मुख्य बिजली

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मुख्य बिजली या उपयोगिता शक्ति, पावर ग्रिड, घरेलू बिजली, और दीवार की शक्ति, या, कनाडा के कुछ हिस्सों में, हाइड्रो, एक सामान्य प्रयोजन प्रत्यावर्ती धारा (एसी) विद्युत बिजली की आपूर्ति है। यह विद्युत शक्ति का वह रूप है जो विश्व के अनेक भागों में विद्युत ग्रिड के माध्यम से घरों और व्यवसायों तक पहुँचाया जाता है। लोग इस बिजली का उपयोग रोजमर्रा की वस्तुओं (जैसे घरेलू उपकरण, टीवी और लैंप) को दीवार के आउटलेट में प्लग करके बिजली देने के लिए करते हैं।

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विश्व मानचित्र प्रत्येक देश में मुख्य बिजली (2017 तक) तक पहुंच के साथ जनसंख्या का प्रतिशत दिखाता है, विद्युतीकरण की सीमा का एक उपाय।[1]
  80–100%
  60–80%
  40–60%
  20–40%
  0–20%

विद्युत शक्ति का वोल्टेज और आवृत्ति क्षेत्रों के बीच भिन्न होता है। दुनिया के अधिकांश हिस्सों में, 230 वोल्ट का एक वोल्टेज (नाममात्र) और 50 हर्ट्ज की आवृत्ति का उपयोग किया जाता है। उत्तरी अमेरिका में, सबसे आम संयोजन 120 वी और 60 हर्ट्ज की आवृत्ति है। अन्य संयोजन मौजूद हैं, उदाहरण के लिए, 60 हर्ट्ज पर 230 वी। यात्रियों के पोर्टेबल उपकरण बाहरी बिजली की आपूर्ति से निष्क्रिय या क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। विभिन्न क्षेत्रों में गैर-परिवर्तनीय प्लग और सॉकेट असंगत वोल्टेज और आवृत्ति आवश्यकताओं वाले उपकरणों के आकस्मिक उपयोग से कुछ सुरक्षा प्रदान करते हैं।

शब्दावली

एक दीवार सॉकेट (मुख्य) से जुड़ा एक टेबल लैंप

अमेरिका में, साधन विद्युत शक्ति को उपयोगिता शक्ति, घरेलू बिजली, घरेलू बिजली, घर की वर्तमान, बिजली लाइन, घरेलू बिजली, दीवार की शक्ति, लाइन शक्ति, एसी बिजली, शहर की शक्ति, सड़क की शक्ति और 120 (एक) सहित कई नामों से जाना जाता है। बीस) ।

यूके में, मुख्य विद्युत शक्ति को आम तौर पर मुख्य के रूप में संदर्भित किया जाता है। कनाडा में आधी से अधिक बिजली पनबिजली है, और मुख्य बिजली को अक्सर देश के कुछ क्षेत्रों में पनबिजली कहा जाता है। यह वर्तमान और ऐतिहासिक बिजली उपयोगिताओं जैसे हाइड्रो-क्यूबेक, ईसा पूर्व हाइड्रो , मैनिटोबा हाइड्रो, और हाइड्रो वन (ओंटारियो हाइड्रो के टूटने से उत्पन्न संस्थाओं में से एक) के नामों में भी परिलक्षित होता है। यद्यपि न्यूफाउंडलैंड और लैब्राडोर हाइड्रो नामक एक इकाई है, वह कंपनी मुख्य रूप से एक जलविद्युत जनरेटर है, हालांकि यह सीधे लैब्राडोर और न्यूफाउंडलैंड और लैब्राडोर के कुछ अन्य हिस्सों में भी ग्राहकों की सेवा करती है। न्यूफ़ाउंडलैंड (द्वीप) पर अधिकांश ग्राहक न्यूफाउंडलैंड पावर को अपने सेवा प्रदाता के रूप में डील करते हैं, और इस प्रकार उस प्रांत में बिजली को आमतौर पर केवल बिजली कहा जाता है।[2]


पावर सिस्टम

For a list of voltages, frequencies, and wall plugs by country, see Mains electricity by country.

