దూరంపై విద్యుత్ ప్రసారం ఎందుకు పెరిగిన వోల్టేజ్ వద్ద జరుగుతుంది

నేడు, దూరానికి విద్యుత్ శక్తి ప్రసారం ఎల్లప్పుడూ పెరిగిన వోల్టేజ్ వద్ద నిర్వహించబడుతుంది, ఇది పదుల మరియు వందల కిలోవోల్ట్లలో కొలుస్తారు. ప్రపంచవ్యాప్తంగా, వివిధ రకాల పవర్ ప్లాంట్లు గిగావాట్ల విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఈ విద్యుత్తు నగరాలు మరియు గ్రామాలలో వైర్లను ఉపయోగించి పంపిణీ చేయబడుతుంది, ఉదాహరణకు హైవేలు మరియు రైల్వేలలో మనం చూడగలిగే తీగలు, అవి పొడవాటి ఇన్సులేటర్లతో పొడవైన స్తంభాలపై స్థిరంగా ఉంటాయి. కానీ ట్రాన్స్మిషన్ ఎల్లప్పుడూ అధిక వోల్టేజ్ ఎందుకు? దాని గురించి తర్వాత మాట్లాడుకుందాం.

10 కిలోమీటర్ల దూరం వరకు కనీసం 1000 వాట్ల వైర్ల ద్వారా విద్యుత్ శక్తిని ప్రసారం చేయవలసి ఉంటుందని ఊహించండి. ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహం రూపంలో కనిష్ట విద్యుత్ నష్టాలతో, శక్తివంతమైన కిలోవాట్ ఫ్లడ్‌లైట్. మీరు ఏమి చేయబోతున్నారు? సహజంగానే వోల్టేజీని ఒక విధంగా లేదా మరొక విధంగా మార్చాలి, తగ్గించాలి లేదా పెంచాలి. ఒక ట్రాన్స్ఫార్మర్ ఉపయోగించి.

ఒక మూలం (ఒక చిన్న గ్యాసోలిన్ జనరేటర్) 220 వోల్ట్ల వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుందని అనుకుందాం, అయితే మీ వద్ద 35 చదరపు మిమీల ప్రతి కోర్ యొక్క క్రాస్-సెక్షన్‌తో రెండు-కోర్ రాగి కేబుల్ ఉంటుంది. 10 కిలోమీటర్ల కోసం, అటువంటి కేబుల్ సుమారు 10 ఓంల క్రియాశీల నిరోధకతను ఇస్తుంది.

1 kW లోడ్ దాదాపు 50 ఓంల నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది. మరియు ప్రసారం చేయబడిన వోల్టేజ్ 220 వోల్ట్ల వద్ద ఉంటే? అంటే వోల్టేజ్‌లో ఆరవ వంతు ట్రాన్స్‌మిషన్ వైర్‌పై (డ్రాప్) ఉంటుంది, ఇది దాదాపు 36 వోల్ట్‌ల వద్ద ఉంటుంది. కాబట్టి మార్గం వెంట దాదాపు 130 W పోయింది - అవి ప్రసారం చేసే వైర్‌లను వేడెక్కించాయి. మరియు ఫ్లడ్‌లైట్‌లలో మనకు 220 వోల్ట్‌లు కాదు, 183 వోల్ట్లు లభిస్తాయి. ప్రసార సామర్థ్యం 87% గా మారింది మరియు ఇది ఇప్పటికీ ప్రసార వైర్ల యొక్క ప్రేరక నిరోధకతను విస్మరిస్తుంది.

వాస్తవం ఏమిటంటే ట్రాన్స్మిషన్ వైర్లలో క్రియాశీల నష్టాలు ఎల్లప్పుడూ కరెంట్ యొక్క వర్గానికి నేరుగా అనులోమానుపాతంలో ఉంటాయి (చూడండి ఓం యొక్క చట్టం) అందువల్ల, అదే శక్తి యొక్క బదిలీ అధిక వోల్టేజ్ వద్ద నిర్వహించబడితే, అప్పుడు వైర్లపై వోల్టేజ్ డ్రాప్ అటువంటి హానికరమైన అంశం కాదు.

