पर्यायी विद्युत प्रवाहाची निर्मिती आणि प्रसारण

पर्यायी प्रवाह हा एक विद्युत् प्रवाह आहे ज्याची परिमाण आणि दिशा वेळोवेळी बदलते. पर्यायी प्रवाहामुळे, आज आपल्या घरात प्रकाश आणि उष्णता आहे. आमच्या काळातील सर्व औद्योगिक उपक्रम आणि उत्पादन केवळ पर्यायी प्रवाहामुळे कार्य करतात. पर्यायी प्रवाहाशिवाय, आधुनिक सभ्यतेची तांत्रिक प्रगती केवळ अशक्य होईल.

वैकल्पिक प्रवाह मिळविण्यासाठी, इलेक्ट्रोमेकॅनिकल उपकरणे वापरली जातात, तथाकथित प्रेरण जनरेटर… त्यामध्ये, एक किंवा दुसर्या मार्गाने प्राप्त केलेली यांत्रिक ऊर्जा रोटरमध्ये हस्तांतरित केली जाते, रोटर फिरतो, परिणामी रोटरच्या रोटेशनची यांत्रिक ऊर्जा इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंडक्शनद्वारे विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतरित होते.

लक्षात ठेवा की जर तुम्ही कंडक्टिंग फ्रेमच्या आत चुंबक फिरवला तर फ्रेममध्ये इंडक्शन होईल. पर्यायी प्रवाह… जनरेटर या तत्त्वावर काम करतो. केवळ औद्योगिक जनरेटरमध्ये, स्टेटर फ्रेमची भूमिका बजावते आणि चुंबकाची भूमिका चुंबकीय कॉइलसह रोटर असते, प्रत्यक्षात फिरणारे इलेक्ट्रोमॅग्नेट असते.

औद्योगिक जनरेटरमध्ये, स्टेटर ही आतील बाजूस खोबणी असलेल्या रिंगच्या स्वरूपात एक प्रचंड स्टील रचना आहे. या स्लॉट्समध्ये कॉपर थ्री-फेज विंडिंग घातली आहे. चुंबकीय क्षेत्र, जसे आपण आधीच म्हटल्याप्रमाणे, रोटरद्वारे तयार केले जाते, जो रोटर विंडिंगमधील विद्युत् प्रवाहाने तयार केलेल्या ध्रुवांच्या जोडीसह (किंवा अनेक जोड्या, रोटरच्या नाममात्र वेगावर अवलंबून) असलेला स्टील कोर आहे. एक्सायटरमधून रोटर विंडिंगला थेट प्रवाह पुरवला जातो.

दोन-ध्रुव इंडक्शन अल्टरनेटरच्या योजनाबद्ध आकृतीनुसार, हे समजणे सोपे आहे की रोटरच्या चुंबकीय क्षेत्राच्या बलाच्या रेषा स्टेटर विंडिंगच्या वळणांना ओलांडतात, तर प्रत्येक क्रांतीमध्ये एकदा रोटरचा चुंबकीय प्रवाह त्याची दिशा बदलतो. स्टेटरच्या समान क्रांतीचा आदर.

अशा प्रकारे, स्टेटर विंडिंगमध्ये डायरेक्ट करंट स्पंदन करण्याऐवजी पर्यायी प्रवाह तयार होतो. जर आपण अणुऊर्जा प्रकल्पाबद्दल बोललो, तर जनरेटरच्या रोटरला वाफेपासून यांत्रिक रोटेशन प्राप्त होते, जे रोटरला जोडलेल्या टर्बाइनच्या ब्लेडला प्रचंड दाबाने पुरवले जाते. वाफ अणुऊर्जा प्रकल्पात उष्मा एक्सचेंजरद्वारे पाण्याला दिलेली आण्विक अभिक्रियातून उष्णतेने गरम केलेल्या पाण्यापासून तयार केले जाते.

रशियामध्ये, नेटवर्कमधील पर्यायी प्रवाहाची वारंवारता 50 हर्ट्झ आहे, याचा अर्थ असा आहे की दोन-ध्रुव जनरेटरच्या रोटरने प्रति सेकंद 50 क्रांती करणे आवश्यक आहे. तर, अणुऊर्जा प्रकल्पात रोटर प्रति मिनिट 3000 आवर्तने करतो, जे फक्त 50 हर्ट्झ म्हणून व्युत्पन्न करंटची वारंवारता देते. व्युत्पन्न करंटची दिशा बदलते sinusoidal (हार्मोनिक) कायद्यानुसार.

जनरेटर वळण तीन भागांमध्ये विभागले गेले आहे, म्हणून पर्यायी प्रवाह तीन-चरण आहे.याचा अर्थ स्टेटर विंडिंगच्या प्रत्येक तीन भागांमध्ये, परिणामी EMF एकमेकांच्या सापेक्ष 120 अंशांनी फेज-शिफ्ट केले जाते. पॉवर प्लांटमधील व्युत्पन्न व्होल्टेजचे प्रभावी मूल्य जनरेटरच्या प्रकारानुसार 6.3 ते 36.75 केव्ही पर्यंत असू शकते.

लांब अंतरावर विद्युत ऊर्जा प्रसारित करण्यासाठी, उच्च व्होल्टेज पॉवर लाईन्स (PTL)… पण जर वीज परिवर्तनाशिवाय, जनरेटरकडून येणार्‍या समान व्होल्टेजवर प्रसारित केली गेली, तर ट्रान्समिशन दरम्यान उर्जेचे नुकसान प्रचंड असेल आणि व्यावहारिकदृष्ट्या अंतिम वापरकर्त्यापर्यंत काहीही पोहोचणार नाही.

वस्तुस्थिती अशी आहे की प्रसारित करणार्‍या तारांमधील ऊर्जेचे नुकसान वर्तमान मूल्याच्या चौरसाच्या प्रमाणात आणि तारांच्या प्रतिकाराच्या थेट प्रमाणात असते (पहा जौल-लेन्झ कायदा). याचा अर्थ असा की विजेच्या अधिक कार्यक्षम प्रसारण आणि वितरणासाठी, विद्युत प्रवाह समान प्रमाणात कमी करण्यासाठी आणि त्यामुळे वाहतुकीचे नुकसान लक्षणीयरीत्या कमी करण्यासाठी व्होल्टेज प्रथम अनेक वेळा वाढवणे आवश्यक आहे. आणि केवळ वाढीव व्होल्टेज पॉवर लाईन्समध्ये हस्तांतरित करण्यास अर्थ प्राप्त होतो.

त्यामुळे प्रथम वीज केंद्रातून वीजपुरवठा केला जातो ट्रान्सफॉर्मर सबस्टेशनला... येथे व्होल्टेज 110-750 केव्ही पर्यंत वाढवले ​​जाते आणि त्यानंतरच ते पॉवर लाईन्सला दिले जाते. परंतु वापरकर्त्याला 220 किंवा 380 व्होल्टची आवश्यकता असते, म्हणून लाइनच्या शेवटी उच्च व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर सबस्टेशनच्या मदतीने 6-35 केव्हीपर्यंत खाली आणले जाते.

आमच्या घराजवळील सबस्टेशनवर ट्रान्सफॉर्मर बसवला जातो किंवा घरात बांधला जातो. येथे व्होल्टेज पुन्हा कमी होते - 6-35 केव्ही ते 220 (380) व्होल्ट, जे ग्राहकांना आधीच वितरित केले गेले आहे.इनपुट वितरण यंत्राद्वारे, वायर आणि केबल्सचे नेटवर्क वेगवेगळ्या खोल्यांमध्ये वळते.