ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ లైన్‌లతో పోలిస్తే అధిక వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్‌ల ప్రయోజనాలు

సాంప్రదాయక అధిక వోల్టేజ్ ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్‌లుగా మారినందున, నేడు అవి ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహాన్ని ఉపయోగించి స్థిరంగా పనిచేస్తాయి. అయితే AC లైన్‌తో పోలిస్తే అధిక వోల్టేజ్ DC ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ అందించే ప్రయోజనాల గురించి మీరు ఎప్పుడైనా ఆలోచించారా? అవును, మేము హై వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ (HVDC పవర్ ట్రాన్స్మిషన్) ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ల గురించి మాట్లాడుతున్నాము.

వాస్తవానికి, అధిక-వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ లైన్ ఏర్పడటానికి, మొదటి స్థానంలో, కన్వర్టర్లు, ఇది ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ నుండి డైరెక్ట్ కరెంట్ మరియు డైరెక్ట్ కరెంట్ నుండి ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ చేస్తుంది. ఇటువంటి ఇన్వర్టర్లు మరియు కన్వర్టర్లు ఖరీదైనవి, అలాగే వాటి కోసం విడి భాగాలు, ఓవర్లోడ్ పరిమితులను కలిగి ఉంటాయి, అదనంగా, ప్రతి లైన్ కోసం పరికరం అతిశయోక్తి లేకుండా ప్రత్యేకంగా ఉండాలి. తక్కువ దూరాలలో, కన్వర్టర్‌లలోని విద్యుత్ నష్టాలు అటువంటి ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్‌ను సాధారణంగా ఆర్థికరహితంగా చేస్తాయి.

కానీ ఏ అప్లికేషన్లలో దీన్ని ఉపయోగించడం మంచిది డి.సి.? ఎందుకు అధిక AC వోల్టేజ్ కొన్నిసార్లు తగినంత సమర్థవంతంగా లేదు? చివరగా, అధిక వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్‌లు ఇప్పటికే వాడుకలో ఉన్నాయా? మేము ఈ ప్రశ్నలకు సమాధానాలు పొందడానికి ప్రయత్నిస్తాము.

ఉదాహరణల కోసం మీరు చాలా దూరం వెళ్లవలసిన అవసరం లేదు. రెండు పొరుగు దేశాలైన జర్మనీ మరియు స్వీడన్ మధ్య బాల్టిక్ సముద్రం అడుగున వేయబడిన ఎలక్ట్రిక్ కేబుల్ 250 మీటర్ల పొడవు ఉంటుంది మరియు కరెంట్ ప్రత్యామ్నాయంగా ఉంటే, కెపాసిటివ్ నిరోధకత గణనీయమైన నష్టాలను కలిగిస్తుంది. లేదా ఇంటర్మీడియట్ పరికరాలను వ్యవస్థాపించడం సాధ్యం కానప్పుడు మారుమూల ప్రాంతాలకు విద్యుత్ సరఫరా చేసేటప్పుడు. ఇక్కడ కూడా, అధిక-వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ తక్కువ నష్టాన్ని కలిగిస్తుంది.

మీరు అదనపు లైన్‌ను ఉంచకుండా ఇప్పటికే ఉన్న లైన్ సామర్థ్యాన్ని పెంచాల్సిన అవసరం ఉంటే? మరియు ఒకదానితో ఒకటి సమకాలీకరించబడని AC పంపిణీ వ్యవస్థలను శక్తివంతం చేసే విషయంలో?

ఇంతలో, డైరెక్ట్ కరెంట్ కోసం ప్రసారం చేయబడిన నిర్దిష్ట శక్తి కోసం, అధిక వోల్టేజ్ వద్ద, వైర్ యొక్క చిన్న క్రాస్-సెక్షన్ అవసరం, మరియు టవర్లు తక్కువగా ఉంటాయి. ఉదాహరణకు, కెనడియన్ బైపోల్ నెల్సన్ రివర్ ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ గ్రిడ్ మరియు రిమోట్ పవర్ స్టేషన్‌ను కలుపుతుంది.

