के रूप में उपयोग किया जाता है, तो डीसी प्रसारण प्रणाली के लिए केवल एक चालक का उपयोग किया जा सकता है।
डीसी प्रसारण प्रणाली के इन्सुलेटर पर वोल्टता दबाव लगभग 70% एसी प्रसारण प्रणाली के समतुल्य वोल्टता का होता है। इसलिए, डीसी प्रसारण प्रणालियों में इन्सुलेशन की लागत कम होती है।
इंडक्टेंस, कैपेसिटेंस, फेज विस्थापन और झगड़े की समस्याएँ डीसी प्रणाली में निकाली जा सकती हैं।
एसी प्रसारण प्रणालियों के दोष
एसी प्रणालियों में डीसी प्रणालियों की तुलना में चालक की मात्रा बहुत अधिक होती है।
लाइन की रिएक्टेंस विद्युत प्रसारण प्रणाली के वोल्टेज नियंत्रण पर प्रभाव डालती है।
स्किन और प्रोक्सिमिटी इफेक्ट की समस्याएँ केवल एसी प्रणालियों में मिलती हैं।
एसी प्रसारण प्रणालियाँ डीसी प्रसारण प्रणाली की तुलना में कोरोना डिस्चार्ज के प्रभाव से अधिक प्रभावित होती हैं।
एसी विद्युत प्रसारण नेटवर्क का निर्माण डीसी प्रणालियों की तुलना में अधिक जटिल होता है।
दो या अधिक प्रसारण लाइनों को एक साथ जोड़ने से पहले उचित सिंक्रोनाइजेशन की आवश्यकता होती है, जो डीसी प्रसारण प्रणाली में पूरी तरह से छोड़ा जा सकता है।
एसी प्रसारण प्रणालियों के लाभ
विद्युत वोल्टता को आसानी से बढ़ाया या घटाया जा सकता है, जो डीसी प्रसारण प्रणाली में संभव नहीं है।
एसी सबस्टेशन की रखरखाव डीसी की तुलना में आसान और आर्थिक होता है।
एसी विद्युत सबस्टेशन में शक्ति का रूपांतरण डीसी प्रणाली के मोटर-जनरेटर सेट की तुलना में बहुत आसान होता है।
एसी प्रसारण प्रणाली के दोष
एसी प्रणालियों में डीसी प्रणालियों की तुलना में चालक की मात्रा बहुत अधिक होती है।
लाइन की रिएक्टेंस विद्युत प्रसारण प्रणाली के वोल्टेज नियंत्रण पर प्रभाव डालती है।
स्किन और प्रोक्सिमिटी इफेक्ट की समस्याएँ केवल एसी प्रणालियों में मिलती हैं।
एसी प्रसारण प्रणालियाँ डीसी प्रसारण प्रणाली की तुलना में कोरोना डिस्चार्ज के प्रभाव से अधिक प्रभावित होती हैं।
एसी विद्युत प्रसारण नेटवर्क का निर्माण डीसी प्रणालियों की तुलना में अधिक जटिल होता है।
दो या अधिक प्रसारण लाइनों को एक साथ जोड़ने से पहले उचित सिंक्रोनाइजेशन की आवश्यकता होती है, जो डीसी प्रसारण प्रणाली में पूरी तरह से छोड़ा जा सकता है।
उत्पादन स्टेशन का निर्माण
उत्पादन स्टेशन के निर्माण की योजना बनाते समय निम्नलिखित कारकों को ध्यान में रखना चाहिए ताकि विद्युत ऊर्जा का आर्थिक उत्पादन हो सके।
थर्मल विद्युत उत्पादन स्टेशन के लिए पानी की आसान उपलब्धता।
पावर स्टेशन के निर्माण के लिए भूमि की आसान उपलब्धता, जिसमें इसके स्टाफ टाउनशिप भी शामिल हैं।
हाइड्रोपावर स्टेशन के लिए, नदी पर एक बांध होना चाहिए। इसलिए नदी पर एक ऐसा स्थान चुना जाना चाहिए जहाँ बांध का निर्माण सबसे अनुकूल तरीके से किया जा सके।
थर्मल पावर स्टेशन के लिए, ईंधन की आसान उपलब्धता सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक है।