दुनिया भर में, घरेलू और हल्के वाणिज्यिक बिजली के उपकरणों और प्रकाश व्यवस्था के संचालन के लिए देश में कई अलग-अलग मेन बिजली पाई जाती हैं। विभिन्न प्रणालियों को मुख्य रूप से उनकी विशेषता है

ये सभी पैरामीटर क्षेत्रों के बीच भिन्न होते हैं। वोल्टेज आमतौर पर 100-240 वोल्ट (हमेशा वर्गमूल औसत का वर्ग वोल्टेज के रूप में व्यक्त) की सीमा में होते हैं। आमतौर पर उपयोग की जाने वाली दो आवृत्तियाँ 50 हेटर्स ़ और 60 हर्ट्ज़ हैं। एकल-चरण विद्युत शक्ति | एकल-चरण या तीन-चरण विद्युत शक्ति | तीन-चरण शक्ति आज सबसे अधिक उपयोग की जाती है, हालांकि 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में दो-चरण प्रणाली का उपयोग किया गया था। बड़े औद्योगिक संयंत्रों या विदेशी सैन्य ठिकानों जैसे विदेशी परिक्षेत्रों में आसपास के क्षेत्रों से भिन्न मानक वोल्टेज या आवृत्ति हो सकती है। कुछ शहर क्षेत्र आसपास के ग्रामीण इलाकों (जैसे लीबिया में) से भिन्न मानकों का उपयोग कर सकते हैं। अराजकता की प्रभावी स्थिति वाले क्षेत्रों में असंगत निजी स्रोतों द्वारा प्रदान की जाने वाली विद्युत शक्ति के साथ कोई केंद्रीय विद्युत प्राधिकरण नहीं हो सकता है।

वोल्टेज और उपयोगिता आवृत्ति के कई अन्य संयोजन पहले उपयोग किए जाते थे, जिसमें 25 Hz और 133 Hz के बीच की आवृत्ति और 100 V से 250 V के वोल्टेज होते थे। प्रत्यक्ष धारा (DC) को सार्वजनिक बिजली प्रणालियों में प्रत्यावर्ती धारा (AC) द्वारा विस्थापित कर दिया गया है, लेकिन DC 20वीं शताब्दी के अंत तक विशेष रूप से कुछ शहरी इलाकों में इस्तेमाल किया गया था। IEC 60038 में सूचीबद्ध 230 V/50 Hz और 120 V/60 Hz के आधुनिक संयोजन, 20वीं सदी के पहले कुछ दशकों में लागू नहीं हुए थे और अभी भी सार्वभौमिक नहीं हैं। तीन-चरण विद्युत शक्ति वाले औद्योगिक संयंत्र | तीन-चरण की शक्ति में बड़े उपकरण (और विभिन्न सॉकेट और प्लग) के लिए अलग, उच्च वोल्टेज स्थापित होंगे, लेकिन यहाँ सूचीबद्ध सामान्य वोल्टेज अभी भी प्रकाश और पोर्टेबल उपकरण के लिए मिलेंगे।

बिजली के सामान्य उपयोग

बिजली का उपयोग प्रकाश, हीटिंग, कूलिंग, इलेक्ट्रिक मोटर्स और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए किया जाता है। अमेरिकी ऊर्जा सूचना प्रशासन (ईआईए) ने प्रकाशित किया है:

2021 में प्रमुख अंत उपयोगों द्वारा अमेरिकी आवासीय क्षेत्र की बिजली खपत[3]

End use Petajoules
(Terawatt-hours) 		Share of
total
Space cooling 850 (235) 15%
Space heating 750 (207) 14%
Water heating 630 (176) 12%
Refrigeration 310 (87) 6%
Clothes dryers 230 (64) 4%
Lighting 210 (59) 4%
Televisions and related equipment1 200 (56) 4%
Computers and related equipment2 130 (36) 2%
Furnace fans and boiler circulation pumps 86 (24) 2%
Freezers 72 (20) 1%
Cooking 58 (16) 1%
Clothes washers3 40 (11) 1%
Dishwashers3 29 (8) 1%
Other uses4 1,900 (520) 34%
Total consumption 5,470 (1,519) 100%
1 इसमें टेलीविज़न, सेट-टॉप बॉक्स, होम थिएटर सिस्टम, DVD प्लेयर और वीडियो गेम कंसोल शामिल हैं।
2 डेस्कटॉप और लैपटॉप कंप्यूटर, मॉनिटर और नेटवर्किंग उपकरण शामिल हैं।
3 पानी गर्म करना शामिल नहीं है।
4 इसमें छोटे बिजली के उपकरण, हीटिंग तत्व, बाहरी रोशनी, बाहरी ग्रिल, पूल और स्पा हीटर, बैकअप बिजली जनरेटर और ऊपर सूचीबद्ध नहीं की गई मोटरें शामिल हैं। इलेक्ट्रिक वाहन चार्जिंग शामिल नहीं है।

