उच्च-वोल्टेज लाइनों के पास स्थित उपभोक्ता आमतौर पर उन लाइनों से क्यों नहीं जुड़े होते हैं, बल्कि एक उच्च-वोल्टेज लाइन से जुड़े होते हैं?


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एक विशिष्ट ग्रिड बिजली के सबस्टेशनों में बिजली पहुंचाने के लिए 110..500 किलोवॉट लाइनों का उपयोग करती है, जो कि 6..20 किलोग्राम तक कम होती है और फिर उस निचले वोल्टेज के साथ लाइनें उपभोक्ताओं को मिलती हैं, जहां अभी तक अन्य सबस्टेशन मौजूद हैं, जो अंत में उन 6-20 किलोवोल्ट्स को उपभोक्ता को कम कर देते हैं। वोल्टेज (100 या 230 वोल्ट या जो भी स्थानीय मानक है)।

उन 110..500 किलोवाल्ट लाइनें अक्सर उन क्षेत्रों से गुजरती हैं जहां वे उपभोक्ता स्थित हैं। उपभोक्ता 110 किलोवोल्ट और उपभोक्ता वोल्टेज के उत्पादन को स्वीकार करते हुए ट्रांसफार्मर के माध्यम से उन लाइनों से जुड़े हो सकते हैं। इसके बजाय उन पंक्तियों को कहीं दूर तक चलाया जाता है और फिर एक अन्य पावरलाइन कुछ कम वोल्टेज के साथ वापस चलती है और एक उपभोक्ता उत्तरार्द्ध में झुका होता है। यह एक अतिरिक्त वायरिंग है।

इस डिजाइन का कारण क्या है? निकटतम पॉवरलाइन पर उपभोक्ताओं को हुक क्यों नहीं?


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मेरा अनुमान है क्योंकि उच्चतम वोल्टेज पक्ष के लिए, स्थापना और रखरखाव दोनों के साथ सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए अधिक लागत आएगी। वे संभवतः उच्च वोल्टेज के वितरण बिंदुओं की संख्या को यथासंभव कम से कम रखने की कोशिश करते हैं। अतिरिक्त वायरिंग शायद उतना महान नहीं है, क्योंकि निचली हाई-वोल्टेज लाइन को समान क्षेत्रों में जाने के लिए वैसे भी उसी दूरी से गुजरना होगा।
CL22

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इन्सुलेशन आवश्यकताओं के नीचे एक आकार लगाने की संभावना है, जिसमें आप 110kv ट्रांसफार्मर का निर्माण नहीं कर सकते हैं, चाहे वह 11kV या 240V तक कम हो, लेकिन आपको इससे बहुत कम शक्ति की आवश्यकता है। जिसका मतलब है कि 110kv ट्रांसफॉर्मर पर काफी खर्च होगा। तो 11kv सर्किट में शामिल अतिरिक्त वायरिंग के लिए आवश्यक 110kv ट्रांसफार्मर की संख्या को कम करके भुगतान किया जाएगा।
ब्रायन ड्रमंड

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फ्रीवे के पास के घरों में अपने स्वयं के निकास और प्रवेश रैंप क्यों नहीं हैं, निवासियों को निकटतम फ्रीवे कनेक्टर तक पहुंचने के लिए कुछ अप्रासंगिक सड़कों के माध्यम से हवा देने के लिए मजबूर किया जाता है?
काज

आप 110kV पर अपने घर को संलग्न करने के लिए सिर्फ दो वायर्ड एलीगेटर क्लिप के साथ पावरलाइन पर क्यों नहीं चढ़ते हैं?
अलेक्जेंडर

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@ शांति: काम पर प्राकृतिक चयन?
ली-आंग येप

जवाबों:


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एचवी (66kV - 500kV) है ... मुश्किल से निपटने के लिए।

मैं उन कारणों से खड़खड़ाऊंगा जो मैं अपने सिर के ऊपर से सोच सकता हूं।

सभी आंकड़े जो (वज़न, डॉलर) का अनुसरण करते हैं, ऑर्डर-ऑफ-परिमाण guesstimates हैं।

मंजूरी

एक उदाहरण के रूप में 220kV का उपयोग करते हैं। ऑस्ट्रेलियाई एचवी सबस्टेशन मानक 2067 एएस 220kV उपकरण के लिए आवश्यक निम्नलिखित मंजूरी को नामित करता है:

