کیوں ایک فاصلے پر بجلی کی ترسیل بڑھتی ہوئی وولٹیج پر ہوتی ہے؟

آج، ایک فاصلے پر برقی توانائی کی ترسیل ہمیشہ بڑھتی ہوئی وولٹیج پر کی جاتی ہے، جس کی پیمائش دسیوں اور سینکڑوں کلو وولٹ میں کی جاتی ہے۔ پوری دنیا میں مختلف قسم کے پاور پلانٹس گیگا واٹ بجلی پیدا کرتے ہیں۔ یہ بجلی شہروں اور دیہاتوں میں تاروں کا استعمال کرتے ہوئے تقسیم کی جاتی ہے جسے ہم مثال کے طور پر ہائی ویز اور ریلوے پر دیکھ سکتے ہیں، جہاں وہ ہمیشہ لمبے لمبے انسولیٹروں کے ساتھ لمبے کھمبوں پر لگائی جاتی ہیں۔ لیکن ٹرانسمیشن ہمیشہ ہائی وولٹیج کیوں ہے؟ اس کے بارے میں ہم بعد میں بات کریں گے۔

10 کلومیٹر کے فاصلے پر کم از کم 1000 واٹ کی تاروں کے ذریعے برقی توانائی کی ترسیل کا تصور کریں۔ متبادل کرنٹ کی شکل میں کم سے کم بجلی کے نقصانات کے ساتھ، ایک طاقتور کلو واٹ فلڈ لائٹ۔ تم کیا کرنے جا رہے ہو؟ ظاہر ہے وولٹیج کو کسی نہ کسی طریقے سے تبدیل، کم یا بڑھانا پڑے گا۔ ایک ٹرانسفارمر کا استعمال کرتے ہوئے.

فرض کریں کہ ایک ذریعہ (ایک چھوٹا پٹرول جنریٹر) 220 وولٹ کا وولٹیج پیدا کرتا ہے، جب کہ آپ کے اختیار میں ایک دو کور کاپر کیبل ہے جس کے ہر کور کا کراس سیکشن 35 مربع ملی میٹر ہے۔ 10 کلومیٹر کے لئے، اس طرح کی کیبل تقریبا 10 ohms کی ایک فعال مزاحمت دے گی.

1 کلو واٹ کے بوجھ میں تقریباً 50 اوہم کی مزاحمت ہوتی ہے۔ اور اگر ٹرانسمیٹڈ وولٹیج 220 وولٹ پر رہے تو کیا ہوگا؟ اس کا مطلب ہے کہ وولٹیج کا چھٹا حصہ ٹرانسمیشن تار پر گرے گا، جو تقریباً 36 وولٹ پر ہوگا۔ اس لیے راستے میں تقریباً 130 ڈبلیو ضائع ہو گئے — انھوں نے صرف ترسیلی تاروں کو گرم کیا۔ اور فلڈ لائٹس پر ہمیں 220 وولٹ نہیں بلکہ 183 وولٹ ملتے ہیں۔ ٹرانسمیشن کی کارکردگی 87% نکلی، اور یہ اب بھی ٹرانسمیشن تاروں کی دلکش مزاحمت کو نظر انداز کر دیتا ہے۔

حقیقت یہ ہے کہ ٹرانسمیشن تاروں میں فعال نقصانات ہمیشہ کرنٹ کے مربع کے براہ راست متناسب ہوتے ہیں (دیکھیں اوہ کے قانون)۔ لہذا، اگر اسی طاقت کی منتقلی زیادہ وولٹیج پر کی جاتی ہے، تو تاروں پر وولٹیج کا گرنا اتنا نقصان دہ عنصر نہیں ہوگا۔

آئیے اب ایک مختلف صورت حال مان لیتے ہیں۔ ہمارے پاس وہی پٹرول جنریٹر ہے جو 220 وولٹ پیدا کرتا ہے، وہی 10 کلومیٹر تار جس میں 10 اوہم کی فعال مزاحمت اور وہی 1 کلو واٹ فلڈ لائٹس ہیں، لیکن اس کے اوپر اب بھی دو کلو واٹ ٹرانسفارمر ہیں، جن میں سے پہلا 220-22000 کو بڑھا دیتا ہے۔ وولٹ جنریٹر کے قریب واقع ہے اور کم وولٹیج کوائل کے ذریعے اس سے منسلک ہے، اور ایک ہائی وولٹیج کوائل کے ذریعے — ٹرانسمیشن تاروں سے منسلک ہے۔ اور دوسرا ٹرانسفارمر، 10 کلو میٹر کے فاصلے پر، 22000-220 وولٹ کا ایک سٹیپ-ڈاؤن ٹرانسفارمر ہے، کم وولٹیج کوائل جس سے فلڈ لائٹ منسلک ہوتی ہے، اور ہائی وولٹیج کوائل کو ٹرانسمیشن کی تاروں سے کھلایا جاتا ہے۔

