શા માટે અંતર પર વીજળીનું પ્રસારણ વધેલા વોલ્ટેજ પર થાય છે

આજે, અંતર પર વિદ્યુત ઊર્જાનું પ્રસારણ હંમેશા વધેલા વોલ્ટેજ પર કરવામાં આવે છે, જે દસ અને સેંકડો કિલોવોલ્ટમાં માપવામાં આવે છે. સમગ્ર વિશ્વમાં, વિવિધ પ્રકારના પાવર પ્લાન્ટ ગીગાવોટ વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે. આ વીજળી શહેરો અને ગામડાઓમાં વાયરનો ઉપયોગ કરીને વિતરિત કરવામાં આવે છે જે આપણે ઉદાહરણ તરીકે ધોરીમાર્ગો અને રેલ્વે પર જોઈ શકીએ છીએ, જ્યાં તે લાંબા ઇન્સ્યુલેટર સાથે લાંબા થાંભલાઓ પર હંમેશા નિશ્ચિત હોય છે. પરંતુ શા માટે ટ્રાન્સમિશન હંમેશા ઉચ્ચ વોલ્ટેજ છે? અમે તે વિશે પછીથી વાત કરીશું.

કલ્પના કરો કે 10 કિલોમીટરના અંતરે ઓછામાં ઓછા 1000 વોટના વાયર દ્વારા વિદ્યુત ઉર્જા પ્રસારિત કરવાની હોય છે. વૈકલ્પિક પ્રવાહના સ્વરૂપમાં ન્યૂનતમ પાવર લોસ સાથે, એક શક્તિશાળી કિલોવોટ ફ્લડલાઇટ. તમે શું કરવા જઈ રહ્યા છો? દેખીતી રીતે વોલ્ટેજને એક યા બીજી રીતે રૂપાંતરિત, ઘટાડવું અથવા વધારવું પડશે. ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ કરીને.

ધારો કે સ્ત્રોત (એક નાનું ગેસોલિન જનરેટર) 220 વોલ્ટનું વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરે છે, જ્યારે તમારા નિકાલ પર 35 ચોરસ મીમીના દરેક કોરના ક્રોસ-સેક્શન સાથે બે-કોર કોપર કેબલ છે. 10 કિલોમીટર માટે, આવી કેબલ લગભગ 10 ઓહ્મનો સક્રિય પ્રતિકાર આપશે.

1 kW લોડમાં લગભગ 50 ઓહ્મનો પ્રતિકાર હોય છે. અને જો પ્રસારિત વોલ્ટેજ 220 વોલ્ટ પર રહે તો શું? આનો અર્થ એ છે કે વોલ્ટેજનો છઠ્ઠો ભાગ ટ્રાન્સમિશન વાયર પર (ડ્રોપ) કરશે, જે લગભગ 36 વોલ્ટ્સ પર હશે. તેથી લગભગ 130 ડબ્લ્યુ રસ્તામાં ખોવાઈ ગયા હતા - તેઓએ ફક્ત ટ્રાન્સમિટિંગ વાયરને ગરમ કર્યા. અને ફ્લડલાઇટ પર આપણને 220 વોલ્ટ નહીં, પરંતુ 183 વોલ્ટ મળે છે. ટ્રાન્સમિશન કાર્યક્ષમતા 87% હોવાનું બહાર આવ્યું છે, અને આ હજી પણ ટ્રાન્સમિટિંગ વાયરના પ્રેરક પ્રતિકારની અવગણના કરે છે.

હકીકત એ છે કે ટ્રાન્સમિશન વાયરમાં સક્રિય નુકસાન હંમેશા વર્તમાનના ચોરસના સીધા પ્રમાણસર હોય છે (જુઓ ઓહ્મનો કાયદો). તેથી, જો સમાન શક્તિનું સ્થાનાંતરણ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પર કરવામાં આવે છે, તો વાયર પર વોલ્ટેજ ડ્રોપ આવા નુકસાનકારક પરિબળ બનશે નહીં.

ચાલો હવે એક અલગ પરિસ્થિતિ માની લઈએ. અમારી પાસે સમાન ગેસોલિન જનરેટર છે જે 220 વોલ્ટનું ઉત્પાદન કરે છે, 10 ઓહ્મના સક્રિય પ્રતિકાર સાથે સમાન 10 કિલોમીટર વાયર અને તે જ 1 કેડબલ્યુ ફ્લડલાઇટ્સ છે, પરંતુ તેની ટોચ પર હજુ પણ બે કિલોવોટ ટ્રાન્સફોર્મર્સ છે, જેમાંથી પ્રથમ 220 -22000 ને વિસ્તૃત કરે છે. વોલ્ટ જનરેટરની નજીક સ્થિત છે અને તેની સાથે લો-વોલ્ટેજ કોઇલ દ્વારા અને હાઇ-વોલ્ટેજ કોઇલ દ્વારા - ટ્રાન્સમિશન વાયર સાથે જોડાયેલ છે. અને બીજું ટ્રાન્સફોર્મર, 10 કિલોમીટરના અંતરે, 22000-220 વોલ્ટનું સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફોર્મર છે, જે લો-વોલ્ટેજ કોઇલ સાથે છે કે જેની સાથે ફ્લડલાઇટ જોડાયેલ છે, અને હાઇ-વોલ્ટેજ કોઇલ ટ્રાન્સમિશન વાયર દ્વારા ખવડાવવામાં આવે છે.