షార్ట్ సర్క్యూట్‌ల ప్రమాదాన్ని పెంచకుండా AC పవర్ గ్రిడ్‌లను స్థిరీకరించవచ్చు. అల్ట్రా-హై వోల్టేజ్ పీక్‌ల కారణంగా AC లైన్‌లలో నష్టాలను కలిగించే కరోనా డిశ్చార్జెస్, DCతో చాలా తక్కువగా ఉంటాయి, తదనుగుణంగా తక్కువ హానికరమైన ఓజోన్ విడుదల అవుతుంది. మళ్ళీ, విద్యుత్ లైన్ల నిర్మాణ వ్యయాన్ని తగ్గించడం, ఉదాహరణకు మూడు దశలకు మూడు వైర్లు మరియు HVDC కోసం రెండు మాత్రమే అవసరమవుతాయి. మరోసారి, జలాంతర్గామి కేబుల్స్ యొక్క గరిష్ట ప్రయోజనాలు తక్కువ పదార్థం మాత్రమే కాదు, తక్కువ కెపాసిటివ్ నష్టాలు కూడా.

1997 నుండిAAB 500 kV వరకు వోల్టేజీల వద్ద 1.2 GW వరకు శక్తితో HVDC లైట్ లైన్‌లను ఇన్‌స్టాల్ చేస్తుంది. ఆ విధంగా గ్రేట్ బ్రిటన్ మరియు ఐర్లాండ్ గ్రిడ్‌ల మధ్య 500 MW నామమాత్రపు పవర్ లింక్ నిర్మించబడింది.

ఈ కనెక్షన్ నెట్‌వర్క్‌ల మధ్య విద్యుత్ సరఫరా యొక్క భద్రత మరియు విశ్వసనీయతను మెరుగుపరుస్తుంది. పడమటి నుండి తూర్పుకు నడుస్తూ, నెట్‌వర్క్‌లోని కేబుల్‌లలో ఒకటి 262 కిలోమీటర్ల పొడవు, 71% కేబుల్ సముద్రగర్భంలో ఉంది.

మరోసారి, కేబుల్ కెపాసిటెన్స్‌ను రీఛార్జ్ చేయడానికి AC కరెంట్‌ను ఉపయోగించినట్లయితే, అనవసరమైన విద్యుత్ నష్టాలు ఉంటాయని మరియు కరెంట్ నిరంతరం వర్తించబడుతుంది కాబట్టి, నష్టాలు చాలా తక్కువగా ఉంటాయని గుర్తుంచుకోండి. అదనంగా, AC విద్యుద్వాహక నష్టాలను కూడా నిర్లక్ష్యం చేయకూడదు.

సాధారణంగా, డైరెక్ట్ కరెంట్‌తో, అదే వైర్ ద్వారా ఎక్కువ శక్తిని ప్రసారం చేయవచ్చు, ఎందుకంటే వోల్టేజ్ గరిష్టంగా అదే శక్తితో ఉంటుంది, కానీ ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌తో ఎక్కువగా ఉంటుంది, అదనంగా, ఇన్సులేషన్ మందంగా ఉండాలి, క్రాస్ సెక్షన్ పెద్దది, కండక్టర్ల మధ్య దూరం ఎక్కువగా ఉంటుంది, మొదలైనవి ఈ కారకాలన్నింటినీ పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, డైరెక్ట్ కరెంట్ ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ యొక్క కారిడార్ విద్యుత్ శక్తి యొక్క దట్టమైన ప్రసారాన్ని అందిస్తుంది.

వాటి చుట్టూ శాశ్వత అధిక వోల్టేజ్ లైన్లు సృష్టించబడవు తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రత్యామ్నాయ అయస్కాంత క్షేత్రంAC ట్రాన్స్మిషన్ లైన్లకు విలక్షణమైనది. కొంతమంది శాస్త్రవేత్తలు ఈ వేరియబుల్ అయస్కాంత క్షేత్రం మానవ ఆరోగ్యానికి, మొక్కలకు, జంతువులకు హాని గురించి మాట్లాడతారు. డైరెక్ట్ కరెంట్, కండక్టర్ మరియు భూమి మధ్య ఖాళీలో స్థిరమైన (వేరియబుల్ కాదు) విద్యుత్ క్షేత్ర ప్రవణతను మాత్రమే సృష్టిస్తుంది మరియు ఇది ప్రజలు, జంతువులు మరియు మొక్కల ఆరోగ్యానికి సురక్షితం.

AC వ్యవస్థల స్థిరత్వం డైరెక్ట్ కరెంట్ ద్వారా సులభతరం చేయబడుతుంది.అధిక వోల్టేజ్ మరియు డైరెక్ట్ కరెంట్ కారణంగా, ఒకదానితో ఒకటి సమకాలీకరించబడని AC వ్యవస్థల మధ్య శక్తిని బదిలీ చేయడం సాధ్యపడుతుంది. ఇది వ్యాప్తి చెందకుండా క్యాస్కేడింగ్ నష్టాన్ని నిరోధిస్తుంది. నాన్-క్రిటికల్ వైఫల్యాల విషయంలో, శక్తి కేవలం సిస్టమ్‌లోకి లేదా వెలుపలికి తరలించబడుతుంది.