ఇప్పుడు వేరే పరిస్థితిని ఊహించుకుందాం. మేము 220 వోల్ట్‌లను ఉత్పత్తి చేసే అదే గ్యాసోలిన్ జనరేటర్‌ను కలిగి ఉన్నాము, 10 ఓంల క్రియాశీల నిరోధకతతో అదే 10 కిలోమీటర్ల వైర్ మరియు అదే 1 kW ఫ్లడ్‌లైట్‌లు ఉన్నాయి, కానీ దాని పైన ఇప్పటికీ రెండు కిలోవాట్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు ఉన్నాయి, వీటిలో మొదటిది 220 -22000 విస్తరించింది వోల్ట్లు. జనరేటర్ సమీపంలో ఉన్న మరియు తక్కువ-వోల్టేజ్ కాయిల్ ద్వారా దానికి కనెక్ట్ చేయబడింది మరియు అధిక-వోల్టేజ్ కాయిల్ ద్వారా - ట్రాన్స్మిషన్ వైర్లకు కనెక్ట్ చేయబడింది. మరియు రెండవ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్, 10 కిలోమీటర్ల దూరంలో, 22000-220 వోల్ట్‌ల స్టెప్-డౌన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్, ఫ్లడ్‌లైట్ కనెక్ట్ చేయబడిన తక్కువ-వోల్టేజ్ కాయిల్‌కు మరియు అధిక-వోల్టేజ్ కాయిల్ ట్రాన్స్‌మిషన్ వైర్ల ద్వారా అందించబడుతుంది.

కాబట్టి, 22000 వోల్ట్ల వోల్టేజ్ వద్ద 1000 వాట్ల లోడ్ శక్తితో, ప్రసార వైర్‌లోని కరెంట్ (ఇక్కడ మీరు రియాక్టివ్ కాంపోనెంట్‌ను పరిగణనలోకి తీసుకోకుండా చేయవచ్చు) 45 mA మాత్రమే ఉంటుంది, అంటే 36 వోల్ట్లు పడవు. అది (ఇది ట్రాన్స్ఫార్మర్లు లేకుండా), కానీ 0.45 వోల్ట్లు మాత్రమే! నష్టాలు ఇకపై 130 W ఉండవు, కానీ 20 mW మాత్రమే. పెరిగిన వోల్టేజ్ వద్ద అటువంటి ప్రసారం యొక్క సామర్థ్యం 99.99% ఉంటుంది. అందుకే ఉప్పెన మరింత ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది.

మా ఉదాహరణలో, పరిస్థితి క్రూరంగా పరిగణించబడుతుంది మరియు అటువంటి సాధారణ గృహ ప్రయోజనం కోసం ఖరీదైన ట్రాన్స్ఫార్మర్లను ఉపయోగించడం ఖచ్చితంగా తగని పరిష్కారం. కానీ దేశాలు మరియు ప్రాంతాల ప్రమాణాల ప్రకారం, వందల కిలోమీటర్ల దూరం మరియు భారీ ప్రసార శక్తుల విషయానికి వస్తే, ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ల ఖర్చులన్నింటి కంటే నష్టపోయే విద్యుత్ ఖర్చు వెయ్యి రెట్లు ఎక్కువ. అందుకే దూరానికి విద్యుత్తును ప్రసారం చేస్తున్నప్పుడు, వందల కిలోవోల్ట్లలో కొలవబడిన పెరిగిన వోల్టేజ్ ఎల్లప్పుడూ వర్తించబడుతుంది - ప్రసార సమయంలో విద్యుత్ నష్టాలను తగ్గించడానికి.

