एकल-चरण विद्युत शक्ति

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, एकल-चरण विद्युत शक्ति (संक्षिप्त 1φ) एक प्रणाली का उपयोग करके कुछ बड़े इलेक्ट्रिक मोटर्स के साथ प्रत्यावर्ती विद्युत शक्ति का वितरण है जिसमें आपूर्ति के सभी वोल्टेज एकसमान में भिन्न होते हैं। एकल-चरण वितरण का उपयोग तब किया जाता है जब लोड ज्यादातर कुछ बड़े इलेक्ट्रिक मोटर्स के साथ प्रकाश और ताप होते हैं। एक प्रत्यावर्ती धारा विद्युत मोटर से जुड़ी एकल-चरण आपूर्ति एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न नहीं करती है; सिंगल-फेज मोटरों को प्रांरम्भ करने के लिए अतिरिक्त परिपथ की आवश्यकता होती है (कैपेसिटर स्टार्ट मोटर), और ऐसी मोटरें रेटिंग में 10 kW से ऊपर असामान्य होती हैं।

चूंकि एकल चरण प्रणाली का वोल्टेज प्रत्येक चक्र में दो बार चरम मूल्य तक पहुंचता है, इसलिए तात्कालिक शक्ति स्थिर नहीं होती है।

एकल-चरण बिजली प्रणालियों की मानक उपयोगिता आवृत्ति या तो 50 या 60 हेटर्स है। इलेक्ट्रिक रेलवे को बिजली देने के लिए विशेष एकल-चरण कर्षण शक्ति नेटवर्क 16.67 Hz या अन्य आवृत्तियों पर काम कर सकते हैं।

इतिहास
एकल चरण बिजली संचरण को विकसित होने में कई साल लग गए। प्रारंभिक घटनाक्रम 19वीं सदी के पेरिस के वैज्ञानिक हिप्पोलीटे पिक्सी के प्रारंभिक आवर्तित्र आविष्कारों पर आधारित थे, जिन्हें बाद में 1880 के दशक में लॉर्ड केल्विन और अन्य लोगों द्वारा विस्तारित किया गया था। 1886 में वेस्टिंगहाउस से वित्तीय सहायता के साथ विलियम स्टेनली द्वारा एकल चरण प्रत्यावर्ती धारा पर आधारित पहला पूर्ण एसी पावर सिस्टम बनाया गया था। 1897 में, एकल चरण बिजली संचरण के लिए प्रयोग प्रांरम्भ हुए हैं।

अनुप्रयोग
उत्तरी अमेरिका में, लगभग 100 केवीए (240 वोल्ट पर 417 एम्पीयर) तक की सेवाओं वाले व्यक्तिगत आवासों और छोटे व्यावसायिक भवनों में सामान्यतः विभाजित-चरण विद्युत शक्ति होती है, तीन-तार एकल-चरण वितरण ग्रामीण क्षेत्रों में, विशेष रूप से जहां मोटर भार कम और असामान्य होता है। ग्रामीण क्षेत्रों में जहां तीन चरण की आपूर्ति उपलब्ध नहीं है, किसान या परिवार जो तीन चरण मोटर का उपयोग करना चाहते हैं, वे चरण कनवर्टर स्थापित कर सकते हैं। बड़े उपभोक्ताओं जैसे बड़ी इमारतों, शॉपिंग सेंटरों, कारखानों, कार्यालय ब्लॉकों और बहु-इकाई अपार्टमेंट ब्लॉकों में तीन चरण की सेवा होगी। शहरों के घनी आबादी वाले क्षेत्रों में, कई ग्राहकों के साथ नेटवर्क बिजली वितरण का उपयोग किया जाता है और सैकड़ों या हजारों केवीए प्रदान करने के लिए जुड़े कई आपूर्ति ट्रांसफार्मर, कुछ सौ वर्ग मीटर से अधिक भार केंद्रित होता है।