ఇది అధిక వోల్టేజ్ DC గ్రిడ్‌ల స్వీకరణను మరింత పెంచుతుంది, ఇది కొత్త పునాదులకు దారితీస్తుంది.

ఫ్రాన్స్ మరియు స్పెయిన్ మధ్య హై వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ (HVDC) ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ కోసం సిమెన్స్ కన్వర్టర్ స్టేషన్

ఆధునిక HVDC లైన్ యొక్క స్కీమాటిక్

శక్తి ప్రవాహం నియంత్రణ వ్యవస్థ లేదా మార్పిడి స్టేషన్ ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది. ప్రవాహం లైన్కు కనెక్ట్ చేయబడిన వ్యవస్థల యొక్క ఆపరేషన్ మోడ్కు సంబంధించినది కాదు.

AC లైన్‌లతో పోలిస్తే DC లైన్‌లలోని ఇంటర్‌కనెక్షన్‌లు ఏకపక్షంగా చిన్న ప్రసార సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు బలహీనమైన లింక్‌ల సమస్య తొలగించబడుతుంది. శక్తి ప్రవాహాల ఆప్టిమైజేషన్‌ను పరిగణనలోకి తీసుకొని పంక్తులను రూపొందించవచ్చు.

అదనంగా, వ్యక్తిగత శక్తి వ్యవస్థల ఆపరేషన్ కోసం అనేక విభిన్న నియంత్రణ వ్యవస్థలను సమకాలీకరించడంలో ఇబ్బందులు అదృశ్యమవుతాయి. ఫాస్ట్ ఎమర్జెన్సీ కంట్రోలర్‌లు ఉన్నాయి డైరెక్ట్ కరెంట్ ఎలక్ట్రికల్ వైర్లు మొత్తం నెట్‌వర్క్ యొక్క విశ్వసనీయత మరియు స్థిరత్వాన్ని పెంచడం. విద్యుత్ ప్రవాహ నియంత్రణ సమాంతర రేఖలలో డోలనాలను తగ్గిస్తుంది.

ఈ ప్రయోజనాలు పెద్ద పవర్ సిస్టమ్‌లను ఒకదానితో ఒకటి సమకాలీకరించబడిన అనేక భాగాలుగా విభజించడానికి అధిక-వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ ఇంటరాక్షన్‌ను వేగంగా స్వీకరించడానికి దోహదపడతాయి.

ఉదాహరణకు, అధిక-వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ లైన్ల ద్వారా పరస్పరం అనుసంధానించబడిన అనేక ప్రాంతీయ వ్యవస్థలు భారతదేశంలో నిర్మించబడ్డాయి.ప్రత్యేక కేంద్రంచే నియంత్రించబడే కన్వర్టర్ల గొలుసు కూడా ఉంది.

చైనాలోనూ అంతే. 2010లో, ABB చైనాలో ప్రపంచంలోనే మొట్టమొదటి 800 kV అల్ట్రా-హై వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్‌ని చైనాలో నిర్మించింది.1100 kV ఝాంగ్‌డాంగ్ — 3400 కి.మీ పొడవు మరియు 12 GW సామర్థ్యంతో వన్నన్ UHV DC లైన్ 2018లో పూర్తయింది.

2020 నాటికి, కనీసం పదమూడు నిర్మాణ స్థలాలు పూర్తయ్యాయి. చైనాలో EHV DC లైన్లు. HVDC లైన్‌లు ప్రతి లైన్‌కు అనుసంధానించబడిన బహుళ విద్యుత్ సరఫరాదారులతో గణనీయమైన దూరాలకు పెద్ద మొత్తంలో శక్తిని ప్రసారం చేస్తాయి.

నియమం ప్రకారం, అధిక-వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ ట్రాన్స్మిషన్ లైన్ల డెవలపర్లు సాధారణ ప్రజలకు వారి ప్రాజెక్టుల ఖర్చు గురించి సమాచారాన్ని అందించరు, ఎందుకంటే ఇది వాణిజ్య రహస్యం. అయితే, ప్రాజెక్టుల ప్రత్యేకతలు వారి స్వంత సర్దుబాట్లు చేస్తాయి మరియు ధర ఆధారపడి ఉంటుంది: శక్తి, కేబుల్ పొడవు, సంస్థాపన పద్ధతి, భూమి ధర మొదలైనవి.