  • पृथ्वी पर चरण - 2100 मिमी। यही है, कोई 220kV कंडक्टर किसी भी पृथ्वी के कंडक्टर के 2 मीटर के भीतर हो सकता है (जैसे, एक ट्रांसफॉर्मर टैंक, या एक स्टील पोल।) संपादित करें: वास्तव में, मुझे यहां गैर फ्लैशओवर दूरी (एन) उद्धृत करना चाहिए था।
  • चरण-टू-क्लियरेंस - 2,415 मिमी। यही है, 220kV हवाई कंडक्टर हर समय कम से कम 2.4 मीटर अलग होना चाहिए।
  • क्षैतिज सुरक्षा निकासी - 4,125 मिमी। सभी जीवित भाग किसी भी सतह पर कम से कम 4,125 मिमी होना चाहिए, जिस पर कोई व्यक्ति खड़ा हो सकता है।
  • ऊर्ध्वाधर सुरक्षा निकासी - 3,565 मिमी।

जो कहना है कि 'कॉम्पैक्ट' 220kV सबस्टेशन जैसी कोई चीज नहीं है। (खैर, वहाँ है, गैस-अछूता स्विचगियर पर आधारित सबस्टेशन बहुत कॉम्पैक्ट हो सकते हैं, लेकिन आप बहुत अधिक लागत जानना नहीं चाहते हैं।)

220kV सबस्टेशन के लिए न्यूनतम आकार, आवश्यक उपकरण और इन सभी मंजूरियों को बनाए रखने के लिए, कम से कम 20 मीटर × 20 मीटर वर्ग, यानी भूमि के उपनगरीय ब्लॉक का आकार।

इसमें कम से कम 4 मीटर ऊंची संरचनाएं भी होंगी, जो उपनगरीय परिदृश्य में मिश्रण करना मुश्किल है।

लोगों को सीधे विद्युतीकृत होने से रोकने के लिए आवश्यक उपर्युक्त मंजूरी के अलावा, आपको इसके साथ संघर्ष भी करना होगा -

  • आग सुरक्षा त्रिज्या के मामले में एक ट्रांसफार्मर 10,000 लीटर इन्सुलेट तेल गिराता है और आग पकड़ता है। मेमोरी से, कम से कम 10 मीटर।
  • विद्युत विस्फोट के मामले में त्रिज्या। 'उत्तरजीवी' दूसरी डिग्री के जलने के लिए विशिष्ट दहलीज त्रिज्या कुछ ऊर्जावान प्रकार के दोषों के लिए 10 मीटर से अधिक हो सकती है। निश्चित रूप से इस दायरे में किसी भी नागरिक आवास की अनुमति नहीं है।

सुरक्षा

220kV नेटवर्क पर एक गलती को तेजी से साफ किया जाना चाहिए, या यह पूरे ग्रिड को एक अस्थिर स्थिति (यानी ब्लैकआउट) में चलाएगा। ब्लैकआउट से बचने के लिए 'महत्वपूर्ण गलती समाशोधन समय' आमतौर पर 1 सेकंड से बहुत कम है।

संरक्षण की इस उच्च गति को सुनिश्चित करने के लिए बहुत महंगी सुरक्षा योजनाएं (ऑप्टिक फाइबर पायलटों के साथ लाइन अंतर, दूरी संरक्षण) का उपयोग किया जाता है। इन सुरक्षा योजनाओं को 220kV लाइन के प्रत्येक टर्मिनल पर स्थापित किया जाना चाहिए।

एक बार जब हम लागत के लिए खाते -

  • 220kV सर्किट ब्रेकर - प्रत्येक के बारे में $ 200,000, सबस्टेशन के लिए न्यूनतम तीन आवश्यक - इनकमिंग / आउटगोइंग सर्किट के लिए दो सबस्टेशन से पहले जारी है, और टी-ऑफ = $ 600,000 के लिए एक
  • तीन-चरण के संरक्षण के दो सेट वर्तमान ट्रांसफार्मर ने 220kV का मूल्यांकन किया, और "पर्याप्त" निरंतर एम्प्स - लगभग 50,000 डॉलर एक सेट (बॉलपार्क) = $ 100,000
  • संरक्षण रिले के दो सेट - प्रत्येक एक निरर्थक डुप्लिकेट के साथ - लगभग $ 20,000 प्रत्येक = $ 80,000। (नोट: डुप्लिकेट "X" और "Y" संरक्षण HV सबस्टेशन के लिए मानक है।)

