متبادل کرنٹ لائنوں کے مقابلے ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ ٹرانسمیشن لائنوں کے فوائد

روایتی ہائی وولٹیج ٹرانسمیشن لائنز بننے کے بعد، آج وہ متبادل کرنٹ کا استعمال کرتے ہوئے ہمیشہ کام کرتی ہیں۔ لیکن کیا آپ نے کبھی ان فوائد کے بارے میں سوچا ہے جو ایک ہائی وولٹیج ڈی سی ٹرانسمیشن لائن اے سی لائن کے مقابلے دے سکتی ہے؟ جی ہاں، ہم ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ (HVDC پاور ٹرانسمیشن) ٹرانسمیشن لائنوں کے بارے میں بات کر رہے ہیں۔

بلاشبہ، ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ لائن کی تشکیل کے لیے، پہلی جگہ، کنورٹرز، جو الٹرنیٹنگ کرنٹ سے ڈائریکٹ کرنٹ بنائے گا اور ڈائریکٹ کرنٹ سے الٹرنیٹنگ کرنٹ بنائے گا۔ اس طرح کے انورٹرز اور کنورٹرز مہنگے ہوتے ہیں، ساتھ ہی ان کے لیے اسپیئر پارٹس، اوورلوڈ کی حدود ہوتے ہیں، اس کے علاوہ، ہر لائن کے لیے ڈیوائس کو مبالغہ آرائی کے بغیر منفرد ہونا چاہیے۔ مختصر فاصلے پر، کنورٹرز میں بجلی کا نقصان ایسی ٹرانسمیشن لائن کو عام طور پر غیر اقتصادی بنا دیتا ہے۔

لیکن کن ایپلی کیشنز میں اسے استعمال کرنا افضل ہوگا۔ ڈی سی.? ہائی AC وولٹیج بعض اوقات کافی موثر کیوں نہیں ہوتا ہے؟ آخر میں، کیا ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ ٹرانسمیشن لائنز پہلے سے استعمال میں ہیں؟ ہم ان سوالات کے جوابات حاصل کرنے کی کوشش کریں گے۔

آپ کو مثالوں کے لیے زیادہ دور جانے کی ضرورت نہیں ہے۔ دو ہمسایہ ممالک جرمنی اور سویڈن کے درمیان بحیرہ بالٹک کی تہہ پر بچھائی گئی ایک برقی کیبل 250 میٹر لمبی ہے، اور اگر کرنٹ بدل جاتا ہے، تو صلاحیت کی مزاحمت کو کافی نقصان پہنچے گا۔ یا جب دور دراز کے علاقوں میں بجلی کی سپلائی کی جائے جب انٹرمیڈیٹ آلات نصب کرنا ممکن نہ ہو۔ یہاں بھی ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ کم نقصان کا باعث بنے گا۔

اگر آپ کو ایک اضافی لائن ڈالے بغیر کسی موجودہ لائن کی گنجائش بڑھانے کی ضرورت ہو تو کیا ہوگا؟ اور AC ڈسٹری بیوشن سسٹم کو پاور کرنے کی صورت میں جو ایک دوسرے کے ساتھ ہم آہنگ نہیں ہیں؟

دریں اثنا، براہ راست کرنٹ کے لیے منتقل ہونے والی مخصوص طاقت کے لیے، ہائی وولٹیج پر، تار کا ایک چھوٹا کراس سیکشن درکار ہوتا ہے، اور ٹاورز کم ہو سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، کینیڈین بائپول نیلسن ریور ٹرانسمیشن لائن ڈسٹری بیوشن گرڈ اور ریموٹ پاور اسٹیشن کو جوڑتی ہے۔

