बिजली संचरण, आधुनिक ओवरहेड और केबल पावर लाइनों में तकनीकी प्रगति

बिजली लाइनों के निर्माण के लिए, सबसे प्रभावी तकनीक आज अति-उच्च वोल्टेज पर प्रत्यक्ष धारा के साथ ओवरहेड लाइनों द्वारा बिजली का संचरण है, भूमिगत गैस-अछूता लाइनों द्वारा बिजली का संचरण, और भविष्य में - क्रायोजेनिक केबल का निर्माण वेवगाइड्स द्वारा अति-उच्च आवृत्तियों पर लाइनें और ऊर्जा का संचरण।

डीसी लाइनें

उनका मुख्य लाभ बिजली प्रणालियों के अतुल्यकालिक समानांतर संचालन की संभावना है, एक अपेक्षाकृत उच्च थ्रूपुट, तीन-चरण एसी ट्रांसमिशन लाइन की तुलना में वास्तविक लाइनों की लागत में कमी (तीन के बजाय दो तार और आकार में एक समान कमी) समर्थन का)।

यह माना जा सकता है कि ± 750 और आगे ± 1250 केवी के वोल्टेज के साथ प्रत्यक्ष वर्तमान संचरण लाइनों का बड़े पैमाने पर विकास अत्यधिक लंबी दूरी पर बड़ी मात्रा में बिजली के संचरण के लिए स्थितियां पैदा करेगा।

वर्तमान में, अधिकांश नई सुपरपावर और सुपरअर्बन ट्रांसमिशन लाइनें डायरेक्ट करंट पर बनी हैं।21वीं सदी में इस तकनीक का असली रिकॉर्ड धारक चीन है।

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गैस-अछूता भूमिगत (केबल) लाइनें

एक केबल लाइन में, कंडक्टरों की तर्कसंगत व्यवस्था के कारण, विद्युत क्षेत्र के बहुत उच्च अनुमेय ग्रेडिएंट प्राप्त करने के लिए बढ़े हुए दबाव ("SF6" पर आधारित) के साथ गैस इन्सुलेशन का उपयोग करके लहर के प्रतिरोध को काफी कम करना संभव है। ताकत। नतीजतन, मध्यम आकार के साथ, भूमिगत लाइनों की काफी बड़ी क्षमता होगी।

इन पंक्तियों का उपयोग बड़े शहरों में गहरे प्रवेश द्वार के रूप में किया जाता है, क्योंकि उन्हें क्षेत्र के अलगाव की आवश्यकता नहीं होती है और वे शहरी विकास में हस्तक्षेप नहीं करते हैं।

शक्ति कॉर्ड विवरण: तेल और गैस से भरे उच्च वोल्टेज केबलों का डिजाइन और अनुप्रयोग

सुपरकंडक्टिंग पावर लाइन

प्रवाहकीय सामग्रियों की गहरी शीतलन वर्तमान घनत्व को नाटकीय रूप से बढ़ा सकती है, जिसका अर्थ है कि यह संचरण क्षमता बढ़ाने के लिए बड़ी नई संभावनाएं खोलती है।

इस प्रकार, क्रायोजेनिक लाइनों का उपयोग, जहां कंडक्टरों का सक्रिय प्रतिरोध शून्य के बराबर या लगभग बराबर है, और सुपरकंडक्टिंग चुंबकीय प्रणालियों से पारंपरिक विद्युत संचरण और वितरण योजनाओं में आमूल-चूल परिवर्तन हो सकते हैं। ऐसी लाइनों की वहन क्षमता 5-6 मिलियन kW तक पहुँच सकती है।

अधिक जानकारी के लिए यहां देखें: विज्ञान और प्रौद्योगिकी में अतिचालकता का अनुप्रयोग

बिजली में क्रायोजेनिक तकनीकों का उपयोग करने का एक और दिलचस्प तरीका: सुपरकंडक्टिंग मैग्नेटिक एनर्जी स्टोरेज सिस्टम (एसएमईएस)

वेवगाइड्स के माध्यम से अल्ट्रा हाई फ्रीक्वेंसी ट्रांसमिशन

वेवगाइड (धातु पाइप) को लागू करने के लिए अति-उच्च आवृत्तियों और कुछ शर्तों पर, अपेक्षाकृत कम क्षीणन प्राप्त करना संभव है, जिसका अर्थ है कि शक्तिशाली विद्युत चुम्बकीय तरंगों को लंबी दूरी पर प्रेषित किया जा सकता है। स्वाभाविक रूप से, लाइन के संचारण और प्राप्त दोनों छोर औद्योगिक आवृत्ति से अल्ट्राहाई और इसके विपरीत वर्तमान कन्वर्टर्स से लैस होना चाहिए।