ఆర్థికంగా అన్ని అంశాలను పోల్చడం ద్వారా, HVDC లైన్‌ను నిర్మించే సాధ్యాసాధ్యాలపై నిర్ణయం తీసుకోబడుతుంది. ఉదాహరణకు, ఫ్రాన్స్ మరియు ఇంగ్లండ్ మధ్య నాలుగు-లైన్ ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ నిర్మాణం, 8 GW సామర్థ్యంతో, సముద్ర తీర పనితో కలిపి, సుమారు ఒక బిలియన్ పౌండ్‌లు అవసరం.

గతం నుండి ముఖ్యమైన హై వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ (HVDC) ప్రాజెక్ట్‌ల జాబితా

1880లలో ప్రవాహాల యుద్ధం అని పిలవబడేది థామస్ ఎడిసన్ వంటి DC ప్రతిపాదకులు మరియు నికోలా టెస్లా మరియు జార్జ్ వెస్టింగ్‌హౌస్ వంటి AC ప్రతిపాదకుల మధ్య. DC 10 సంవత్సరాల పాటు కొనసాగింది, అయితే వోల్టేజీని పెంచడానికి మరియు నష్టాలను పరిమితం చేయడానికి అవసరమైన పవర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ల వేగవంతమైన అభివృద్ధి AC నెట్‌వర్క్‌ల విస్తరణకు దారితీసింది. పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ అభివృద్ధితో మాత్రమే అధిక-వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ వాడకం సాధ్యమైంది.

HVDC సాంకేతికత 1930లలో కనిపించింది. దీనిని ASEA స్వీడన్ మరియు జర్మనీలో అభివృద్ధి చేసింది. మొదటి HVDC లైన్ సోవియట్ యూనియన్‌లో 1951లో మాస్కో మరియు కాషీరా మధ్య నిర్మించబడింది. ఆ తర్వాత, 1954లో, గాట్‌ల్యాండ్ ద్వీపం మరియు స్వీడన్ ప్రధాన భూభాగం మధ్య మరొక లైన్ నిర్మించబడింది.

మాస్కో - కాషీరా (USSR) — పొడవు 112 కిమీ, వోల్టేజ్ — 200 kV, శక్తి — 30 MW, నిర్మాణ సంవత్సరం — 1951. ఇది ప్రపంచంలో మొట్టమొదటి పూర్తి స్టాటిక్ ఎలక్ట్రానిక్ హై-వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్‌గా పరిగణించబడుతుంది, ఇది అమలులోకి వచ్చింది. లైన్ ప్రస్తుతం లేదు.

గాట్లాండ్ 1 (స్వీడన్) — పొడవు 98 కిమీ, వోల్టేజ్ — 200 kV, శక్తి — 20 MW, నిర్మాణ సంవత్సరం — 1954. ప్రపంచంలోని మొట్టమొదటి వాణిజ్య HVDC లింక్. 1970లో ABBచే విస్తరించబడింది, 1986లో ఉపసంహరించబడింది.

వోల్గోగ్రాడ్ — డాన్‌బాస్ (USSR) - పొడవు 400 కి.మీ., వోల్టేజ్ - 800 కె.వి., పవర్ - 750 మె.వా., నిర్మాణ సంవత్సరం - 1965. 800 కెవి డిసి పవర్ లైన్ వోల్గోగ్రాడ్ యొక్క మొదటి దశ - డాన్‌బాస్ 1961లో ప్రారంభించబడింది, ఇది ఆ సమయంలో ప్రెస్‌లో గుర్తించబడింది. సోవియట్ ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ యొక్క సాంకేతిక అభివృద్ధిలో చాలా ముఖ్యమైన దశ. లైన్ ప్రస్తుతం విడదీయబడింది.

VEI ప్రయోగశాలలో డైరెక్ట్ కరెంట్ లైన్ కోసం అధిక-వోల్టేజ్ రెక్టిఫైయర్‌ల పరీక్ష, 1961.

అధిక వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ వోల్గోగ్రాడ్ యొక్క లైన్ రేఖాచిత్రం - డాన్‌బాస్

చూడండి: USSR 1959-1962లో విద్యుత్ సంస్థాపనలు మరియు విద్యుత్ పరికరాల ఛాయాచిత్రాలు

న్యూజిలాండ్ దీవుల మధ్య HVDC — పొడవు 611 కిమీ, వోల్టేజ్ — 270 kV, శక్తి — 600 MW, నిర్మాణ సంవత్సరం — 1965. 1992 నుండి, పునర్నిర్మించబడిన АBB… వోల్టేజ్ 350 kV.