لہٰذا، 22000 وولٹ کے وولٹیج پر 1000 واٹ کی لوڈ پاور کے ساتھ، ترسیلی تار میں کرنٹ (یہاں آپ رد عمل والے جز کو مدنظر رکھے بغیر کر سکتے ہیں) صرف 45 ایم اے ہوگا، جس کا مطلب ہے کہ 36 وولٹ پر نہیں گریں گے۔ یہ (جیسا کہ یہ ٹرانسفارمرز کے بغیر تھا)، لیکن صرف 0.45 وولٹ! نقصانات اب 130 واٹ نہیں بلکہ صرف 20 میگاواٹ ہوں گے۔ بڑھتی ہوئی وولٹیج پر اس طرح کی ترسیل کی کارکردگی 99.99% ہوگی۔ یہی وجہ ہے کہ اضافہ زیادہ موثر ہے۔

ہماری مثال میں، صورتحال کو ناگوار سمجھا جاتا ہے، اور اس طرح کے سادہ گھریلو مقصد کے لیے مہنگے ٹرانسفارمرز کا استعمال یقیناً ایک نامناسب حل ہوگا۔ لیکن ملکوں اور حتیٰ کہ خطوں کے پیمانے پر جب بات سینکڑوں کلومیٹر کی دوری اور بہت بڑی ترسیلی طاقتوں کی ہو تو جو بجلی ضائع ہو سکتی ہے وہ ٹرانسفارمرز کے تمام اخراجات سے ہزار گنا زیادہ ہے۔ یہی وجہ ہے کہ جب ایک فاصلے پر بجلی کی ترسیل ہوتی ہے تو، ایک بڑھی ہوئی وولٹیج، جسے سینکڑوں کلو وولٹ میں ماپا جاتا ہے، ہمیشہ لاگو کیا جاتا ہے — ٹرانسمیشن کے دوران بجلی کے نقصانات کو کم کرنے کے لیے۔

بجلی کی کھپت میں مسلسل اضافہ، پاور پلانٹس میں پیداواری صلاحیت کا ارتکاز، آزاد علاقوں میں کمی، ماحولیاتی تحفظ کے تقاضوں کا سخت ہونا، مہنگائی اور زمین کی قیمتوں میں اضافہ کے ساتھ ساتھ کئی دیگر عوامل اس اضافے کو مضبوطی سے حکم دیتے ہیں۔ بجلی کی ٹرانسمیشن لائنوں کی ترسیل کی صلاحیت میں۔

مختلف پاور لائنوں کے ڈیزائن کا یہاں جائزہ لیا جاتا ہے: مختلف وولٹیج کے ساتھ مختلف پاور لائنوں کا آلہ

توانائی کے نظاموں کا باہمی ربط، پاور پلانٹس کی صلاحیت میں اضافہ اور مجموعی طور پر سسٹمز پاور لائن کے ساتھ منتقل ہونے والی توانائی کے فاصلے اور بہاؤ میں اضافہ کے ساتھ ہیں۔طاقتور ہائی وولٹیج پاور لائنوں کے بغیر، جدید بڑے پاور پلانٹس سے توانائی کی فراہمی ناممکن ہے۔

متحد توانائی کا نظام ان علاقوں میں ریزرو پاور کی منتقلی کو یقینی بنانے کی اجازت دیتا ہے جہاں اس کی ضرورت ہے، مرمت کے کام یا ہنگامی حالات سے متعلق، بیلٹ کی تبدیلی کی وجہ سے مغرب سے مشرق یا اس کے برعکس اضافی بجلی کی منتقلی ممکن ہو گی۔ وقت میں

لمبی دوری کی ترسیل کی بدولت سپر پاور پاور پلانٹس بنانا اور ان کی توانائی کا بھرپور استعمال کرنا ممکن ہوا۔

500 kV کے وولٹیج پر دیے گئے فاصلے پر 1 kW پاور کی ترسیل کے لیے سرمایہ کاری 220 kV کے وولٹیج سے 3.5 گنا کم ہے، اور 330 - 400 kV کے وولٹیج سے 30 - 40% کم ہے۔

500 kV کے وولٹیج پر 1 kW • h توانائی کی منتقلی کے اخراجات 220 kV کے وولٹیج سے دو گنا کم ہیں، اور 330 یا 400 kV کے وولٹیج سے 33 - 40% کم ہیں۔ 500 kV وولٹیج (قدرتی طاقت، ترسیل کا فاصلہ) کی تکنیکی صلاحیتیں 330 kV سے 2 - 2.5 گنا زیادہ اور 400 kV سے 1.5 گنا زیادہ ہیں۔

ایک 220 کے وی لائن 200-250 کلومیٹر کے فاصلے پر 200-250 میگاواٹ، 330 کے وی لائن — 500 کلومیٹر کے فاصلے پر 400 — 500 میگاواٹ کی پاور، 400 کے وی لائن — 600 کی پاور منتقل کر سکتی ہے۔ — 900 کلومیٹر تک کے فاصلے پر 700 میگاواٹ۔ 500 kV کا وولٹیج 1000 - 1200 کلومیٹر کے فاصلے پر ایک سرکٹ کے ذریعے 750 - 1000 میگاواٹ کی بجلی کی ترسیل فراہم کرتا ہے۔