તેથી, 22000 વોલ્ટના વોલ્ટેજ પર 1000 વોટની લોડ પાવર સાથે, ટ્રાન્સમિટિંગ વાયરમાં વર્તમાન (અહીં તમે પ્રતિક્રિયાશીલ ઘટકને ધ્યાનમાં લીધા વિના કરી શકો છો) માત્ર 45 એમએ હશે, જેનો અર્થ છે કે 36 વોલ્ટ્સ પર પડશે નહીં. તે (જેમ કે તે ટ્રાન્સફોર્મર વિના હતું), પરંતુ માત્ર 0.45 વોલ્ટ! ખોટ હવે 130 ડબ્લ્યુ નહીં, પરંતુ માત્ર 20 મેગાવોટ હશે. વધેલા વોલ્ટેજ પર આવા ટ્રાન્સમિશનની કાર્યક્ષમતા 99.99% હશે. આ કારણે ઉછાળો વધુ અસરકારક છે.

અમારા ઉદાહરણમાં, પરિસ્થિતિને અસંસ્કારી ગણવામાં આવે છે, અને આવા સરળ ઘરગથ્થુ હેતુ માટે ખર્ચાળ ટ્રાન્સફોર્મર્સનો ઉપયોગ ચોક્કસપણે અયોગ્ય ઉકેલ હશે. પરંતુ દેશો અને પ્રદેશોના ભીંગડા પર, જ્યારે તે સેંકડો કિલોમીટરના અંતર અને વિશાળ ટ્રાન્સમિટેડ પાવરની વાત આવે છે, ત્યારે વીજળીનો ખર્ચ જે ગુમાવી શકાય છે તે ટ્રાન્સફોર્મર્સના તમામ ખર્ચ કરતાં હજાર ગણો વધારે છે. તેથી જ જ્યારે અંતર પર વીજળીનું પ્રસારણ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સેંકડો કિલોવોલ્ટમાં માપવામાં આવતા વધેલા વોલ્ટેજને હંમેશા લાગુ કરવામાં આવે છે — ટ્રાન્સમિશન દરમિયાન પાવર લોસ ઘટાડવા માટે.

વીજળીના વપરાશમાં સતત વૃદ્ધિ, પાવર પ્લાન્ટ્સમાં ઉત્પાદન ક્ષમતાની સાંદ્રતા, મુક્ત વિસ્તારોમાં ઘટાડો, પર્યાવરણીય સંરક્ષણની જરૂરિયાતોને વધુ કડક બનાવવી, ફુગાવો અને જમીનના ભાવમાં વધારો, તેમજ અન્ય સંખ્યાબંધ પરિબળો, વધારો સૂચવે છે. વીજ ટ્રાન્સમિશન લાઇનની ટ્રાન્સમિશન ક્ષમતામાં.

વિવિધ પાવર લાઇનોની ડિઝાઇનની અહીં સમીક્ષા કરવામાં આવી છે: વિવિધ વોલ્ટેજ સાથે વિવિધ પાવર લાઇનોનું ઉપકરણ

ઊર્જા પ્રણાલીઓનું ઇન્ટરકનેક્શન, પાવર પ્લાન્ટ્સ અને સિસ્ટમ્સની ક્ષમતામાં વધારો, પાવર લાઇન સાથે પ્રસારિત થતી ઊર્જાના અંતર અને પ્રવાહમાં વધારો સાથે છે.શક્તિશાળી હાઇ-વોલ્ટેજ પાવર લાઇન વિના, આધુનિક મોટા પાવર પ્લાન્ટ્સમાંથી ઊર્જા સપ્લાય કરવી અશક્ય છે.

એકીકૃત ઊર્જા સિસ્ટમ રિપેર કાર્ય અથવા કટોકટીની પરિસ્થિતિઓને લગતા તે વિસ્તારોમાં અનામત શક્તિના સ્થાનાંતરણને સુનિશ્ચિત કરવાની મંજૂરી આપે છે, પટ્ટાના ફેરફારને કારણે પશ્ચિમથી પૂર્વ અથવા તેનાથી વિપરીત વધારાની શક્તિ સ્થાનાંતરિત કરવાનું શક્ય બનશે. સમય માં.

લાંબા-અંતરના પ્રસારણને કારણે, સુપરપાવર પાવર પ્લાન્ટ્સ બનાવવા અને તેમની ઊર્જાનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ કરવો શક્ય બન્યું.

500 kV ના વોલ્ટેજ પર આપેલ અંતર પર 1 kW પાવરના ટ્રાન્સમિશન માટેનું રોકાણ 220 kV ના વોલ્ટેજ કરતાં 3.5 ગણું ઓછું છે, અને 330 — 400 kV ના વોલ્ટેજ કરતાં 30 — 40% ઓછું છે.

500 kV ના વોલ્ટેજ પર 1 kW • h ઉર્જા ટ્રાન્સફર કરવાનો ખર્ચ 220 kV ના વોલ્ટેજ કરતા બે ગણો ઓછો છે, અને 330 અથવા 400 kV ના વોલ્ટેજ કરતા 33 - 40% ઓછો છે. 500 kV વોલ્ટેજની તકનીકી ક્ષમતાઓ (કુદરતી શક્તિ, ટ્રાન્સમિશન અંતર) 330 kV કરતા 2 — 2.5 ગણી વધારે છે અને 400 kV કરતાં 1.5 ગણી વધારે છે.

220 kV લાઇન 200 — 250 MW ની શક્તિ 200 — 250 km ના અંતરે ટ્રાન્સમિટ કરી શકે છે, 330 kV લાઇન — 400 — 500 MW ની શક્તિ 500 કિમીના અંતરે, 400 kV લાઇન — 600 ની શક્તિ — 900 કિમી સુધીના અંતરે 700 મેગાવોટ. 500 kV નો વોલ્ટેજ 1000 - 1200 કિમી સુધીના અંતરે એક સર્કિટ દ્વારા 750 — 1000 મેગાવોટનું પાવર ટ્રાન્સમિશન પૂરું પાડે છે.