1977 నుండిఇప్పటి వరకు అన్ని HVDC వ్యవస్థలు సాలిడ్-స్టేట్ భాగాలను ఉపయోగించి నిర్మించబడ్డాయి, చాలా సందర్భాలలో థైరిస్టర్లు, 1990ల చివరి నుండి IGBT కన్వర్టర్లు ఉపయోగించబడ్డాయి.

ఫ్రాన్స్ మరియు స్పెయిన్ మధ్య హై-వోల్టేజ్ డైరెక్ట్ కరెంట్ (HVDC) ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ కోసం సిమెన్స్ కన్వర్టర్ స్టేషన్‌లోని IGBT ఇన్వర్టర్లు

కహోరా బస్సా (మొజాంబిక్ - దక్షిణాఫ్రికా) — పొడవు 1420 కిమీ, వోల్టేజ్ 533 kV, శక్తి — 1920 MW, నిర్మాణ సంవత్సరం 1979. 500 kV కంటే ఎక్కువ వోల్టేజ్‌తో మొదటి HVDC. ABB మరమ్మత్తు 2013-2014

ఎకిబస్తుజ్ - టాంబోవ్ (USSR) - పొడవు 2414 km, వోల్టేజ్ - 750 kV, శక్తి - 6000 MW. ప్రాజెక్ట్ 1981లో ప్రారంభమైంది. ఇది అమలులోకి వచ్చినప్పుడు, ఇది ప్రపంచంలోనే అతి పొడవైన ట్రాన్స్‌మిషన్ లైన్ అవుతుంది. సోవియట్ యూనియన్ పతనం కారణంగా 1990లో నిర్మాణ స్థలాలు వదిలివేయబడ్డాయి మరియు లైన్ ఎప్పటికీ పూర్తి కాలేదు.

ఇంటర్‌కనెక్షన్ ఫ్రాన్స్ ఆంగ్లేటర్ (ఫ్రాన్స్ — గ్రేట్ బ్రిటన్) - పొడవు 72 కిమీ, వోల్టేజ్ 270 కెవి, పవర్ - 2000 మెగావాట్లు, నిర్మాణ సంవత్సరం 1986.

గెజౌబా - షాంఘై (చైనా) - 1046 కిమీ, 500 కెవి, పవర్ 1200 మెగావాట్లు, 1989.

రిహాండ్ ఢిల్లీ (భారతదేశం) - పొడవు 814 కిమీ, వోల్టేజ్ - 500 kV, శక్తి - 1500 MW, నిర్మాణ సంవత్సరం - 1990.

బాల్టిక్ కేబుల్ (జర్మనీ - స్వీడన్) — పొడవు 252 కిమీ, వోల్టేజ్ — 450 kV, శక్తి — 600 MW, నిర్మాణ సంవత్సరం — 1994.

టియన్ గువాన్ (చైనా) - పొడవు 960 కిమీ, వోల్టేజ్ - 500 కెవి, పవర్ - 1800 మెగావాట్లు, నిర్మాణ సంవత్సరం - 2001.

తాల్చేర్ కోలార్ (భారతదేశం) — పొడవు 1450 కిమీ, వోల్టేజ్ — 500 kV, శక్తి — 2500 MW, నిర్మాణ సంవత్సరం — 2003.

మూడు గోర్జెస్ - చాంగ్జౌ (చైనా) - పొడవు 890 కిమీ, వోల్టేజ్ - 500 kV, శక్తి - 3000 MW, నిర్మాణ సంవత్సరం - 2003. 2004 మరియు 2006లో."త్రీ గోర్జెస్" HVDC జలవిద్యుత్ ప్లాంట్ నుండి హుయిజౌ మరియు షాంఘై వరకు 940 మరియు 1060 కి.మీల వరకు మరో 2 లైన్లు నిర్మించబడ్డాయి.

ప్రపంచంలోనే అతిపెద్ద జలవిద్యుత్ కేంద్రం, త్రీ గోర్జెస్, అధిక-వోల్టేజీ డైరెక్ట్ కరెంట్ లైన్‌ల ద్వారా చాంగ్‌జౌ, గ్వాంగ్‌డాంగ్ మరియు షాంఘైలకు అనుసంధానించబడి ఉంది.

జియాంగ్జియాబా-షాంఘై (చైనా) - Fulong నుండి Fengxia వరకు లైన్. పొడవు 1480 కిమీ, వోల్టేజ్ 800 కెవి, శక్తి 6400 మెగావాట్లు, నిర్మాణ సంవత్సరం 2010.

యునాన్ - గ్వాంగ్‌డాంగ్ (చైనా) — పొడవు 1418 కిమీ, వోల్టేజ్ — 800 kV, శక్తి — 5000 MW, నిర్మాణ సంవత్సరం — 2010.