कंप्यूटर या टीवी सेट जैसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आमतौर पर डिवाइस को पावर देने के लिए एसी टू डीसी कन्वर्टर या एसी अनुकूलक का उपयोग करते हैं। यह अक्सर वोल्टेज की एक विस्तृत श्रृंखला और दोनों सामान्य बिजली आवृत्तियों के साथ संचालन करने में सक्षम होता है। अन्य एसी अनुप्रयोगों में आमतौर पर बहुत अधिक प्रतिबंधित इनपुट रेंज होती हैं।

बिल्डिंग वायरिंग

See also: Electrical wiring

पोर्टेबल उपकरण प्रत्येक आउटलेट पर दो या तीन वायर्ड संपर्कों के साथ एकल-चरण विद्युत शक्ति का उपयोग करते हैं। डिवाइस को संचालित करने के लिए दो तार (तटस्थ और लाइव / सक्रिय / गर्म) चालू होते हैं।[4][5] एक तीसरा तार, जो हमेशा मौजूद नहीं होता है, उपकरण केस के प्रवाहकीय भागों को अर्थ ग्राउंड से जोड़ता है। यह उपयोगकर्ताओं को बिजली के झटके से बचाता है यदि जीवित आंतरिक भाग गलती से मामले से संपर्क करते हैं।

Further information: Ground and neutral

उत्तरी और मध्य यूरोप में, आवासीय विद्युत आपूर्ति आमतौर पर 400 V तीन-चरण विद्युत शक्ति होती है, जो किसी एकल चरण और तटस्थ के बीच 230 V देती है; हाउस वायरिंग तीन-चरण और एकल-चरण सर्किट का मिश्रण हो सकता है, लेकिन यूके में तीन-चरण आवासीय उपयोग दुर्लभ है। उच्च-शक्ति वाले उपकरण जैसे कि रसोई रसोई का चूल्हा, वॉटर हीटर और घरेलू बिजली के भारी उपकरण जैसे लॉग स्प्लिटर्स की आपूर्ति 400 V तीन-चरण बिजली आपूर्ति से की जा सकती है।

घरेलू एसी पावर प्लग और सॉकेट्स में समाप्त होने वाले लचीले केबलों के माध्यम से छोटे पोर्टेबल विद्युत उपकरण बिजली आपूर्ति से जुड़े होते हैं, जो एक निश्चित रिसेप्टेक (सॉकेट) में डाला जाता है। बड़े घरेलू बिजली के उपकरण और औद्योगिक उपकरण को स्थायी रूप से भवन की स्थिर वायरिंग से जोड़ा जा सकता है। उदाहरण के लिए, उत्तरी अमेरिकी घरों में एक विंडो-माउंटेड सेल्फ-कंटेन्ड एयर कंडीशनर यूनिट एक दीवार प्लग से जुड़ी होगी, जबकि पूरे घर के लिए सेंट्रल एयर कंडीशनिंग स्थायी रूप से वायर्ड होगी। बड़े औद्योगिक और मल्टीफ़ेज़ पावर प्लग और सॉकेट का उपयोग उन औद्योगिक उपकरणों के लिए किया जाता है जिनमें बड़ी धाराएँ, उच्च वोल्टेज या तीन चरण की विद्युत शक्ति होती है।

परिपथ वियोजक और फ्यूज (विद्युत) का उपयोग लाइन और न्यूट्रल या ग्राउंड वायर के बीच शार्ट सर्किट का पता लगाने के लिए किया जाता है या ओवरहीटिंग और संभावित आग को रोकने के लिए तारों की तुलना में अधिक करंट को संभालने (अधिभार संरक्षण) के लिए रेट किया जाता है। ये सुरक्षात्मक उपकरण आमतौर पर एक केंद्रीय पैनल में लगे होते हैं - आमतौर पर एक वितरण बोर्ड या उपभोक्ता इकाई - एक इमारत में, लेकिन कुछ वायरिंग सिस्टम सॉकेट या प्लग के भीतर एक सुरक्षा उपकरण भी प्रदान करते हैं। अवशिष्ट-वर्तमान डिवाइस, जिन्हें ग्राउंड-फॉल्ट सर्किट इंटरप्टर्स और उपकरण लीकेज करंट इंटरप्टर्स के रूप में भी जाना जाता है, का उपयोग ग्राउंड फॉल्ट्स का पता लगाने के लिए किया जाता है - न्यूट्रल और लाइन वायर (जैसे ग्राउंड वायर या एक व्यक्ति) के अलावा करंट का प्रवाह। जब ग्राउंड फॉल्ट का पता चलता है, तो डिवाइस जल्दी से सर्किट को काट देता है।

वोल्टेज स्तर

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मुख्य वोल्टेज और आवृत्तियों का विश्व मानचित्र, देश स्तर पर सरलीकृत