విద్యుత్ వినియోగం యొక్క నిరంతర పెరుగుదల, విద్యుత్ ప్లాంట్లలో ఉత్పత్తి సామర్థ్యం కేంద్రీకరణ, ఖాళీ ప్రాంతాల తగ్గింపు, పర్యావరణ పరిరక్షణ అవసరాలు కఠినతరం, ద్రవ్యోల్బణం మరియు భూమి ధరల పెరుగుదల, అలాగే అనేక ఇతర అంశాలు పెరుగుదలను గట్టిగా నిర్దేశిస్తాయి. విద్యుత్ ప్రసార మార్గాల ప్రసార సామర్థ్యంలో.

వివిధ విద్యుత్ లైన్ల నమూనాలు ఇక్కడ సమీక్షించబడ్డాయి: విభిన్న వోల్టేజ్‌తో వేర్వేరు విద్యుత్ లైన్ల పరికరం

శక్తి వ్యవస్థల పరస్పర అనుసంధానం, మొత్తంగా పవర్ ప్లాంట్లు మరియు వ్యవస్థల సామర్థ్యంలో పెరుగుదల విద్యుత్ లైన్ వెంట ప్రసారం చేయబడిన శక్తి యొక్క దూరాలు మరియు ప్రవాహాల పెరుగుదలతో కూడి ఉంటుంది.శక్తివంతమైన అధిక-వోల్టేజ్ విద్యుత్ లైన్లు లేకుండా, ఆధునిక పెద్ద పవర్ ప్లాంట్ల నుండి శక్తిని సరఫరా చేయడం అసాధ్యం.

ఏకీకృత శక్తి వ్యవస్థ మరమ్మత్తు పని లేదా అత్యవసర పరిస్థితులకు సంబంధించి అవసరమైన ప్రాంతాలకు రిజర్వ్ పవర్ బదిలీని నిర్ధారించడానికి అనుమతిస్తుంది, బెల్ట్ మార్పు కారణంగా అదనపు శక్తిని పశ్చిమం నుండి తూర్పుకు లేదా దీనికి విరుద్ధంగా బదిలీ చేయడం సాధ్యమవుతుంది. సమయం లో.

సుదూర ప్రసారాలకు ధన్యవాదాలు, సూపర్ పవర్ పవర్ ప్లాంట్‌లను నిర్మించడం మరియు వాటి శక్తిని పూర్తిగా ఉపయోగించడం సాధ్యమైంది.

500 kV వోల్టేజ్ వద్ద ఇచ్చిన దూరంపై 1 kW శక్తిని ప్రసారం చేయడానికి పెట్టుబడులు 220 kV వోల్టేజ్ కంటే 3.5 రెట్లు తక్కువగా ఉంటాయి మరియు 330 - 400 kV వోల్టేజ్ కంటే 30 - 40% తక్కువగా ఉంటాయి.

500 kV వోల్టేజ్ వద్ద 1 kW • h శక్తిని బదిలీ చేసే ఖర్చులు 220 kV వోల్టేజ్ కంటే రెండు రెట్లు తక్కువగా ఉంటాయి మరియు 330 లేదా 400 kV వోల్టేజ్ కంటే 33 - 40% తక్కువ. 500 kV వోల్టేజ్ (సహజ శక్తి, ప్రసార దూరం) యొక్క సాంకేతిక సామర్థ్యాలు 330 kV కంటే 2 - 2.5 రెట్లు ఎక్కువ మరియు 400 kV కంటే 1.5 రెట్లు ఎక్కువ.

220 kV లైన్ 200 — 250 MW ల శక్తిని 200 — 250 km, 330 kV లైన్ — 400 — 500 MW శక్తి 500 km దూరంలో, 400 kV లైన్ — 600 పవర్ - 900 కి.మీ దూరం వరకు 700 మెగావాట్లు. 500 kV వోల్టేజ్ 1000 - 1200 కిమీ దూరం వరకు ఒక సర్క్యూట్ ద్వారా 750 - 1000 MW విద్యుత్ ప్రసారాన్ని అందిస్తుంది.