वाढलेल्या व्होल्टेजवर दूरवर विजेचे प्रसारण का होते

आज, दूर अंतरावर विद्युत उर्जेचे प्रसारण नेहमीच वाढीव व्होल्टेजवर केले जाते, जे दहापट आणि शेकडो किलोव्होल्टमध्ये मोजले जाते. जगभरात, विविध प्रकारचे पॉवर प्लांट गिगावॅट वीज निर्माण करतात. ही वीज शहरे आणि खेड्यांमध्ये तारांचा वापर करून वितरीत केली जाते जी आपण उदाहरणार्थ महामार्ग आणि रेल्वेवर पाहू शकतो, जिथे ते नेहमीच लांब इन्सुलेटरसह उंच खांबांवर निश्चित केले जातात. पण ट्रान्समिशन नेहमीच उच्च व्होल्टेज का असते? त्याबद्दल आपण नंतर बोलू.

10 किलोमीटर अंतरावर किमान 1000 वॅट्सच्या तारांमधून विद्युत उर्जा प्रसारित करण्याची कल्पना करा पर्यायी प्रवाहाच्या स्वरूपात कमीत कमी पॉवर लॉससह, एक शक्तिशाली किलोवॅट फ्लडलाइट. तू काय करणार आहेस? साहजिकच व्होल्टेज एका मार्गाने बदलणे, कमी करणे किंवा वाढवणे आवश्यक आहे. ट्रान्सफॉर्मर वापरणे.

समजा एक स्रोत (एक लहान गॅसोलीन जनरेटर) 220 व्होल्टचा व्होल्टेज तयार करतो, तर तुमच्या विल्हेवाटीवर 35 चौरस मिमीच्या प्रत्येक कोरच्या क्रॉस-सेक्शनसह दोन-कोर कॉपर केबल आहे. 10 किलोमीटरसाठी, अशी केबल सुमारे 10 ओहमचा सक्रिय प्रतिकार देईल.

1 किलोवॅट लोडमध्ये सुमारे 50 ओहमचा प्रतिकार असतो. आणि प्रसारित व्होल्टेज 220 व्होल्ट्सवर राहिल्यास काय? याचा अर्थ असा की व्होल्टेजचा एक षष्ठांश ट्रान्समिशन वायरवर (ड्रॉप) होईल, जे सुमारे 36 व्होल्ट्सवर असेल. त्यामुळे वाटेत सुमारे 130 डब्ल्यू गमावले होते — त्यांनी प्रसारित करणार्‍या तारांना फक्त गरम केले. आणि फ्लडलाइट्सवर आम्हाला 220 व्होल्ट नाही तर 183 व्होल्ट मिळतात. प्रेषण कार्यक्षमता 87% असल्याचे दिसून आले आणि हे अद्याप ट्रान्समिटिंग वायरच्या प्रेरक प्रतिकाराकडे दुर्लक्ष करते.

वस्तुस्थिती अशी आहे की ट्रान्समिशन वायर्समधील सक्रिय नुकसान नेहमी विद्युत् प्रवाहाच्या वर्गाच्या थेट प्रमाणात असते (पहा ओमचा कायदा). म्हणून, जर समान उर्जेचे हस्तांतरण जास्त व्होल्टेजवर केले गेले, तर तारांवरील व्होल्टेज ड्रॉप इतका हानिकारक घटक होणार नाही.

आता वेगळी परिस्थिती गृहीत धरू. आमच्याकडे 220 व्होल्ट तयार करणारा एकच गॅसोलीन जनरेटर आहे, 10 ओमच्या सक्रिय प्रतिकारासह 10 किलोमीटरची वायर आणि त्याच 1 किलोवॅट फ्लडलाइट्स आहेत, परंतु त्याच्या वर अजूनही दोन किलोवॅट ट्रान्सफॉर्मर आहेत, ज्यापैकी पहिला 220 -22000 वाढवतो. व्होल्ट जनरेटरजवळ स्थित आहे आणि त्यास कमी-व्होल्टेज कॉइलद्वारे आणि उच्च-व्होल्टेज कॉइलद्वारे जोडलेले आहे — ट्रान्समिशन वायरशी जोडलेले आहे. आणि दुसरा ट्रान्सफॉर्मर, 10 किलोमीटर अंतरावर, 22000-220 व्होल्टचा एक स्टेप-डाउन ट्रान्सफॉर्मर आहे, कमी-व्होल्टेज कॉइल ज्याला फ्लडलाइट जोडला जातो आणि उच्च-व्होल्टेज कॉइल ट्रान्समिशन वायर्सद्वारे दिले जाते.