दुनिया की ज़्यादातर आबादी (यूरोप, अफ्रीका, एशिया, ऑस्ट्रेलिया, न्यूज़ीलैंड और ज़्यादातर दक्षिण अमेरिका) ऐसी आपूर्ति का इस्तेमाल करती हैं जो 230 वोल्ट के 6% के अंदर है। यूनाइटेड किंगडम और ऑस्ट्रेलिया में[6] इस तथ्य को समायोजित करने के लिए नाममात्र आपूर्ति वोल्टेज 230 V +10%/−6% है कि अधिकांश ट्रांसफार्मर वास्तव में अभी भी 240 V पर सेट हैं। 230 V मानक व्यापक हो गया है ताकि 230 V उपकरण का उपयोग अधिकांश भागों में किया जा सके अनुकूलक की सहायता से या विशिष्ट देश के लिए मानक के लिए उपकरण के प्लग में बदलाव।

संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा 120 वोल्ट ± 6% की आपूर्ति वोल्टेज का उपयोग करते हैं। जापान, ताइवान, सऊदी अरब, उत्तरी अमेरिका, मध्य अमेरिका और उत्तरी दक्षिण अमेरिका के कुछ हिस्से 100 V और 127 V के बीच वोल्टेज का उपयोग करते हैं। हालाँकि, जापान के अधिकांश घरों में संयुक्त राज्य अमेरिका की तरह स्प्लिट-फेज बिजली से लैस है, जो 200V की आपूर्ति कर सकता है एक ही समय में उलटे चरण का उपयोग करके। ब्राज़िल 60 हर्ट्ज़ पर 127 V और 220 V दोनों सिस्टम होने और अदला-बदली करने योग्य प्लग और सॉकेट की अनुमति देने में असामान्य है।[7] सऊदी अरब और मेक्सिको में मिश्रित वोल्टेज सिस्टम हैं; आवासीय और हल्के वाणिज्यिक भवनों में दोनों देश वाणिज्यिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों में 220 वोल्ट के साथ 127 वोल्ट का उपयोग करते हैं। सऊदी सरकार ने देश को पूरी तरह से 230/400 वोल्ट सिस्टम में बदलने के लिए अगस्त 2010 में योजनाओं को मंजूरी दी,[8] लेकिन मेक्सिको के पास संक्रमण की कोई योजना नहीं है।

वोल्टेज मापने

आपूर्ति के बिंदु पर वोल्टेज (विद्युत उपयोगिता और उपयोगकर्ता के बीच इंटरकनेक्शन के बिंदु पर नाममात्र वोल्टेज) और उपकरण की वोल्टेज रेटिंग (उपयोग या लोड वोल्टेज) के बीच अंतर किया जाना चाहिए। आम तौर पर उपयोगिता वोल्टेज नाममात्र प्रणाली वोल्टेज से 3% से 5% कम है; उदाहरण के लिए, नाममात्र 208 V आपूर्ति प्रणाली को उनके नेमप्लेट पर 200 V वाली मोटरों से जोड़ा जाएगा। यह उपकरण और आपूर्ति के बीच वोल्टेज घटाव की अनुमति देता है।[citation needed] इस आलेख में वोल्टेज नाममात्र आपूर्ति वोल्टेज हैं और इन प्रणालियों पर उपयोग किए जाने वाले उपकरण थोड़ा कम नेमप्लेट वोल्टेज ले जाएंगे। विद्युत वितरण प्रणाली वोल्टेज प्रकृति में लगभग साइनसोइडल है। वोल्टेज को वर्गमूल औसत का वर्ग (RMS) वोल्टेज के रूप में व्यक्त किया जाता है। वोल्टेज सहनशीलता स्थिर-राज्य संचालन के लिए हैं। बिजली वितरण नेटवर्क में क्षणिक भारी भार, या स्विचिंग ऑपरेशन, सहनशीलता बैंड और तूफानों से अल्पकालिक विचलन का कारण बन सकते हैं और अन्य असामान्य स्थितियां और भी बड़े क्षणिक बदलाव का कारण बन सकती हैं। सामान्य तौर पर, कई स्रोतों वाले बड़े नेटवर्क से प्राप्त बिजली की आपूर्ति एक पृथक समुदाय को आपूर्ति की तुलना में अधिक स्थिर होती है, शायद केवल एक जनरेटर के साथ।