AC پاور گرڈز کو شارٹ سرکٹ کے خطرے میں اضافہ کیے بغیر مستحکم کیا جا سکتا ہے۔ کورونا ڈسچارجز، جو الٹرا ہائی وولٹیج چوٹیوں کی وجہ سے اے سی لائنوں میں نقصان کا باعث بنتے ہیں، ڈی سی کے ساتھ بہت کم ہوتے ہیں، اسی طرح کم نقصان دہ اوزون خارج ہوتا ہے۔ ایک بار پھر، پاور لائنوں کی تعمیر کی لاگت کو کم کرنا، مثال کے طور پر تین مراحل کے لیے تین تاروں کی ضرورت ہے اور HVDC کے لیے صرف دو۔ ایک بار پھر، سب میرین کیبلز کے زیادہ سے زیادہ فوائد نہ صرف کم مواد ہیں، بلکہ کم اہلیت کے نقصانات بھی ہیں۔

1997 سےAAB 500 kV تک کے وولٹیج پر 1.2 GW تک کی طاقت کے ساتھ HVDC لائٹ لائنیں لگاتا ہے۔ اس طرح برطانیہ اور آئرلینڈ کے گرڈز کے درمیان 500 میگاواٹ کا برائے نام پاور لنک بنایا گیا۔

یہ کنکشن نیٹ ورکس کے درمیان بجلی کی فراہمی کی حفاظت اور بھروسے کو بہتر بناتا ہے۔ مغرب سے مشرق کی طرف چلتے ہوئے، نیٹ ورک کی ایک کیبل 262 کلومیٹر لمبی ہے، جس میں 71% کیبل سمندری فرش پر ہے۔

ایک بار پھر یاد رکھیں کہ اگر AC کرنٹ کو کیبل کیپیسیٹینس کو ری چارج کرنے کے لیے استعمال کیا جائے تو بجلی کے غیر ضروری نقصانات ہوں گے، اور چونکہ کرنٹ لگاتار لگایا جاتا ہے، اس لیے نقصانات نہ ہونے کے برابر ہیں۔ اس کے علاوہ، AC ڈائی الیکٹرک نقصانات کو بھی نظرانداز نہیں کیا جانا چاہئے۔

عام طور پر، براہ راست کرنٹ کے ساتھ، ایک ہی تار کے ذریعے زیادہ طاقت منتقل کی جا سکتی ہے، کیونکہ وولٹیج کی چوٹی ایک ہی طاقت پر ہوتی ہے، لیکن متبادل کرنٹ کے ساتھ، زیادہ ہوتی ہے، اس کے علاوہ، موصلیت موٹی ہونی چاہیے، کراس سیکشن بڑا ہو، کنڈکٹرز کے درمیان فاصلہ زیادہ ہے، وغیرہ۔ ان تمام عوامل کو مدنظر رکھتے ہوئے، ڈائریکٹ کرنٹ ٹرانسمیشن لائن کا کوریڈور برقی توانائی کی تیز ترسیل فراہم کرتا ہے۔

ان کے ارد گرد مستقل ہائی وولٹیج لائنیں نہیں بنتی ہیں۔ کم تعدد متبادل مقناطیسی میدانجیسا کہ AC ٹرانسمیشن لائنوں کا عام ہے۔ کچھ سائنس دان اس متغیر مقناطیسی میدان کے انسانی صحت، پودوں، جانوروں کو پہنچنے والے نقصان کے بارے میں بات کرتے ہیں۔ براہ راست کرنٹ، بدلے میں، کنڈکٹر اور زمین کے درمیان خلا میں صرف ایک مستقل (متغیر نہیں) برقی میدان کا میلان پیدا کرتا ہے، اور یہ لوگوں، جانوروں اور پودوں کی صحت کے لیے محفوظ ہے۔

AC نظاموں کے استحکام کو براہ راست کرنٹ کے ذریعے سہولت فراہم کی جاتی ہے۔ہائی وولٹیج اور ڈائریکٹ کرنٹ کی وجہ سے، AC سسٹمز کے درمیان بجلی کی منتقلی ممکن ہے جو ایک دوسرے کے ساتھ ہم آہنگ نہیں ہیں۔ یہ جھرنے والے نقصان کو پھیلنے سے روکتا ہے۔ غیر اہم ناکامیوں کی صورت میں، توانائی کو آسانی سے سسٹم میں یا باہر منتقل کیا جاتا ہے۔