उच्च-आवृत्ति वाले वेवगाइड्स के तकनीकी और लागत संकेतकों का पूर्वानुमानात्मक मूल्यांकन हमें 1000 किमी तक की लंबाई के साथ उच्च-शक्ति ऊर्जा मार्गों (10 मिलियन kW तक) के लिए निकट भविष्य में उनके उपयोग की व्यवहार्यता की आशा करने की अनुमति देता है।

विद्युत ऊर्जा के संचरण में तकनीकी प्रगति की एक महत्वपूर्ण दिशा, सबसे ऊपर, वैकल्पिक तीन-चरण वर्तमान के साथ संचरण के पारंपरिक तरीकों में और सुधार है।

ट्रांसमिशन लाइन की ट्रांसमिशन क्षमता को बढ़ाने के लिए आसानी से लागू किए गए तरीकों में से एक इसके मापदंडों के मुआवजे की डिग्री को और बढ़ाना है, अर्थात्: चरण द्वारा कंडक्टरों का गहरा पृथक्करण, समाई का अनुदैर्ध्य युग्मन और अनुप्रस्थ अधिष्ठापन।

हालाँकि, यहाँ कई तकनीकी सीमाएँ हैं, इसलिए यह सबसे तर्कसंगत तरीका है ट्रांसमिशन लाइन के नाममात्र वोल्टेज में वृद्धि... यहाँ की सीमा, हवा की इन्सुलेट शक्ति की शर्तों के अनुसार, लगभग 1200 kV के वोल्टेज के रूप में पहचानी जाती है।

विद्युत पारेषण में तकनीकी प्रगति में, एसी पारेषण लाइनों के कार्यान्वयन के लिए विशेष योजनाएँ महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती हैं। उनमें से निम्नलिखित पर ध्यान दिया जाना चाहिए।

समायोजित रेखाएँ

इस तरह की योजना का सार इसके मापदंडों को एक अर्ध-लहर में लाने के लिए अनुप्रस्थ और अनुदैर्ध्य प्रतिक्रिया को शामिल करने के लिए नीचे आता है। इन लाइनों को 3000 किमी की दूरी पर 2.5-3.5 मिलियन kW की शक्ति के पारगमन संचरण के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। मुख्य नुकसान मध्यवर्ती चयन करने में कठिनाई है।

खुली लाइनें

जनरेटर और उपभोक्ता एक दूसरे से कुछ दूरी पर अलग-अलग तारों से जुड़े होते हैं। कंडक्टरों के बीच समाई उनके आगमनात्मक प्रतिरोध के लिए क्षतिपूर्ति करती है। उद्देश्य - लंबी दूरी पर बिजली का पारगमन संचरण। नुकसान ट्यून्ड लाइनों के समान ही है।

अर्ध-खुली रेखा

एसी ट्रांसमिशन लाइन सुधार के क्षेत्र में दिलचस्प दिशाओं में से एक इसके ऑपरेटिंग मोड में बदलाव के अनुसार ट्रांसमिशन लाइन मापदंडों का समायोजन है। यदि एक ओपन लाइन तेजी से समायोज्य प्रतिक्रियाशील शक्ति स्रोत के साथ स्व-ट्यूनिंग से सुसज्जित है, तो एक तथाकथित सेमी-ओपन लाइन प्राप्त होती है।

ऐसी रेखा का लाभ यह है कि किसी भी भार पर यह इष्टतम मोड में हो सकता है।

गहरे वोल्टेज विनियमन मोड में विद्युत लाइनें

तीव्र असमान लोड प्रोफ़ाइल पर चलने वाली एसी ट्रांसमिशन लाइनों के लिए, लोड परिवर्तन के जवाब में लाइन के सिरों पर एक साथ गहरे वोल्टेज विनियमन की सिफारिश की जा सकती है। इस मामले में, पावर लाइन के पैरामीटर को अधिकतम पावर वैल्यू के अनुसार नहीं चुना जा सकता है, जिससे ऊर्जा संचरण की लागत को कम करना संभव हो जाएगा।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि वैकल्पिक विद्युत लाइनों के कार्यान्वयन के लिए ऊपर वर्णित विशेष योजनाएं अभी भी वैज्ञानिक अनुसंधान के विभिन्न चरणों में हैं और अभी भी महत्वपूर्ण शोधन, डिजाइन और औद्योगिक विकास की आवश्यकता है।

ये विद्युत ऊर्जा संचरण के क्षेत्र में तकनीकी प्रगति की मुख्य दिशाएँ हैं।