वोल्टेज का विकल्प

Main article: Mains electricity by country

बिजली वितरण प्रणाली के अनुकूलन की तुलना में आपूर्ति वोल्टेज का विकल्प ऐतिहासिक कारणों से अधिक है - एक बार वोल्टेज उपयोग में है और इस वोल्टेज का उपयोग करने वाले उपकरण व्यापक हैं, वोल्टेज बदलना एक कठोर और महंगा उपाय है। एक 230 V वितरण प्रणाली दी गई मात्रा में बिजली देने के लिए 120 V प्रणाली की तुलना में कम कंडक्टर सामग्री का उपयोग करेगी क्योंकि वर्तमान, और परिणामस्वरूप प्रतिरोधक हानि कम है। जबकि बड़े ताप उपकरण समान आउटपुट रेटिंग के लिए 230 V पर छोटे कंडक्टर का उपयोग कर सकते हैं, कुछ घरेलू उपकरण आउटलेट की पूरी क्षमता जैसी किसी भी चीज़ का उपयोग करते हैं जिससे वे जुड़े हुए हैं। हैंड-हेल्ड या पोर्टेबल उपकरण के लिए न्यूनतम तार का आकार आमतौर पर कंडक्टरों की यांत्रिक शक्ति द्वारा प्रतिबंधित होता है।

अमेरिका जैसे कई क्षेत्र, जो (नाममात्र) 120 V का उपयोग करते हैं, बड़े उपकरणों की आपूर्ति के लिए स्प्लिट-फेज इलेक्ट्रिक पावर|थ्री-वायर, स्प्लिट-फेज 240 V सिस्टम का उपयोग करते हैं। इस प्रणाली में एक 240 V आपूर्ति में दो 120 V आपूर्ति देने के लिए एक केंद्र-टैप तटस्थ है जो दो लाइन तारों के बीच जुड़े लोड को 240 V की आपूर्ति भी कर सकता है। तीन-चरण विद्युत शक्ति | विभिन्न वर्गों के उपकरणों द्वारा उपयोग के लिए उपयुक्त वोल्टेज के विभिन्न संयोजन देने के लिए तीन-चरण प्रणालियों को जोड़ा जा सकता है। जहां सिंगल-फेज और थ्री-फेज लोड दोनों एक इलेक्ट्रिकल सिस्टम द्वारा सर्व किए जाते हैं, वहां लाइन-टू-न्यूट्रल वोल्टेज और लाइन-टू दिखाने के लिए सिस्टम को 120/208 या 230/400 V जैसे दोनों वोल्टेज के साथ लेबल किया जा सकता है। -लाइन वोल्टेज। उच्च वोल्टेज के लिए बड़े भार जुड़े हुए हैं। अन्य तीन-चरण वोल्टेज, 830 वोल्ट तक, कभी-कभी विशेष-उद्देश्य प्रणालियों जैसे तेल अच्छी तरह से पंपों के लिए उपयोग किया जाता है। बड़े औद्योगिक मोटर्स (जैसे, 250 hp या 150 kW से अधिक) मध्यम वोल्टेज पर काम कर सकते हैं। 60 हर्ट्ज सिस्टम पर मध्यम वोल्टेज उपकरण के लिए एक मानक 2,400/4,160 वी है जबकि 3,300 वी 50 हर्ट्ज सिस्टम के लिए सामान्य मानक है।

मानकीकरण

1987 तक, जर्मनी, ऑस्ट्रिया और स्विटज़रलैंड सहित यूरोप के बड़े हिस्सों में मुख्य वोल्टेज था जबकि ब्रिटेन इस्तेमाल करता था . मानक आईएसओ आईईसी 60038:1983 ने नए मानक यूरोपीय वोल्टेज को परिभाषित किया .

1987 के बाद से चरणबद्ध तरीके से बदलाव की ओर कार्यान्वित किया गया। 2009 से, वोल्टेज होने की अनुमति है .[9][10] मध्य यूरोपीय या यूके प्रणाली द्वारा वोल्टेज में कोई बदलाव की आवश्यकता नहीं थी, क्योंकि 220 V और 240 V दोनों निचले 230 V सहिष्णुता बैंड (230 V ±6%) के भीतर आते हैं। यूके के कुछ क्षेत्रों में विरासती कारणों से अभी भी 250 वोल्ट हैं, लेकिन ये भी 230 वोल्ट के 10% सहिष्णुता बैंड के भीतर आते हैं। व्यवहार में, इसने देशों को समान वोल्टेज (220 या 240 V) की आपूर्ति करने की अनुमति दी, कम से कम मौजूदा आपूर्ति ट्रांसफार्मर को बदलने तक। इन देशों में उपयोग किए जाने वाले उपकरण (फिलामेंट बल्बों के अपवाद के साथ) को निर्दिष्ट सीमा के भीतर किसी भी वोल्टेज को स्वीकार करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। संयुक्त राज्य अमेरिका में[11][12] और कनाडा, रेफरी>कनाडाई मानक संघ CAN3-C235-83: एसी सिस्टम के लिए पसंदीदा वोल्टेज स्तर, 0 से 50 000 V</ref> राष्ट्रीय मानक निर्दिष्ट करते हैं कि स्रोत पर नाममात्र वोल्टेज 120 V होना चाहिए और 114 V से 126 की सीमा की अनुमति देता है वी (वर्गमूल औसत का वर्ग) (−5% से +5%)। ऐतिहासिक रूप से 110 V, 115 V और 117 V का उपयोग उत्तरी अमेरिका में अलग-अलग समय और स्थानों पर किया गया है।[citation needed] मुख्य शक्ति को कभी-कभी 110 V कहा जाता है; हालांकि, 120 वोल्ट नाममात्र वोल्टेज है।