یہ ہائی وولٹیج ڈی سی گرڈز کو اپنانے میں مزید اضافہ کرتا ہے، جس سے نئی بنیادیں جنم لیتی ہیں۔

فرانس اور اسپین کے درمیان ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ (HVDC) ٹرانسمیشن لائن کے لیے سیمنز کنورٹر اسٹیشن

جدید HVDC لائن کی منصوبہ بندی

توانائی کے بہاؤ کو کنٹرول سسٹم یا کنورژن اسٹیشن کے ذریعے منظم کیا جاتا ہے۔ بہاؤ لائن سے منسلک نظام کے آپریشن کے موڈ سے متعلق نہیں ہے.

DC لائنوں پر انٹر کنکشنز میں AC لائنوں کے مقابلے میں من مانی طور پر چھوٹی ترسیل کی گنجائش ہوتی ہے، اور کمزور لنکس کا مسئلہ ختم ہو جاتا ہے۔ لائنوں کو خود توانائی کے بہاؤ کی اصلاح کو مدنظر رکھتے ہوئے ڈیزائن کیا جا سکتا ہے۔

اس کے علاوہ، انفرادی توانائی کے نظام کے آپریشن کے لیے کئی مختلف کنٹرول سسٹمز کو ہم آہنگ کرنے کی مشکلات ختم ہو جاتی ہیں۔ فاسٹ ایمرجنسی کنٹرولرز شامل ہیں۔ براہ راست کرنٹ برقی تاریں۔ مجموعی نیٹ ورک کی وشوسنییتا اور استحکام میں اضافہ۔ پاور فلو کنٹرول متوازی لائنوں میں دولن کو کم کر سکتا ہے۔

یہ فوائد ہائی وولٹیج کے براہ راست موجودہ تعامل کو تیزی سے اپنانے میں سہولت فراہم کریں گے تاکہ بڑے پاور سسٹم کو کئی حصوں میں تقسیم کیا جا سکے جو ایک دوسرے کے ساتھ ہم آہنگ ہیں۔

مثال کے طور پر، ہندوستان میں کئی علاقائی نظام بنائے گئے ہیں جو ہائی وولٹیج کی براہ راست کرنٹ لائنوں کے ذریعے آپس میں جڑے ہوئے ہیں۔کنورٹرز کا ایک سلسلہ بھی ہے جسے ایک خصوصی مرکز کے ذریعے کنٹرول کیا جاتا ہے۔

چین میں بھی ایسا ہی ہے۔ 2010 میں، ABB نے چین میں دنیا کا پہلا 800 kV الٹرا ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ بنایا۔ 1100 kV Zhongdong - Wannan UHV DC لائن جس کی لمبائی 3400 کلومیٹر اور 12 GW کی گنجائش ہے 2018 میں مکمل ہوئی۔

2020 تک، کم از کم تیرہ تعمیراتی مقامات مکمل ہو چکے ہیں۔ چین میں EHV DC لائنیں۔ HVDC لائنیں اہم فاصلے پر بڑی مقدار میں بجلی منتقل کرتی ہیں، ہر لائن سے متعدد پاور سپلائیرز منسلک ہوتے ہیں۔

ایک اصول کے طور پر، ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ ٹرانسمیشن لائنوں کے ڈویلپرز عام لوگوں کو اپنے منصوبوں کی لاگت کے بارے میں معلومات فراہم نہیں کرتے، کیونکہ یہ ایک تجارتی راز ہے۔ تاہم، پراجیکٹس کی تفصیلات خود اپنی ایڈجسٹمنٹ کرتی ہیں، اور قیمت اس پر منحصر ہوتی ہے: پاور، کیبل کی لمبائی، تنصیب کا طریقہ، زمین کی قیمت، وغیرہ۔

