વૈકલ્પિક વર્તમાન રેખાઓની તુલનામાં ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ ટ્રાન્સમિશન લાઇનના ફાયદા

પરંપરાગત ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ટ્રાન્સમિશન લાઈનો બનીને, આજે તેઓ વૈકલ્પિક પ્રવાહનો ઉપયોગ કરીને હંમેશા કામ કરે છે. પરંતુ શું તમે ક્યારેય એસી લાઇનની સરખામણીમાં હાઇ વોલ્ટેજ ડીસી ટ્રાન્સમિશન લાઇનના ફાયદા વિશે વિચાર્યું છે? હા, અમે હાઇ વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ (HVDC પાવર ટ્રાન્સમિશન) ટ્રાન્સમિશન લાઇન વિશે વાત કરી રહ્યા છીએ.

અલબત્ત, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ લાઇનની રચના માટે, પ્રથમ સ્થાને, કન્વર્ટર, જે વૈકલ્પિક પ્રવાહમાંથી સીધો પ્રવાહ અને ડાયરેક્ટ કરંટમાંથી વૈકલ્પિક પ્રવાહ બનાવશે. આવા ઇન્વર્ટર અને કન્વર્ટર ખર્ચાળ છે, તેમજ તેમના માટેના સ્પેરપાર્ટ્સ, ઓવરલોડ મર્યાદાઓ ધરાવે છે, વધુમાં, દરેક લાઇન માટે ઉપકરણ અતિશયોક્તિ વિના અનન્ય હોવું જોઈએ. ટૂંકા અંતર પર, કન્વર્ટરમાં પાવર લોસ આવી ટ્રાન્સમિશન લાઇનને સામાન્ય રીતે બિનઆર્થિક બનાવે છે.

પરંતુ કઈ એપ્લિકેશન્સમાં તેનો ઉપયોગ કરવો વધુ સારું રહેશે ડીસી.? શા માટે ઉચ્ચ એસી વોલ્ટેજ ક્યારેક પૂરતું કાર્યક્ષમ નથી? છેલ્લે, શું હાઈ વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ ટ્રાન્સમિશન લાઈનો પહેલેથી ઉપયોગમાં છે? અમે આ પ્રશ્નોના જવાબો મેળવવાનો પ્રયત્ન કરીશું.

તમારે ઉદાહરણો માટે દૂર જવાની જરૂર નથી. બે પડોશી દેશો, જર્મની અને સ્વીડન વચ્ચે બાલ્ટિક સમુદ્રના તળિયે નાખવામાં આવેલ ઇલેક્ટ્રિક કેબલ 250 મીટર લાંબી છે, અને જો વર્તમાન વૈકલ્પિક હોય, તો કેપેસિટીવ પ્રતિકાર નોંધપાત્ર નુકસાન પહોંચાડશે. અથવા જ્યારે મધ્યવર્તી સાધનો ઇન્સ્ટોલ કરવાનું શક્ય ન હોય ત્યારે દૂરના વિસ્તારોમાં વીજળી સપ્લાય કરતી વખતે. અહીં પણ, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ ઓછું નુકસાન કરશે.

જો તમારે વધારાની લાઇન નાખ્યા વિના હાલની લાઇનની ક્ષમતા વધારવાની જરૂર હોય તો શું? અને પાવરિંગ એસી ડિસ્ટ્રિબ્યુશન સિસ્ટમ્સના કિસ્સામાં જે એકબીજા સાથે સિંક્રનાઇઝ નથી?

દરમિયાન, ડાયરેક્ટ કરંટ માટે પ્રસારિત ચોક્કસ પાવર માટે, ઉચ્ચ વોલ્ટેજ પર, વાયરનો એક નાનો ક્રોસ-સેક્શન જરૂરી છે, અને ટાવર ઓછા હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેનેડિયન બાયપોલ નેલ્સન રિવર ટ્રાન્સમિશન લાઇન વિતરણ ગ્રીડ અને રિમોટ પાવર સ્ટેશનને જોડે છે.

