વૈકલ્પિક વિદ્યુત પ્રવાહનું ઉત્પાદન અને પ્રસારણ

વૈકલ્પિક પ્રવાહ એ પ્રવાહ છે જેની તીવ્રતા અને દિશા સમયાંતરે બદલાય છે. વૈકલ્પિક પ્રવાહ માટે આભાર, આજે આપણા ઘરોમાં પ્રકાશ અને ગરમી છે. અમારા સમયના તમામ ઔદ્યોગિક સાહસો અને ઉત્પાદન ફક્ત વૈકલ્પિક પ્રવાહને આભારી છે. વૈકલ્પિક પ્રવાહ વિના, આધુનિક સંસ્કૃતિની તકનીકી પ્રગતિ ફક્ત અશક્ય હશે.

વૈકલ્પિક વર્તમાન મેળવવા માટે, ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ ઉપકરણોનો ઉપયોગ થાય છે, કહેવાતા ઇન્ડક્શન જનરેટર… તેમાં, એક અથવા બીજી રીતે મેળવેલી યાંત્રિક ઉર્જા રોટરમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે, રોટર ફરે છે, જેના પરિણામે રોટરના પરિભ્રમણની યાંત્રિક ઊર્જા ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શન દ્વારા વિદ્યુત ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે.

યાદ કરો કે જો તમે વાહક ફ્રેમની અંદર ચુંબકને ફેરવો છો, તો ફ્રેમમાં ઇન્ડક્શન હશે. વૈકલ્પિક પ્રવાહ… જનરેટર આ સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે. માત્ર ઔદ્યોગિક જનરેટરમાં, સ્ટેટર ફ્રેમની ભૂમિકા ભજવે છે, અને ચુંબકની ભૂમિકા ચુંબકીય કોઇલ સાથે રોટર છે, જે વાસ્તવમાં ફરતી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ છે.

ઔદ્યોગિક જનરેટરમાં, સ્ટેટર એ અંદરની બાજુએ ગ્રુવ્સ સાથે રિંગના રૂપમાં એક વિશાળ સ્ટીલ માળખું છે. આ સ્લોટ્સમાં કોપર થ્રી-ફેઝ વિન્ડિંગ નાખવામાં આવે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર, જેમ કે આપણે પહેલેથી જ કહ્યું છે, રોટર દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, જે રોટર વિન્ડિંગમાં વર્તમાન દ્વારા રચાયેલા ધ્રુવોની જોડી (અથવા અનેક જોડીઓ, રોટરની નજીવી ગતિના આધારે) સાથેનો સ્ટીલ કોર છે. એક્સાઇટરમાંથી રોટર વિન્ડિંગને સીધો પ્રવાહ પૂરો પાડવામાં આવે છે.

દ્વિ-ધ્રુવ ઇન્ડક્શન અલ્ટરનેટરના યોજનાકીય આકૃતિ મુજબ, તે સમજવું સરળ છે કે રોટરના ચુંબકીય ક્ષેત્રના બળની રેખાઓ સ્ટેટર વિન્ડિંગના વળાંકને પાર કરે છે, જ્યારે એકવાર ક્રાંતિ દીઠ રોટરના ચુંબકીય પ્રવાહ તેની દિશા બદલે છે. સ્ટેટરની સમાન ક્રાંતિનો આદર.

આમ, સ્ટેટર વિન્ડિંગમાં પ્રત્યક્ષ પ્રવાહને ધબકવાને બદલે વૈકલ્પિક પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે. જો આપણે ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ વિશે વાત કરીએ, તો જનરેટરનું રોટર વરાળમાંથી યાંત્રિક પરિભ્રમણ મેળવે છે, જે રોટર સાથે જોડાયેલા ટર્બાઇનના બ્લેડને પ્રચંડ દબાણ હેઠળ સપ્લાય કરવામાં આવે છે. વરાળ ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટમાં તે પાણીમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે જે હીટ એક્સ્ચેન્જર દ્વારા પાણીને આપવામાં આવતી પરમાણુ પ્રતિક્રિયામાંથી ગરમી દ્વારા ગરમ થાય છે.