हाई-पावर सिस्टम, सैकड़ों किलोवोल्ट-एम्पीयर या बड़े, लगभग हमेशा तीन-चरण होते हैं। एकल-चरण के रूप में सामान्य रूप से उपलब्ध सबसे बड़ी आपूर्ति विद्युत उपयोगिता के मानकों के अनुसार भिन्न होती है। यूनाइटेड किंगडम में एकल-चरण घरेलू आपूर्ति को 100 A या 125 A का दर्जा दिया जा सकता है, जिसका अर्थ है कि घरेलू या छोटे व्यावसायिक वातावरण में तीन-चरण की बहुत कम आवश्यकता है। यूरोप के बाकी हिस्सों में परंपरागत रूप से एकल चरण की आपूर्ति के आकार पर बहुत छोटी सीमाएं होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप घरों को भी तीन-चरण (शहरी क्षेत्रों में तीन-चरण आपूर्ति नेटवर्क के साथ) की आपूर्ति की जाती है।

यदि 240-वोल्ट सिस्टम के लिए डिज़ाइन किए गए ताप उपकरण 208-वोल्ट आपूर्ति के दो चरणों से जुड़े हैं, तो यह अपने रेटेड ताप प्रभाव का केवल 75% ही उत्पन्न करता है। एकल-चरण मोटर्स में 208-वोल्ट या 240-वोल्ट आपूर्ति पर उनके उपयोग की अनुमति देने के लिए नल (टैप) हो सकते हैं।

एकल-चरण लोड को सीधे तीन-चरण वितरण ट्रांसफार्मर से दो तरीकों से संचालित किया जा सकता है: एक चरण और तटस्थ तार के बीच या दो चरणों के बीच संबंध द्वारा होता है। ये दोनों दिए गए सप्लाई से अलग-अलग वोल्टेज देते हैं। उदाहरण के लिए, 120/208 तीन-चरण प्रणाली पर, जो उत्तरी अमेरिका में आम है, चरण-से-तटस्थ वोल्टेज 120 वोल्ट है और चरण-से-चरण वोल्टेज 208 वोल्ट है। यह सिंगल-फेज लाइटिंग को फेज-टू-न्यूट्रल कनेक्ट करने की अनुमति देता है।

रेलवे विद्युतीकरण प्रणाली के लिए एकल-चरण बिजली का उपयोग किया जा सकता है; नेकरवेस्टइम परमाणु ऊर्जा संयंत्र में दुनिया का सबसे बड़ा एकल-चरण जनरेटर, एक समर्पित कर्षण बिजली नेटवर्क पर एक रेलवे प्रणाली की आपूर्ति करता है।

ग्राउंडिंग
सामान्यतः एक तीसरा कंडक्टर, का उपयोग बिजली के झटके से सुरक्षा के रूप में किया जाता है, जिसे जमीन और तटस्थ (या सेफ्टी ग्राउंड) (यू.एस.) या प्रोटेक्टिव अर्थ (यूके, यूरोप, आईईसी) कहा जाता है, और सामान्यतः परिपथ में खराबी होने पर ही महत्वपूर्ण धारा प्रवाहित होती है। कई अलग-अलग अर्थिंग प्रणाली उपयोग में हैं। कुछ चरम ग्रामीण क्षेत्रों में सिंगल-वायर अर्थ रिटर्न डिस्ट्रीब्यूशन का उपयोग किया जाता है।

विभाजित करना
एकल-चरण को कभी-कभी घरेलू उपकरणों और प्रकाश व्यवस्था के लिए विभाजित-चरण विद्युत शक्ति बनाने के लिए द्वितीयक वाइंडिंग पर वितरण ट्रांसफार्मर में आधे में विभाजित किया जाता है।

यह भी देखें

 * सिंगल-वायर अर्थ रिटर्न
 * दो-चरण विद्युत शक्ति
 * तीन चरण विद्युत शक्ति