એસી પાવર ગ્રીડને શોર્ટ સર્કિટના જોખમમાં વધારો કર્યા વિના સ્થિર કરી શકાય છે. કોરોના ડિસ્ચાર્જ, જે અલ્ટ્રા-હાઈ વોલ્ટેજ પીકને કારણે AC લાઈનોમાં નુકસાન પહોંચાડે છે, તે DC સાથે ઘણું ઓછું છે, તે જ રીતે ઓછા હાનિકારક ઓઝોન મુક્ત થાય છે. ફરીથી, પાવર લાઇન બનાવવાનો ખર્ચ ઘટાડવો, ઉદાહરણ તરીકે ત્રણ તબક્કા માટે ત્રણ વાયરની જરૂર છે અને HVDC માટે માત્ર બે. ફરી એકવાર, સબમરીન કેબલના મહત્તમ લાભો માત્ર ઓછી સામગ્રી જ નહીં, પણ ઓછા કેપેસિટીવ નુકસાન પણ છે.

1997 થીAAB 500 kV સુધીના વોલ્ટેજ પર 1.2 GW સુધીના પાવર સાથે HVDC લાઇટ લાઇન્સ ઇન્સ્ટોલ કરે છે. આ રીતે ગ્રેટ બ્રિટન અને આયર્લેન્ડના ગ્રીડ વચ્ચે 500 મેગાવોટની નોમિનલ પાવર લિંક બનાવવામાં આવી હતી.

આ જોડાણ નેટવર્ક્સ વચ્ચે વીજળી પુરવઠાની સુરક્ષા અને વિશ્વસનીયતામાં સુધારો કરે છે. પશ્ચિમથી પૂર્વ તરફ ચાલતા, નેટવર્કમાંની એક કેબલ 262 કિલોમીટર લાંબી છે, જેમાં 71% કેબલ સમુદ્રતળ પર છે.

ફરી એકવાર, યાદ રાખો કે જો AC કરંટનો ઉપયોગ કેબલ કેપેસીટન્સ રિચાર્જ કરવા માટે કરવામાં આવે, તો બિનજરૂરી પાવર લોસ થશે, અને કરંટ સતત લાગુ થતો હોવાથી, નુકસાન નહિવત છે. વધુમાં, એસી ડાઇલેક્ટ્રિક નુકસાનને પણ અવગણવું જોઈએ નહીં.

સામાન્ય રીતે, પ્રત્યક્ષ પ્રવાહ સાથે, સમાન વાયર દ્વારા વધુ શક્તિ પ્રસારિત કરી શકાય છે, કારણ કે સમાન પાવર પર વોલ્ટેજ શિખરો હોય છે, પરંતુ વૈકલ્પિક પ્રવાહ સાથે, વધુ હોય છે, વધુમાં, ઇન્સ્યુલેશન જાડું હોવું જોઈએ, ક્રોસ સેક્શન મોટું હોવું જોઈએ, કંડક્ટર વચ્ચેનું અંતર વધારે છે, વગેરે. આ તમામ પરિબળોને ધ્યાનમાં લેતા, ડાયરેક્ટ કરંટ ટ્રાન્સમિશન લાઇનનો કોરિડોર વિદ્યુત ઊર્જાનું વધુ ગીચ ટ્રાન્સમિશન પ્રદાન કરે છે.

તેમની આસપાસ કાયમી ઉચ્ચ વોલ્ટેજ રેખાઓ બનાવવામાં આવતી નથી ઓછી આવર્તન વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રજેમ કે એસી ટ્રાન્સમિશન લાઇનની લાક્ષણિકતા છે. કેટલાક વૈજ્ઞાનિકો માનવ સ્વાસ્થ્ય, છોડ અને પ્રાણીઓ માટે આ ચલ ચુંબકીય ક્ષેત્રના નુકસાન વિશે વાત કરે છે. ડાયરેક્ટ કરંટ, બદલામાં, કંડક્ટર અને જમીન વચ્ચેની જગ્યામાં માત્ર એક સ્થિર (ચલ નથી) ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ ગ્રેડિયન્ટ બનાવે છે, અને આ લોકો, પ્રાણીઓ અને છોડના સ્વાસ્થ્ય માટે સલામત છે.

AC સિસ્ટમની સ્થિરતા ડાયરેક્ટ કરંટ દ્વારા સુવિધા આપવામાં આવે છે.ઉચ્ચ વોલ્ટેજ અને ડાયરેક્ટ કરંટને કારણે, એસી સિસ્ટમ્સ વચ્ચે પાવર ટ્રાન્સફર કરવાનું શક્ય છે જે એકબીજા સાથે સિંક્રનાઇઝ નથી. આ કાસ્કેડિંગ નુકસાનને ફેલાતા અટકાવે છે. બિન-જટિલ નિષ્ફળતાના કિસ્સામાં, ઊર્જા ફક્ત સિસ્ટમમાં અથવા બહાર ખસેડવામાં આવે છે.