2000 में, ऑस्ट्रेलिया +10%/−6% की सहिष्णुता के साथ नाममात्र मानक के रूप में 230 V में परिवर्तित हो गया,[13] यह पुराने 240 V मानक, AS2926-1987 का स्थान ले रहा है। जैसा कि यूके में है, 240 वी स्वीकार्य सीमा के भीतर है और 240 वोल्ट ऑस्ट्रेलियाई अंग्रेजी और ब्रिटिश अंग्रेजी में मुख्य का एक पर्याय है। जापान में, घरों में बिजली की आपूर्ति 100 और 200 V पर होती है। होन्शू (टोक्यो सहित) के पूर्वी और उत्तरी हिस्सों और होक्काइडो में 50 Hz की आवृत्ति होती है, जबकि पश्चिमी होन्शु (नागोया, ओसाका और हिरोशिमा सहित), शिकोकू, क्यूशू और ओकिनावा 60 Hz पर काम करते हैं। दो क्षेत्रों के बीच की सीमा में चार बैक-टू-बैक हाई-वोल्टेज डायरेक्ट करंट | हाई-वोल्टेज डायरेक्ट-करंट (HVDC) सबस्टेशन हैं जो दो ग्रिड सिस्टम के बीच की शक्ति को आपस में जोड़ते हैं; ये हैं न्यू शिनानो , सकुमा डैम#एचवीडीसी फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर, दक्षिण - फुकुमित्सु और हिगाशी-शिमिज़ु फ्रीक्वेंसी कन्वर्टर । अंतर को समायोजित करने के लिए, जापान में बेचे जाने वाले आवृत्ति-संवेदनशील उपकरणों को अक्सर दो आवृत्तियों के बीच स्विच किया जा सकता है।

इतिहास

Main article: Electrification
File:Czestosciomierz-49.9Hz.jpg
220 वी के लिए एक 50 हर्ट्ज ± 5 हर्ट्ज कंपन-रीड मुख्य आवृत्ति मीटर

दुनिया की पहली सार्वजनिक बिजली आपूर्ति 1881 में Godalming के छोटे से अंग्रेजी शहर में निर्मित एक जल पहिया संचालित प्रणाली थी। यह सीमेंस अल्टरनेटर का उपयोग करके दो वोल्टेज, 250 V पर स्ट्रीट लाइट और उपभोक्ताओं दोनों के लिए बिजली की आपूर्ति करने वाली एक वैकल्पिक धारा (AC) प्रणाली थी। आर्क लैंप के लिए, और गरमागरम लैंप के लिए 40 वोल्ट।[14]