معاشی طور پر تمام پہلوؤں کا موازنہ کرکے، HVDC لائن کی تعمیر کی فزیبلٹی کے بارے میں فیصلہ کیا جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، فرانس اور انگلینڈ کے درمیان چار لائن کی ٹرانسمیشن لائن کی تعمیر، جس کی صلاحیت 8 گیگاواٹ ہے، ساحلی کام کے ساتھ، تقریباً ایک ارب پاؤنڈ درکار ہیں۔

ماضی کے اہم ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ (HVDC) منصوبوں کی فہرست

1880 کی دہائی میں کرنٹ کی ایک نام نہاد جنگ تھی۔ DC کے حامیوں جیسے کہ تھامس ایڈیسن اور AC کے حامیوں جیسے نکولا ٹیسلا اور جارج ویسٹنگ ہاؤس کے درمیان۔ DC 10 سال تک جاری رہا، لیکن پاور ٹرانسفارمرز کی تیز رفتار ترقی، وولٹیج کو بڑھانے اور اس طرح نقصانات کو محدود کرنے کے لیے، AC نیٹ ورکس کے پھیلاؤ کا باعث بنی۔ یہ صرف پاور الیکٹرانکس کی ترقی کے ساتھ تھا کہ ہائی وولٹیج براہ راست کرنٹ کا استعمال ممکن ہوا۔

HVDC ٹیکنالوجی 1930 میں شائع ہوا. اسے ASEA نے سویڈن اور جرمنی میں تیار کیا تھا۔ پہلی HVDC لائن سوویت یونین میں 1951 میں ماسکو اور کاشیرا کے درمیان بنائی گئی تھی۔ پھر، 1954 میں، گوٹ لینڈ اور مین لینڈ سویڈن کے جزیرے کے درمیان ایک اور لائن بنائی گئی۔

ماسکو - کاشیرہ (یو ایس ایس آر) — لمبائی 112 کلومیٹر، وولٹیج — 200 kV، پاور — 30 میگاواٹ، تعمیر کا سال — 1951۔ اسے دنیا کا پہلا مکمل طور پر جامد الیکٹرونک ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ سمجھا جاتا ہے، جس کو کام میں لایا گیا۔ لائن فی الحال موجود نہیں ہے۔

گوٹ لینڈ 1 (سویڈن) — لمبائی 98 کلومیٹر، وولٹیج — 200 kV، پاور — 20 میگاواٹ، تعمیر کا سال — 1954۔ دنیا کا پہلا تجارتی HVDC لنک۔ 1970 میں ABB کے ذریعے توسیع کی گئی، 1986 میں ختم کر دی گئی۔

وولگوگراڈ - ڈون باس (یو ایس ایس آر) — لمبائی 400 کلومیٹر، وولٹیج — 800 kV، پاور — 750 میگاواٹ، تعمیر کا سال — 1965۔ 800 kV DC پاور لائن وولگوگراڈ — Donbass کا پہلا مرحلہ 1961 میں شروع کیا گیا تھا، جسے اس وقت پریس میں بطور ایک نوٹ کیا گیا تھا۔ سوویت الیکٹریکل انجینئرنگ کی تکنیکی ترقی میں بہت اہم مرحلہ۔ لائن کو فی الحال ختم کر دیا گیا ہے۔

VEI لیبارٹری، 1961 میں براہ راست کرنٹ لائن کے لیے ہائی وولٹیج ریکٹیفائر کی جانچ۔

ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ وولگوگراڈ کا لائن ڈایاگرام — Donbass

دیکھو: یو ایس ایس آر 1959-1962 میں برقی تنصیبات اور برقی آلات کی تصاویر

نیوزی لینڈ کے جزائر کے درمیان HVDC — لمبائی 611 کلومیٹر، وولٹیج — 270 kV، پاور — 600 میگاواٹ، تعمیر کا سال — 1965۔ 1992 کے بعد سے، ABB… وولٹیج 350 kV کی تعمیر نو۔