આ ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ડીસી ગ્રીડને અપનાવવામાં વધુ પ્રોત્સાહન આપે છે, જે નવા પાયાને જન્મ આપે છે.

ફ્રાન્સ અને સ્પેન વચ્ચે હાઇ વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ (HVDC) ટ્રાન્સમિશન લાઇન માટે સિમેન્સ કન્વર્ટર સ્ટેશન

આધુનિક HVDC લાઇનની યોજનાકીય

ઊર્જા પ્રવાહ નિયંત્રણ સિસ્ટમ અથવા રૂપાંતર સ્ટેશન દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. પ્રવાહ લાઇન સાથે જોડાયેલ સિસ્ટમોના સંચાલનના મોડ સાથે સંબંધિત નથી.

DC લાઇન્સ પરના ઇન્ટરકનેક્શન્સમાં AC લાઇનની તુલનામાં મનસ્વી રીતે નાની ટ્રાન્સમિશન ક્ષમતા હોય છે, અને નબળા લિંક્સની સમસ્યા દૂર થાય છે. ઉર્જા પ્રવાહના ઑપ્ટિમાઇઝેશનને ધ્યાનમાં રાખીને રેખાઓ પોતાને ડિઝાઇન કરી શકાય છે.

વધુમાં, વ્યક્તિગત ઉર્જા પ્રણાલીઓના સંચાલન માટે વિવિધ નિયંત્રણ પ્રણાલીઓને સુમેળ કરવાની મુશ્કેલીઓ અદૃશ્ય થઈ જાય છે. ઝડપી કટોકટી નિયંત્રકો સમાવેશ થાય છે સીધા વર્તમાન વિદ્યુત વાયરો સમગ્ર નેટવર્કની વિશ્વસનીયતા અને સ્થિરતામાં વધારો. પાવર ફ્લો કંટ્રોલ સમાંતર રેખાઓમાં ઓસિલેશન ઘટાડી શકે છે.

આ ફાયદાઓ મોટી પાવર સિસ્ટમ્સને એકબીજા સાથે સિંક્રનાઇઝ કરેલા કેટલાક ભાગોમાં તોડવા માટે ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને ઝડપી અપનાવવાની સુવિધા આપશે.

ઉદાહરણ તરીકે, ભારતમાં ઘણી પ્રાદેશિક પ્રણાલીઓ બનાવવામાં આવી છે જે ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ લાઇન દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાયેલી છે.ખાસ કેન્દ્ર દ્વારા નિયંત્રિત કન્વર્ટર્સની સાંકળ પણ છે.

ચીનમાં પણ એવું જ છે. 2010 માં, ABB એ ચીનમાં વિશ્વની પ્રથમ 800 kV અલ્ટ્રા-હાઈ વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટનું નિર્માણ કર્યું. 1100 kV Zhongdong — Wannan UHV DC લાઈન જેની લંબાઈ 3400 km અને 12 GW ની ક્ષમતા છે તે 2018 માં પૂર્ણ થઈ.

2020 સુધીમાં, ઓછામાં ઓછી તેર બાંધકામ સાઇટ્સ પૂર્ણ થઈ ગઈ છે. ચીનમાં EHV DC લાઈનો. એચવીડીસી રેખાઓ નોંધપાત્ર અંતર પર મોટા પ્રમાણમાં પાવર ટ્રાન્સમિટ કરે છે, જેમાં દરેક લાઇન સાથે બહુવિધ પાવર સપ્લાયર્સ જોડાયેલા હોય છે.

નિયમ પ્રમાણે, હાઇ-વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ ટ્રાન્સમિશન લાઇનના વિકાસકર્તાઓ સામાન્ય લોકોને તેમના પ્રોજેક્ટની કિંમત વિશે માહિતી આપતા નથી, કારણ કે આ એક વેપાર રહસ્ય છે. જો કે, પ્રોજેક્ટની વિશિષ્ટતાઓ તેમના પોતાના ગોઠવણો કરે છે, અને કિંમત તેના આધારે બદલાય છે: પાવર, કેબલ લંબાઈ, ઇન્સ્ટોલેશન પદ્ધતિ, જમીનની કિંમત વગેરે.