दुनिया का पहला बड़े पैमाने का केंद्रीय संयंत्र-थॉमस एडिसन का लंदन में होलबोर्न वायाडक्ट पावर स्टेशन जनवरी 1882 में काम करना शुरू किया, जो 110 V पर डायरेक्ट करंट (DC) प्रदान करता है।[15] मैनहट्टन में बहुत बड़े पर्ल स्ट्रीट स्टेशन, दुनिया के पहले स्थायी वाणिज्यिक केंद्रीय बिजली संयंत्र के निर्माण के लिए होलबोर्न वायाडक्ट स्टेशन का उपयोग अवधारणा के प्रमाण के रूप में किया गया था। पर्ल स्ट्रीट स्टेशन ने 4 सितंबर 1882 से 110 वोल्ट पर डीसी भी प्रदान किया, जिसे उपभोक्ताओं के लिए एक सुरक्षित वोल्टेज माना जाता है।[16] 1880 के दशक के मध्य में एसी सिस्टम अमेरिका में दिखाई देने लगे, उच्च वितरण वोल्टेज का उपयोग करते हुए ट्रांसफार्मर के माध्यम से एडिसन द्वारा उपयोग किए गए उसी 110 V ग्राहक उपयोग वोल्टेज में नीचे चला गया। 1883 में एडिसन ने डीसी उत्पादन संयंत्रों को तांबे की लागत बचाने के लिए ग्राहकों के व्यापक दायरे की सेवा करने की अनुमति देने के लिए स्प्लिट-फेज इलेक्ट्रिक पावर|तीन-तार वितरण प्रणाली का पेटेंट कराया। श्रृंखला में 110 V लैंप के दो समूहों को जोड़ने से अधिक लोड को समान आकार के कंडक्टरों द्वारा परोसा जा सकता है जो उनके बीच 220 V के साथ चलते हैं; एक तटस्थ कंडक्टर ने दो उप-सर्किटों के बीच वर्तमान का कोई असंतुलन किया। धाराओं के युद्ध के दौरान एसी सर्किट ने उसी रूप को अपनाया, जिससे लैंप को लगभग 110 V और प्रमुख उपकरणों को 220 V से जोड़ा जा सके। नाममात्र वोल्टेज धीरे-धीरे 112 V और 115 V, या यहां तक ​​कि 117 V तक ऊपर की ओर बढ़ता गया।{{Citation needed|date=December 2017}द्वितीय विश्व युद्ध के बाद यू.एस. में मानक वोल्टेज 117 वोल्ट हो गया, लेकिन कई क्षेत्र 1960 के दशक में भी पिछड़ गए।[citation needed] 1954 में, अमेरिकी राष्ट्रीय मानक संस्थान (ANSI) ने C84.1 "इलेक्ट्रिक पावर सिस्टम और उपकरण के लिए अमेरिकी राष्ट्रीय मानक - वोल्टेज रेटिंग (60 हर्ट्ज़)" प्रकाशित किया। इस मानक ने 120 वोल्ट नाममात्र प्रणाली और सेवा वोल्टेज और उपयोग वोल्टेज विविधताओं के लिए दो श्रेणियां स्थापित कीं।[17] आज, वस्तुतः सभी अमेरिकी घरों और व्यवसायों की 60 हर्ट्ज पर 120 और 240 वोल्ट तक पहुंच है। दोनों वोल्टेज तीन तारों (विपरीत चरण के दो गर्म पैर और एक तटस्थ पैर) पर उपलब्ध हैं।

1899 में, बर्लिन की विद्युत उपयोगिता, बर्लिनर इलेक्ट्रिज़िट्स-वेर्के (BEW) ने नए विकसित धातु फिलामेंट लैंप की उच्च वोल्टेज क्षमता का लाभ उठाते हुए, 220 V नाममात्र वितरण पर स्विच करके अपनी वितरण क्षमता को बहुत बढ़ाने का निर्णय लिया। वितरण कंडक्टर लागत में परिणामी बचत से कंपनी ग्राहक के उपकरण को परिवर्तित करने की लागत को ऑफसेट करने में सक्षम थी। यह जर्मनी और शेष यूरोप में विद्युत वितरण का मॉडल बन गया और 220 V प्रणाली आम हो गई। उत्तर अमेरिकी अभ्यास लैंप के लिए 110 V के पास वोल्टेज के साथ रहा।[18] अमेरिका में प्रत्यावर्ती धारा की शुरुआत के बाद के पहले दशक में (1880 के दशक की शुरुआत से लेकर लगभग 1893 तक) विभिन्न आवृत्तियों की एक किस्म का उपयोग किया गया था, जिसमें प्रत्येक विद्युत प्रदाता ने अपनी स्वयं की सेटिंग की थी, ताकि कोई एक प्रबल न हो। सबसे सामान्य आवृत्ति 133⅓ Hz थी।[citation needed] इंडक्शन जेनरेटर और मोटर्स की रोटेशन स्पीड, ट्रांसफॉर्मर की दक्षता और कार्बन आर्क लैंप की झिलमिलाहट सभी ने फ्रीक्वेंसी सेटिंग में भूमिका निभाई। 1893 के आसपास संयुक्त राज्य अमेरिका में वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक कॉर्पोरेशन और जर्मनी में AEG ने क्रमशः 60 Hz और 50 Hz पर अपने पीढ़ी के उपकरणों को मानकीकृत करने का निर्णय लिया, जिससे अंततः दुनिया के अधिकांश हिस्सों को इन दो आवृत्तियों में से एक पर आपूर्ति की जा रही थी। आज अधिकांश 60 हर्ट्ज सिस्टम नाममात्र 120/240 वी, और अधिकांश 50 हर्ट्ज नाममात्र 230 वी देते हैं। महत्वपूर्ण अपवाद ब्राजील में हैं, जिसमें विभिन्न क्षेत्रों में मानक वोल्टेज के रूप में 127 वी और 220 वी दोनों के साथ एक सिंक्रनाइज़ 60 हर्ट्ज ग्रिड है,[19] और जापान#ट्रांसमिशन|जापान में बिजली क्षेत्र, जिसकी दो फ्रीक्वेंसी हैं: पूर्वी जापान के लिए 50 Hz और पश्चिम जापान के लिए 60 Hz।