... हम सबस्टेशन के अनुसार, प्रति सुरक्षा उपकरण में $ 780,000 तक हैं। और हमने ट्रांसमिशन लाइन टर्मिनेशन हार्डवेयर, सर्ज डायवर्टर, बसबार, सपोर्ट स्ट्रक्चर, अर्थवर्क, फेंसिंग, कंक्रीट, कंट्रोल पीएलसी, कंट्रोल हट को खरीदना भी शुरू नहीं किया है।

(22kV वितरण ट्रांसफार्मर संरक्षण की तुलना करें, जो आमतौर पर तीन-चरण निष्कासन ड्रॉपआउट फ़्यूज़ का एक सेट है, कुल मिलाकर शायद 2,000 से अधिक हो।)

ट्रान्सफ़ॉर्मर

220kV ट्रांसफार्मर बड़े होते हैं, जो फ़्लैशओवर को रोकने के लिए उनके अंदर आवश्यक सभी इन्सुलेशन की मात्रा के अनुसार होते हैं। "छोटे" 220kV ट्रांसफार्मर जैसी कोई चीज नहीं है - मैंने जो सबसे छोटा देखा है वह 60 एमवीए रेटेड है और इसका वजन 10 टन है।

कंट्रास्ट ठेठ पोल-टॉप ट्रांसफार्मर 22 / 0.415kV जो 500kVA या उससे कम रेट किए जाते हैं। वजन महत्वपूर्ण है क्योंकि एक लकड़ी के खंभे के ऊपर आपके पास अधिकतम सीमा हो सकती है। मैं कोई संरचनात्मक इंजीनियर नहीं हूं, लेकिन आप निश्चित रूप से एक टन से अधिक कुछ भी नहीं करना चाहते हैं।


क्या यह पर्याप्त कारण हैं?


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(मुझे इस उत्तर को लिखते समय "पवित्र बकवास, यह पागल है " की कई लहरों को दबाना पड़ा । अच्छी तरह से पूछा गया।)
ली-आंग येप

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एक अतिरिक्त (बड़े पैमाने पर) लागत: रखरखाव। एचवी स्विचगियर बहुत विश्वसनीय है, इसलिए आपको केवल हर 3, 5 या 10 साल में चीजों की जांच करने की आवश्यकता हो सकती है, लेकिन ऐसा करना खूनी महंगा है (खासकर अगर काम लाइव नहीं किया जा सकता है)। परिमाण के एक आदेश को जोड़ने से अधिक उपसमुच्चय टूटे हुए उपयोगिताओं को भेजेगा।
सपि

जिज्ञासा से बाहर, जीआईएस सबस्टेशन की लागत कितनी है?
l46kok

@ l46kok: मैं जीआईएस खरीदने के साथ कभी शामिल नहीं हुआ, इसलिए मुझे नहीं पता कि इसकी लागत कितनी है, बिल्कुल। मुझे पता है कि इसमें एक मूल्य प्रीमियम शामिल है। और असफल होने के लिए कई और अधिक चलती भागों।
ली-आंग येप

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पुनश्च: हम आपके द्वारा वर्णित प्रकार के 'कैपेसिटिव रोड़े' का उपयोग करते हैं - उन्हें 'कैपेसिटिव वोल्टेज ट्रांसफॉर्मर' कहा जाता है और हम उन्हें लाइन पर वोल्टेज को मापने के लिए उपयोग करते हैं। वे असफल होते हैं, और सामान्य विफलता मोड उच्च गति में बड़े टुकड़ों में विस्फोट करना है। ऐसा कुछ नहीं जो आप लोगों के बैक यार्ड में चाहते हैं।
ली-आंग येप

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एक प्रमुख कारण यह है कि ये रेखाएं लंबी दूरी के संचरण और बड़े ग्रिडों को आपस में जोड़ने के लिए हैं।