આર્થિક રીતે તમામ પાસાઓની સરખામણી કરીને, HVDC લાઇન બનાવવાની શક્યતા અંગે નિર્ણય લેવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ફ્રાન્સ અને ઈંગ્લેન્ડ વચ્ચે ચાર-લાઈન ટ્રાન્સમિશન લાઈનનું નિર્માણ, 8 GW ની ક્ષમતા સાથે, તટવર્તી કામ સાથે, લગભગ એક અબજ પાઉન્ડની જરૂર છે.

ભૂતકાળના નોંધપાત્ર હાઇ વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ (HVDC) પ્રોજેક્ટ્સની સૂચિ

1880 માં ત્યાં એક કહેવાતા પ્રવાહોનું યુદ્ધ હતું થોમસ એડિસન જેવા ડીસી સમર્થકો અને નિકોલા ટેસ્લા અને જ્યોર્જ વેસ્ટિંગહાઉસ જેવા એસી સમર્થકો વચ્ચે. ડીસી 10 વર્ષ સુધી ચાલ્યું, પરંતુ પાવર ટ્રાન્સફોર્મર્સનો ઝડપી વિકાસ, જે વોલ્ટેજ વધારવા અને આ રીતે નુકસાનને મર્યાદિત કરવા માટે જરૂરી હતું, એસી નેટવર્કના પ્રસાર તરફ દોરી ગયું. પાવર ઇલેક્ટ્રોનિક્સના વિકાસ સાથે જ હાઇ-વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટનો ઉપયોગ શક્ય બન્યો.

એચવીડીસી ટેકનોલોજી 1930 માં દેખાયા. તે ASEA દ્વારા સ્વીડન અને જર્મનીમાં વિકસાવવામાં આવ્યું હતું. સૌપ્રથમ એચવીડીસી લાઇન સોવિયેત યુનિયનમાં 1951 માં મોસ્કો અને કાશીરા વચ્ચે બનાવવામાં આવી હતી. પછી, 1954 માં, ગોટલેન્ડ ટાપુ અને મેઇનલેન્ડ સ્વીડન વચ્ચે બીજી લાઇન બનાવવામાં આવી.

મોસ્કો - કાશીરા (યુએસએસઆર) — લંબાઈ 112 કિમી, વોલ્ટેજ — 200 kV, પાવર — 30 MW, બાંધકામનું વર્ષ — 1951. તે વિશ્વનું પ્રથમ સંપૂર્ણ સ્થિર ઈલેક્ટ્રોનિક હાઈ-વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ માનવામાં આવે છે, જે કાર્યરત છે. લાઇન હાલમાં અસ્તિત્વમાં નથી.

ગોટલેન્ડ 1 (સ્વીડન) — લંબાઈ 98 કિમી, વોલ્ટેજ — 200 kV, પાવર — 20 MW, બાંધકામનું વર્ષ — 1954. વિશ્વની પ્રથમ વ્યાપારી HVDC લિંક. 1970 માં ABB દ્વારા વિસ્તરણ કરવામાં આવ્યું, 1986 માં રદ કરવામાં આવ્યું.

વોલ્ગોગ્રાડ - ડોનબાસ (યુએસએસઆર) — લંબાઈ 400 કિમી, વોલ્ટેજ — 800 kV, પાવર — 750 MW, બાંધકામનું વર્ષ — 1965. 800 kV DC પાવર લાઈનનો પ્રથમ તબક્કો વોલ્ગોગ્રાડ — ડોનબાસ 1961માં કાર્યરત થયો હતો, જેની તે સમયે પ્રેસમાં નોંધ લેવામાં આવી હતી. સોવિયેત ઇલેક્ટ્રિકલ એન્જિનિયરિંગના તકનીકી વિકાસમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ તબક્કો. લાઇન હાલમાં તોડી પાડવામાં આવી છે.

VEI લેબોરેટરીમાં ડાયરેક્ટ કરંટ લાઇન માટે હાઇ-વોલ્ટેજ રેક્ટિફાયરનું પરીક્ષણ, 1961.

ઉચ્ચ વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ વોલ્ગોગ્રાડ - ડોનબાસની રેખા રેખાકૃતિ

જુઓ: યુએસએસઆર 1959-1962 માં ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશન અને ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનોના ફોટોગ્રાફ્સ

ન્યુઝીલેન્ડના ટાપુઓ વચ્ચે HVDC — લંબાઈ 611 કિમી, વોલ્ટેજ — 270 kV, પાવર — 600 MW, બાંધકામનું વર્ષ — 1965. 1992 થી, ABB… વોલ્ટેજ 350 kV.