तर, 22000 व्होल्टच्या व्होल्टेजवर 1000 वॅट्सच्या लोड पॉवरसह, ट्रान्समिटिंग वायरमधील विद्युतप्रवाह (येथे आपण प्रतिक्रियाशील घटक विचारात न घेता करू शकता) फक्त 45 एमए असेल, याचा अर्थ असा की 36 व्होल्ट्स वर पडणार नाहीत. ते (जसे ते ट्रान्सफॉर्मरशिवाय होते), परंतु केवळ 0.45 व्होल्ट! तोटा यापुढे 130 डब्ल्यू असेल, परंतु केवळ 20 मेगावॅट असेल. वाढलेल्या व्होल्टेजवर अशा ट्रांसमिशनची कार्यक्षमता 99.99% असेल. त्यामुळे लाट अधिक प्रभावी आहे.

आमच्या उदाहरणात, परिस्थिती क्रूड मानली जाते आणि अशा साध्या घरगुती हेतूसाठी महाग ट्रान्सफॉर्मर वापरणे नक्कीच एक अयोग्य उपाय असेल. परंतु देशांच्या आणि अगदी प्रदेशांच्या तराजूवर, जेव्हा शेकडो किलोमीटरचे अंतर आणि प्रचंड प्रसारित शक्तींचा विचार केला जातो, तेव्हा गमावल्या जाणार्‍या विजेची किंमत ट्रान्सफॉर्मरच्या सर्व खर्चापेक्षा हजारपट जास्त असते. म्हणूनच दूर अंतरावर वीज प्रसारित करताना, वाढीव व्होल्टेज, जे शेकडो किलोव्होल्टमध्ये मोजले जाते, नेहमी लागू केले जाते — प्रसारणादरम्यान होणारी वीज हानी कमी करण्यासाठी.

विजेच्या वापरात सतत होणारी वाढ, पॉवर प्लांट्समधील उत्पादन क्षमतेची एकाग्रता, मोकळ्या क्षेत्रांची घट, पर्यावरण संरक्षणाच्या गरजा घट्ट करणे, महागाई आणि जमिनीच्या किमतीत झालेली वाढ, तसेच इतर अनेक घटक या वाढीला प्रकर्षाने सांगतात. वीज ट्रान्समिशन लाईन्सच्या ट्रान्समिशन क्षमतेमध्ये.

विविध पॉवर लाईन्सच्या डिझाइनचे येथे पुनरावलोकन केले आहे: भिन्न व्होल्टेजसह भिन्न पॉवर लाइनचे डिव्हाइस

उर्जा प्रणालींचा परस्पर संबंध, पॉवर प्लांट्स आणि संपूर्ण सिस्टम्सच्या क्षमतेत वाढ यासह पॉवर लाइनच्या बाजूने प्रसारित होणार्‍या उर्जेच्या अंतर आणि प्रवाहात वाढ होते.शक्तिशाली हाय-व्होल्टेज पॉवर लाईन्सशिवाय, आधुनिक मोठ्या पॉवर प्लांटमधून ऊर्जा पुरवठा करणे अशक्य आहे.

युनिफाइड ऊर्जा प्रणाली दुरुस्तीच्या कामाशी किंवा आपत्कालीन परिस्थितीशी संबंधित, ज्या भागात रिझर्व्ह पॉवरची गरज आहे अशा ठिकाणी रिझर्व्ह पॉवरचे हस्तांतरण सुनिश्चित करण्यास अनुमती देते, पट्टा बदलल्यामुळे जास्त शक्ती पश्चिमेकडून पूर्वेकडे किंवा त्याउलट हस्तांतरित करणे शक्य होईल. वेळेत.

लांब-अंतराच्या प्रसारणामुळे, सुपरपॉवर पॉवर प्लांट तयार करणे आणि त्यांच्या उर्जेचा पूर्ण वापर करणे शक्य झाले.

500 kV च्या व्होल्टेजवर दिलेल्या अंतरावर 1 kW पॉवर ट्रान्समिशनसाठी केलेली गुंतवणूक 220 kV च्या व्होल्टेजपेक्षा 3.5 पट कमी आहे आणि 330 — 400 kV च्या व्होल्टेजपेक्षा 30 - 40% कमी आहे.

500 kV च्या व्होल्टेजवर 1 kW • h ऊर्जा हस्तांतरित करण्याचा खर्च 220 kV च्या व्होल्टेजपेक्षा दोनपट कमी आहे आणि 330 किंवा 400 kV च्या व्होल्टेजपेक्षा 33 - 40% कमी आहे. 500 kV व्होल्टेजची तांत्रिक क्षमता (नैसर्गिक शक्ती, प्रसारण अंतर) 330 kV पेक्षा 2 — 2.5 पट जास्त आणि 400 kV पेक्षा 1.5 पट जास्त आहे.

220 kV लाईन 200 — 250 MW ची 200 — 250 km अंतरावर, 330 kV लाईन — 400 — 500 MW ची पॉवर 500 किमी अंतरावर, 400 kV लाइन — 600 ची पॉवर — 900 किमी पर्यंतच्या अंतरावर 700 मेगावॅट. 500 kV चा व्होल्टेज 1000 - 1200 किमी अंतरावर एका सर्किटद्वारे 750 - 1000 मेगावॅटचा पॉवर ट्रान्समिशन प्रदान करतो.