एक राजमार्ग की कल्पना करो। ज्यादातर वे निर्मित क्षेत्रों में हर कुछ मील से बाहर निकलते हैं, और कभी-कभी विशेष रूप से अजीब मामलों में एक मील से भी अधिक बार, लेकिन सबसे अधिक बिंदु के लिए उन्हें लंबी दूरी से तेज, कुशल यात्रा की अनुमति देने का इरादा होता है। हालांकि राजमार्गों के पास स्पष्ट रूप से घर और व्यवसाय हैं, यदि प्रत्येक के पास अपना स्वयं का onramp और offramp था, तो न केवल बुनियादी ढांचे के संसाधन महत्वपूर्ण होंगे, बल्कि हर बार जब आपको एक onramp या offramp की समस्या होती है, जो एक अनुभाग या लेन को बंद करती है फ्रीवे की अवधि के दौरान आप कई, कई और लोगों को प्रभावित करते हैं।

यदि आप अधिक सबस्टेशनों का निर्माण शुरू करते हैं तो आप सबस्टेशन के मुद्दों के कारण ट्रांसमिशन लाइन के लिए डाउन-टाइम के जोखिम को बढ़ाते हैं।

इसके अलावा, छोटे ग्रिड वास्तव में स्विच के साथ कई बड़े ग्रिड से जुड़े होते हैं, जो तब स्विच के साथ कभी-कभी एक से अधिक ट्रांसमिशन लाइन से जुड़े होते हैं। यह किसी भी दी गई लाइन या ग्रिड पर समस्या को हल करने की अनुमति देता है, और बिजली की हानि के परिणामस्वरूप समस्या का स्थानीयकरण किया जाता है। ट्रांसमिशन लाइनों को काम करना और मरम्मत करना कठिन और अधिक महंगा है, और राष्ट्रीय विद्युत ग्रिड के लिए महत्वपूर्ण आधारभूत संरचना है। जब पावर प्लांट किसी कारण से ऑफ़लाइन हो जाते हैं, तो पावर प्लांट बहुत दूर इन लाइनों के कारण सुस्त हो सकते हैं।

अंत में, विद्युत रूप से वे बिजली के सबसे कुशल संचरण के लिए संतुलित चरण हैं। व्यक्तिगत सबस्टेशन और ग्रिड को डिज़ाइन किया गया है ताकि बिजली का कारक होसंभव के रूप में 1 के करीब है। कम बिजली कारकों के कारण लाइनों और ट्रांसफार्मर में ऊर्जा की हानि होती है, जिसके लिए अधिक पर्याप्त कंडक्टर की आवश्यकता होती है। ये लाइनें खराब मिलान वाले एसी लोड के लिए नहीं हैं। औद्योगिक ग्राहक जो उच्च वोल्टेज लाइनों से जुड़ते हैं, उन्हें अक्सर पावर फैक्टर सुधार को जोड़ना पड़ता है यदि उनके पौधे ठीक से संतुलित नहीं होते हैं। एक घर या पड़ोस को एक ट्रांसमिशन लाइन से सीधे कनेक्ट करने से उन्हें सबस्टेशन में और भी अधिक निवेश की आवश्यकता होगी, ताकि ट्रांसमिशन लाइनें अप्रभावित रहें। अन्य उच्च वोल्टेज लाइनें गरीब ग्राहक कारक के साथ बहुत सारे ग्राहकों का विलय करती हैं, लेकिन छोटे औद्योगिक उपयोगकर्ताओं (बहुत सारी मोटरों) को घरेलू उपयोगकर्ताओं (बहुत सारी स्विचिंग बिजली की आपूर्ति) के साथ मिलाकर, सबस्टेशन बहुत कम लागत और छोटी सुविधाओं के लिए शक्ति कारक को संतुलित कर सकते हैं। ।

वे वास्तव में छोटे उपभोक्ताओं के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं।


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सोचिए अगर हमने वास्तव में ऐसा किया है, और हमारे पास बिजली की लाइनें पड़ोस या बगल से होकर गुजरती हैं, और हर घर एक सबस्टेशन के बजाय इन बिजली लाइनों से सीधे जुड़ा हुआ है, तो यह बहुत मूर्खतापूर्ण होगा

मैंने यह दिखाने के लिए एक तस्वीर खींची कि यह कितना मूर्खतापूर्ण हो सकता है:

बहुत से तारों के साथ बिजली लाइन की मूर्खतापूर्ण तस्वीर

सौभाग्य से, Swedes ने मेरे ड्राइंग कौशल की तुलना में कहीं बेहतर चीजों का निर्माण किया:

हजारों फोन तारों को निकटता में

वे तार के तार हैं, वे तारों (और आस-पास के लोगों) से होने वाली भयानक भयानक चीजों के बिना कुछ करीब पहुंच सकते हैं।