1977 થીઅત્યાર સુધી તમામ એચવીડીસી સિસ્ટમો સોલિડ-સ્ટેટ ઘટકોનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવી છે, મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં થાઇરિસ્ટોર્સ, 1990 ના દાયકાના અંતથી આઇજીબીટી કન્વર્ટરનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.

ફ્રાન્સ અને સ્પેન વચ્ચે હાઇ-વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ (HVDC) ટ્રાન્સમિશન લાઇન માટે સિમેન્સ કન્વર્ટર સ્ટેશન પર IGBT ઇન્વર્ટર

કાહોરા બાસા (મોઝામ્બિક - દક્ષિણ આફ્રિકા) — લંબાઈ 1420 કિમી, વોલ્ટેજ 533 kV, પાવર — 1920 MW, બાંધકામનું વર્ષ 1979. 500 kV થી વધુ વોલ્ટેજ સાથે પ્રથમ HVDC. ABB રિપેર 2013-2014

એકીબાસ્તુઝ - તામ્બોવ (યુએસએસઆર) — લંબાઈ 2414 કિમી, વોલ્ટેજ — 750 kV, પાવર — 6000 MW. આ પ્રોજેક્ટ 1981માં શરૂ થયો હતો. જ્યારે તેને કાર્યરત કરવામાં આવશે ત્યારે તે વિશ્વની સૌથી લાંબી ટ્રાન્સમિશન લાઇન હશે. સોવિયેત યુનિયનના પતનને કારણે 1990 ની આસપાસ બાંધકામ સાઇટ્સ છોડી દેવામાં આવી હતી અને લાઇન ક્યારેય પૂર્ણ થઈ ન હતી.

ઇન્ટરકનેક્શન ફ્રાન્સ એન્ગલટેરે (ફ્રાન્સ - ગ્રેટ બ્રિટન) — લંબાઈ 72 કિમી, વોલ્ટેજ 270 kV, પાવર — 2000 MW, બાંધકામનું વર્ષ 1986.

ગેઝુબા - શાંઘાઈ (ચીન) — 1046 કિમી, 500 કેવી, પાવર 1200 મેગાવોટ, 1989.

રિહાંદ દિલ્હી (ભારત) — લંબાઈ 814 કિમી, વોલ્ટેજ — 500 kV, પાવર — 1500 MW, બાંધકામનું વર્ષ — 1990.

બાલ્ટિક કેબલ (જર્મની - સ્વીડન) — લંબાઈ 252 કિમી, વોલ્ટેજ — 450 kV, પાવર — 600 MW, બાંધકામનું વર્ષ — 1994.

ટિએન ગુઆન (ચીન) — લંબાઈ 960 કિમી, વોલ્ટેજ — 500 kV, પાવર — 1800 MW, બાંધકામનું વર્ષ — 2001.

તાલ્ચર કોલાર (ભારત) — લંબાઈ 1450 કિમી, વોલ્ટેજ — 500 kV, પાવર — 2500 MW, બાંધકામનું વર્ષ — 2003.

ત્રણ ગોર્જ્સ - ચાંગઝોઉ (ચીન) — લંબાઈ 890 કિમી, વોલ્ટેજ — 500 kV, પાવર — 3000 MW, બાંધકામનું વર્ષ — 2003. 2004 અને 2006 માં."થ્રી ગોર્જ્સ" HVDC હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પ્લાન્ટથી હુઇઝોઉ અને શાંઘાઇ સુધી 940 અને 1060 કિમી માટે 2 વધુ લાઇન બનાવવામાં આવી હતી.

વિશ્વનું સૌથી મોટું હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર સ્ટેશન, થ્રી ગોર્જ્સ, ચાંગઝોઉ, ગુઆંગડોંગ અને શાંઘાઇ સાથે હાઇ-વોલ્ટેજ ડાયરેક્ટ કરંટ લાઇન દ્વારા જોડાયેલ છે.

ઝિયાંગજીઆબા-શાંઘાઈ (ચીન) - ફુલોંગથી ફેંગક્સિયા સુધીની લાઇન. લંબાઈ 1480 કિમી છે, વોલ્ટેજ 800 કેવી છે, પાવર 6400 મેગાવોટ છે, બાંધકામનું વર્ષ 2010 છે.

યુનાન - ગુઆંગડોંગ (ચીન) — લંબાઈ 1418 કિમી, વોલ્ટેજ — 800 kV, પાવર — 5000 MW, બાંધકામનું વર્ષ — 2010.