રશિયામાં, નેટવર્કમાં વૈકલ્પિક પ્રવાહની આવર્તન 50 હર્ટ્ઝ છે, જેનો અર્થ છે કે બે-ધ્રુવ જનરેટરના રોટરે પ્રતિ સેકન્ડમાં 50 ક્રાંતિ કરવી આવશ્યક છે. તેથી, ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટમાં રોટર પ્રતિ મિનિટ 3000 રિવોલ્યુશન કરે છે, જે ફક્ત 50 હર્ટ્ઝ તરીકે જનરેટ કરંટની આવર્તન આપે છે. જનરેટ કરેલ વર્તમાનની દિશા બદલાય છે sinusoidal (હાર્મોનિક) કાયદા અનુસાર.

જનરેટર વિન્ડિંગ ત્રણ ભાગોમાં વહેંચાયેલું છે, તેથી વૈકલ્પિક પ્રવાહ ત્રણ-તબક્કા છે.આનો અર્થ એ છે કે સ્ટેટર વિન્ડિંગના ત્રણ ભાગોમાંના દરેકમાં, પરિણામી EMF 120 ડિગ્રી દ્વારા એકબીજાની સાપેક્ષમાં તબક્કાવાર સ્થાનાંતરિત થાય છે. પાવર પ્લાન્ટમાં જનરેટ થયેલ વોલ્ટેજનું અસરકારક મૂલ્ય જનરેટરના પ્રકારને આધારે 6.3 થી 36.75 kV સુધીનું હોઈ શકે છે.

લાંબા અંતર પર વિદ્યુત ઉર્જા પ્રસારિત કરવા માટે, ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પાવર લાઇન્સ (PTL)… પરંતુ જો જનરેટરમાંથી જે વોલ્ટેજ આવે છે તે જ વોલ્ટેજ પર, રૂપાંતર વિના વીજળી પ્રસારિત કરવામાં આવે છે, તો ટ્રાન્સમિશન દરમિયાન ઉર્જાની ખોટ પ્રચંડ હશે અને વ્યવહારીક રીતે અંતિમ વપરાશકર્તા સુધી કંઈપણ પહોંચશે નહીં.

હકીકત એ છે કે ટ્રાન્સમિટિંગ વાયરમાં ઉર્જાનું નુકસાન વર્તમાન મૂલ્યના ચોરસના પ્રમાણસર હોય છે અને વાયરના પ્રતિકારના સીધા પ્રમાણસર હોય છે (જુઓ જોલ-લેન્ઝ કાયદો). આનો અર્થ એ છે કે વીજળીના વધુ કાર્યક્ષમ ટ્રાન્સમિશન અને વિતરણ માટે, વર્તમાનને સમાન રકમથી ઘટાડવા માટે અને તેથી પરિવહનના નુકસાનને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડવા માટે વોલ્ટેજને પહેલા ઘણી વખત વધારવું આવશ્યક છે. અને માત્ર વધેલા વોલ્ટેજ પાવર લાઇનમાં સ્થાનાંતરિત કરવા માટે અર્થપૂર્ણ બને છે.

તેથી, પાવર પ્લાન્ટમાંથી પ્રથમ વીજળી પૂરી પાડવામાં આવે છે ટ્રાન્સફોર્મર સબસ્ટેશન સુધી... અહીં વોલ્ટેજ વધારીને 110-750 kV કરવામાં આવે છે અને તે પછી જ તેને પાવર લાઈનોને ખવડાવવામાં આવે છે. પરંતુ વપરાશકર્તાને 220 અથવા 380 વોલ્ટની જરૂર છે, તેથી લાઇનના અંતે ઉચ્ચ વોલ્ટેજને ટ્રાન્સફોર્મર સબસ્ટેશનની મદદથી 6-35 kV સુધી નીચે ઉતારવામાં આવે છે.

ટ્રાન્સફોર્મર અમારા ઘરની નજીકના સબસ્ટેશન પર અથવા ઘરમાં બાંધવામાં આવે છે. અહીં વોલ્ટેજ ફરી ઘટે છે — 6-35 kV થી 220 (380) વોલ્ટ, જે ગ્રાહકોને પહેલેથી જ વિતરિત કરવામાં આવ્યા છે.ઇનપુટ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન ડિવાઇસ દ્વારા, વાયર અને કેબલનું નેટવર્ક અલગ-અલગ રૂમમાં જાય છે.