See also: Utility frequency

वोल्टेज विनियमन

स्वीकार्य सीमा के भीतर ग्राहक की सेवा में वोल्टेज बनाए रखने के लिए, विद्युत वितरण उपयोगिताएँ विद्युत सबस्टेशनों पर या वितरण लाइन के साथ वोल्टेज नियामक का उपयोग करती हैं। एक सबस्टेशन पर, स्टेप-डाउन ट्रांसफॉर्मर में स्वचालित ऑन-लोड टैप परिवर्तक होगा, जिससे ट्रांसमिशन वोल्टेज और वितरण वोल्टेज के बीच अनुपात को चरणों में समायोजित किया जा सकेगा। लंबे (कई किलोमीटर) ग्रामीण वितरण सर्किट के लिए, वितरण लाइन के खंभों पर स्वचालित वोल्टेज नियामक लगाए जा सकते हैं। ये autotransformer हैं, फिर से, ऑन-लोड टैप चेंजर्स के साथ देखे गए वोल्टेज परिवर्तनों के आधार पर अनुपात को समायोजित करने के लिए। प्रत्येक ग्राहक की सेवा में, स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर में समायोजन की कुछ सीमा की अनुमति देने के लिए पाँच नल होते हैं, आमतौर पर नाममात्र वोल्टेज का ± 5%। चूंकि ये नल स्वचालित रूप से नियंत्रित नहीं होते हैं, इसलिए उनका उपयोग केवल सेवा में दीर्घकालिक औसत वोल्टेज को समायोजित करने के लिए किया जाता है न कि उपयोगिता ग्राहक द्वारा देखे गए वोल्टेज को विनियमित करने के लिए।

बिजली की गुणवत्ता

Main article: Power quality

ग्राहकों को आपूर्ति की जाने वाली वोल्टेज और आवृत्ति की स्थिरता देशों और क्षेत्रों के बीच भिन्न होती है। बिजली की गुणवत्ता नाममात्र आपूर्ति वोल्टेज और आवृत्ति से विचलन की डिग्री का वर्णन करने वाला शब्द है। शॉर्ट-टर्म सर्जेस और ड्रॉप-आउट संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरण जैसे कंप्यूटर और फ्लैट पैनल डिस्प्ले को प्रभावित करते हैं। लंबे समय तक बिजली आउटेज, ब्राउनआउट (बिजली) | ब्राउन-आउट और बिजली चली गयी और आपूर्ति की कम विश्वसनीयता आम तौर पर ग्राहकों के लिए लागत में वृद्धि करती है, जिन्हें बिजली प्रदान करने के लिए अबाधित बिजली आपूर्ति या स्टैंड-बाय इंजन जनरेटर सेट में निवेश करना पड़ सकता है। उपयोगिता आपूर्ति अनुपलब्ध या अनुपयोगी है। बिजली की मशीनरी, रोशनी, जलवायु नियंत्रण और कंप्यूटर पर निर्भर व्यवसायों और सार्वजनिक सेवाओं के लिए अनियमित बिजली आपूर्ति एक गंभीर आर्थिक बाधा हो सकती है। यहां तक ​​कि सबसे अच्छी गुणवत्ता वाली बिजली प्रणाली में खराबी हो सकती है या सर्विसिंग की आवश्यकता हो सकती है। जैसे, कंपनियों, सरकारों और अन्य संगठनों के पास कभी-कभी संवेदनशील सुविधाओं पर बैकअप जनरेटर होते हैं, यह सुनिश्चित करने के लिए कि बिजली आउटेज या ब्लैक आउट की स्थिति में भी बिजली उपलब्ध रहे।

बिजली की गुणवत्ता मौलिक (आपूर्ति) आवृत्ति के कुल हार्मोनिक विरूपण, या गैर-हार्मोनिक इंटरमॉड्यूलेशन के रूप में वर्तमान या वोल्टेज तरंग के विकृतियों से भी प्रभावित हो सकती है। (इंटर) मॉड्यूलेशन विरूपण जैसे विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के कारण होता है। इसके विपरीत, हार्मोनिक विरूपण आमतौर पर लोड या जनरेटर की स्थितियों के कारण होता है। बहु-चरण शक्ति में, असंतुलित भार के कारण होने वाली चरण शिफ्ट विकृतियाँ हो सकती हैं।

यह भी देखें

संदर्भ

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