पावर स्टेशन के उत्पादों और कर्मचारियों के लिए बेहतर संचार भी ध्यान में रखा जाना चाहिए।
टर्बाइन, एल्टरनेटर आदि के बहुत बड़े स्पेयर पार्ट्स के परिवहन के लिए चौड़ी सड़कें, ट्रेन संचार और गहरी और चौड़ी नदी पावर स्टेशन के निकट होनी चाहिए।
न्यूक्लियर पावर प्लांट को ऐसे दूरी पर स्थित होना चाहिए जहाँ न्यूक्लियर रिएक्शन से सामान्य लोगों के स्वास्थ्य पर कोई प्रभाव न हो।
हमें ध्यान रखने के लिए अन्य कई कारक हैं, लेकिन वे हमारी चर्चा के बाहर हैं। ऊपर सूचीबद्ध सभी कारक लोड केंद्रों पर उपलब्ध नहीं होते। उत्पादन स्टेशन या जनरेटिंग स्टेशन उस स्थान पर स्थित होना चाहिए जहाँ सभी सुविधाएँ आसानी से उपलब्ध हों। यह स्थान लोड केंद्रों पर आवश्यक नहीं है। जैसा कि हमने पहले कहा, उत्पादन स्टेशन पर उत्पन्न ऊर्जा फिर विद्युत प्रसारण प्रणाली का उपयोग करके लोड केंद्र तक प्रसारित की जाती है।
उत्पादन स्टेशन पर उत्पन्न विद्युत एक कम वोल्टता स्तर पर होती है, क्योंकि कम वोल्टता विद्युत उत्पादन का कुछ आर्थिक मूल्य होता है। कम वोल्टता विद्युत उत्पादन उच्च वोल्टता विद्युत उत्पादन की तुलना में आर्थिक (निम्न लागत) होता है। कम वोल्टता स्तर पर, एल्टरनेटर में द्रव्यमान और इन्सुलेशन दोनों कम होते हैं; यह सीधे एल्टरनेटर की लागत और आकार को कम करता है। लेकिन यह कम वोल्टता स्तर पर ऊर्जा उपभोक्ता को सीधे प्रसारित नहीं की जा सकती क्योंकि यह कम वोल्टता विद्युत प्रसारण आर्थिक नहीं होता। इसलिए, हालांकि कम वोल्टता विद्युत उत्पादन आर्थिक है, कम वोल्टता विद्युत प्रसारण आर्थिक नहीं है।
विद्युत शक्ति विद्युत धारा और प्रणाली के वोल्टेज के उत्पाद के सीधे आनुपातिक है। इसलिए, एक स्थान से दूसरे स्थान तक निश्चित विद्युत शक्ति प्रसारित करने के लिए, यदि शक्ति का वोल्टेज बढ़ा दिया जाए तो इस शक्ति की संबद्ध धारा कम हो जाती है। कम धारा का अर्थ है प्रणाली में कम I2R नुकसान, चालक का कम अनुप्रस्थ क्षेत्रफल अर्थात कम पूंजी का निवेश और धारा की कमी विद्युत प्रसारण प्रणाली के वोल्टेज नियंत्रण में सुधार लाती है और सुधार विद्युत नियंत्रण गुणवत्ता वाली शक्ति का संकेत देता है। इन तीन कारणों से विद्युत शक्ति मुख्य रूप से उच्च वोल्टता स्तर पर प्रसारित की जाती है।
फिर वितरण के अंत में वितरित शक्ति के लिए प्रसारित शक्ति को इसके आवश्यक कम वोल्टता स्तर तक कम किया जाता है।
इसलिए यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि पहले विद्युत शक्ति कम वोल्टता स्तर पर उत्पन्न की जाती है, फिर उच्च वोल्टता तक बढ़ाई जाती है ताकि विद्युत ऊर्जा का प्रभावी प्रसारण हो सके। अंत में, विभिन्न उपभोक्ताओं को विद्युत ऊर्जा या शक्ति वितरित करने के लिए, इसे आवश्यक कम वोल्टता स्तर तक कम किया जाता है।
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