अब कल्पना कीजिए कि वे केबल हैवी ड्यूटी पावर लाइन केबल हैं। कल्पना कीजिए कि आप उन्हें इतनी सघनता से पैक नहीं कर सकते थे और प्रत्येक पंक्ति को अलग-अलग मंजूरी देनी थी। कल्पना करें कि जब टॉवर ब्लॉक और अपार्टमेंट की इमारतें सीधी रेखा को ब्लॉक करती हैं, तो अतिरिक्त संरचनाओं को सभी अतिरिक्त केबल बिछाने और उस स्थान पर रखने के लिए आवश्यक वजन और तनाव का समर्थन करने के लिए अतिरिक्त समर्थन की कल्पना करें।

प्रभाव की कल्पना करें कि इन सभी भारी शुल्क वाले उच्च वोल्टेज केबलों का स्वागत और रेडियो प्रसारण, और हर घर के लिए कई सूक्ष्म सबस्टेशन हैं।

मैंने एक और चित्र खींचा, यह एक छोटा सा गाँव है जहाँ आस-पास बिजली की लाइनें हैं:

गाँव और बिजली की लाइनें

हम सबसे अधिक बिजली लाइनों को दफन कर सकते हैं, लेकिन यह बहुत खतरनाक बिजली लाइनों को बिछाने के लिए खुदाई है, यह सब बहुत महंगा होने वाला है (जो पहले से ही है)।

एक साधारण समाधान कई आसन्न घरों के लिए एक केबल और सबस्टेशन साझा करने के लिए होगा। निर्माण लागत पर बचत और केबलों की संख्या को कम करते हुए पूरे आकार के स्टेशनों को समर्थन देने के लिए पर्याप्त आकार के स्टेशन काफी सस्ते होंगे। यह सब परिचित लग रहा है ...


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मैं अधिक सोच रहा हूं कि यह सिस्टम सुरक्षा के कारण है। यदि आप ट्रांसमिशन को टैप करते हैं और सफलतापूर्वक इसे अपने हाउस-होल्ड वोल्टेज पर ले जाते हैं, तो यह उपयोगिता के लिए बहुत महंगा होगा यदि आपके स्थान पर कोई गलती होती है।

इसके अलावा केंद्रीय ट्रांसफार्मर, और मुख्य ट्रांसमिशन लाइन की सुरक्षा के लिए एक केंद्रीय प्रणाली का होना प्रभावी है। इसके अलावा ट्रांसफार्मर की लागत लगभग 69Kv, 138Kv से ट्रांसमिशन लाइन वोल्टेज को कम करने के लिए, और इसी तरह, 120V को आगे बढ़ाने के लिए महंगा होगा।

इसलिए इसका तकनीकी और आर्थिक दोनों तरह का फ़ायदा है जैसा कि आज है।


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मुझे लगता है कि यह इसलिए है क्योंकि एक उच्च वोल्टेज लाइन का मुख्य लक्ष्य ट्रांसमिशन है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उच्च वोल्टेज पर I2R की वजह से खोई गई बिजली लो वोल्टेज (समान पावर [W], उच्च वोल्टेज => लोअर करंट) का उपयोग करने से कम होती है

इसके अलावा, आप एक ट्रांसफॉर्मर, शायद 500 / 0.4 केवी का उपयोग करके उच्च वोल्टेज लाइन से कनेक्ट कर सकते हैं, यह अस्वीकार्य रूप से समीचीन होगा।


यह अस्वीकार्य रूप से महंगा क्यों होगा?
शार्प्यूट

क्योंकि 500 ​​केवी का ट्रांसफार्मर बहुत महंगा है, कम भार में सोचता है, उदाहरण के लिए, एक निबोरहुड, जिसके लिए 100 केवीए की आवश्यकता हो सकती है। आमतौर पर, 500kV पावर ट्रांसफार्मर 150 MVA (= 150,000 kVA) से अधिक की शक्ति के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जो कि सबसे कम $ / kVA संबंध तक पहुंचने के लिए है। आम तौर पर, विद्युत मशीनों के लिए, कुल लागतों में से एक मुख्य हिस्सा अलगाव आवश्यकताओं के कारण होता है। इसलिए, उच्च वोल्टेज स्तर है उच्च लागत है।
ब्रूनो वाई
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