1977 سےاب تک تمام HVDC سسٹمز ٹھوس ریاست کے اجزاء کا استعمال کرتے ہوئے بنائے گئے ہیں، زیادہ تر معاملات میں thyristors، 1990 کی دہائی کے آخر سے IGBT کنورٹرز استعمال کیے گئے ہیں۔

فرانس اور اسپین کے درمیان ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ (HVDC) ٹرانسمیشن لائن کے لیے سیمنز کنورٹر اسٹیشن پر IGBT انورٹرز

کاہورا باسا (موزمبیق - جنوبی افریقہ) — لمبائی 1420 کلومیٹر، وولٹیج 533 kV، پاور — 1920 میگاواٹ، تعمیر کا سال 1979۔ 500 kV سے زیادہ وولٹیج کے ساتھ پہلا HVDC۔ ABB مرمت 2013-2014

Ekibastuz - Tambov (USSR) — لمبائی 2414 کلومیٹر، وولٹیج — 750 kV، پاور — 6000 میگاواٹ۔ یہ منصوبہ 1981 میں شروع ہوا۔ جب اسے کام میں لایا جائے گا تو یہ دنیا کی سب سے لمبی ٹرانسمیشن لائن ہوگی۔ سوویت یونین کے انہدام کی وجہ سے 1990 کے آس پاس تعمیراتی مقامات کو ترک کر دیا گیا تھا اور یہ لائن کبھی مکمل نہیں ہو سکی تھی۔

انٹر کنکشن فرانس اینگلیٹرے (فرانس - برطانیہ) — لمبائی 72 کلومیٹر، وولٹیج 270 kV، پاور — 2000 میگاواٹ، تعمیر کا سال 1986۔

گیزوبا - شنگھائی (چین) — 1046 کلومیٹر، 500 kV، پاور 1200 میگاواٹ، 1989۔

رہند دہلی (بھارت) — لمبائی 814 کلومیٹر، وولٹیج — 500 kV، پاور — 1500 میگاواٹ، تعمیر کا سال — 1990۔

بالٹک کیبل (جرمنی - سویڈن) — لمبائی 252 کلومیٹر، وولٹیج — 450 kV، پاور — 600 میگاواٹ، تعمیر کا سال — 1994۔

ٹین گوان (چین) — لمبائی 960 کلومیٹر، وولٹیج — 500 kV، پاور — 1800 میگاواٹ، تعمیر کا سال — 2001۔

تلچر کولار (بھارت) — لمبائی 1450 کلومیٹر، وولٹیج — 500 kV، پاور — 2500 میگاواٹ، تعمیر کا سال — 2003۔

تین گھاٹیاں - چانگ زو (چین) — لمبائی 890 کلومیٹر، وولٹیج — 500 kV، پاور — 3000 میگاواٹ، تعمیر کا سال — 2003۔ 2004 اور 2006 میں۔"تھری گورجز" HVDC ہائیڈرو الیکٹرک پلانٹ سے Huizhou اور شنگھائی تک 940 اور 1060 کلومیٹر کے لیے مزید 2 لائنیں بنائی گئیں۔

دنیا کا سب سے بڑا ہائیڈرو الیکٹرک پاور اسٹیشن، تھری گورجز، ہائی وولٹیج ڈائریکٹ کرنٹ لائنوں کے ذریعے چانگزو، گوانگ ڈونگ اور شنگھائی سے منسلک ہے۔

ژیانگ جیابا-شنگھائی (چین) - فلونگ سے فینگشیا تک لائن۔ لمبائی 1480 کلومیٹر، وولٹیج 800 kV، پاور 6400 میگاواٹ، تعمیر کا سال 2010 ہے۔

یونان - گوانگ ڈونگ (چین) — لمبائی 1418 کلومیٹر، وولٹیج — 800 kV، پاور — 5000 میگاواٹ، تعمیر کا سال — 2010۔