पॉवर इंजीनियरिंग
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पावर इंजीनियरिंग , जिसे पावर सिस्टम इंजीनियरिंग भी कहा जाता है, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का एक उपक्षेत्र है जो इलेक्ट्रिक पावर के उत्पादन, ट्रांसमिशन, वितरण और उपयोग और ऐसे सिस्टम से जुड़े इलेक्ट्रिकल उपकरण से संबंधित है। यद्यपि अधिकांश क्षेत्र तीन-चरण एसी शक्ति की समस्याओं से संबंधित है - आधुनिक दुनिया भर में बड़े पैमाने पर विद्युत संचरण और वितरण के लिए मानक - क्षेत्र का एक महत्वपूर्ण अंश संबंधित है एसी और डीसी पावर के बीच रूपांतरण और विशेष विद्युत प्रणालियों का विकास जैसे कि विमान में या इलेक्ट्रिक रेलवे नेटवर्क के लिए उपयोग किया जाता है। पावर इंजीनियरिंग अपने सैद्धांतिक आधार का अधिकांश हिस्सा इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग से प्राप्त करता है।
इतिहास
अग्रणी वर्ष
विद्युत 17वीं सदी के अंत में वैज्ञानिक रुचि का विषय बन गया। अगली दो शताब्दियों में तापदीप्त प्रकाश बल्ब और वोल्टाइक ढेर सहित कई महत्वपूर्ण खोजें की गईं।[1][2] संभवतः पावर इंजीनियरिंग के संबंध में सबसे बड़ी खोज माइकल फैराडे से हुई, जिन्होंने 1831 में पता लगाया कि चुंबकीय प्रवाह में परिवर्तन तार के एक लूप में इलेक्ट्रोमोटिव बल को प्रेरित करता है - एक सिद्धांत जिसे विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के रूप में जाना जाता है जो यह समझाने में मदद करता है कि कैसे जनरेटर और ट्रांसफार्मर काम करते हैं[3]
1881 में दो विद्युत मिस्त्रियों ने इंग्लैंड में गोडालमिंग में दुनिया का पहला बिजलीघर बनाया। स्टेशन ने एक प्रत्यावर्ती धारा का उत्पादन करने के लिए दो जलचक्रों को नियोजित किया था जिसका उपयोग सात सीमेंस चाप दीपक एस को 250 वोल्ट और चौंतीस तापदीप्त दीपक एस 40 वोल्ट पर आपूर्ति करने के लिए किया गया था।[4] हालांकि आपूर्ति रुक-रुक कर होती थी और 1882 में थॉमस एडिसन और उनकी कंपनी, द एडिसन इलेक्ट्रिक लाइट कंपनी ने न्यूयॉर्क शहर में पर्ल स्ट्रीट पर पहला भाप से चलने वाला इलेक्ट्रिक पावर स्टेशन विकसित किया। पर्ल स्ट्रीट स्टेशन में कई जनरेटर शामिल थे और शुरुआत में 59 ग्राहकों के लिए लगभग 3,000 लैंप संचालित थे[5][6] पावर स्टेशन ने डायरेक्ट करंट का इस्तेमाल किया और सिंगल वोल्टेज पर काम किया। चूंकि ट्रांसमिशन के दौरान विद्युत की हानि को कम करने के लिए आवश्यक उच्च वोल्टेज में प्रत्यक्ष वर्तमान शक्ति को आसानी से परिवर्तित नहीं किया जा सकता था, जनरेटर और लोड के बीच संभावित दूरी लगभग आधा मील (800 मीटर) तक सीमित थी।[7]
उसी वर्ष लंदन में लुसिएन गॉलार्ड और जॉन डिक्सन गिब्स ने वास्तविक विद्युत व्यवस्था में उपयोग के लिए उपयुक्त पहला ट्रांसफार्मर प्रदर्शित किया। गॉलार्ड और गिब्स के ट्रांसफॉर्मर का व्यावहारिक मूल्य 1884 में ट्यूरिन में प्रदर्शित किया गया था जहां ट्रांसफार्मर का इस्तेमाल ए से चालीस किलोमीटर (25 मील) रेलवे को रोशन करने के लिए किया गया था।प्रत्यावर्ती धारा जनरेटर[8] प्रणाली की सफलता के बावजूद, इस जोड़ी ने कुछ मूलभूत गलतियाँ कीं। शायद सबसे गंभीर श्रृंखला में ट्रांसफार्मर की प्राइमरी को जोड़ना था ताकि एक दीपक को चालू या बंद करने से लाइन के नीचे अन्य लैंप प्रभावित हों। प्रदर्शन के बाद जॉर्ज वेस्टिंगहाउस , एक अमेरिकी उद्यमी, ने सीमेंस जनरेटर के साथ कई ट्रांसफार्मरों का आयात किया और अपने इंजीनियरों को एक वाणिज्यिक विद्युत व्यवस्था में उपयोग के लिए उन्हें सुधारने की उम्मीद में उनके साथ प्रयोग करने के लिए तैयार किया।
वेस्टिंगहाउस के इंजीनियरों में से एक, विलियम स्टेनली ने समानांतर के विपरीत श्रृंखला में ट्रांसफार्मर को जोड़ने की समस्या को पहचाना और यह भी महसूस किया कि एक ट्रांसफार्मर के लोहे के कोर को पूरी तरह से संलग्न लूप बनाना द्वितीयक वाइंडिंग के वोल्टेज विनियमन में सुधार करेगा। इस ज्ञान का उपयोग करके उन्होंने ग्रेट बैरिंगटन, मैसाचुसेट्स में 1886 में दुनिया का पहला व्यावहारिक ट्रांसफॉर्मर आधारित अल्टरनेटिंग करंट पावर सिस्टम बनाया।[9][10]
1890 तक बिजली उद्योग फल-फूल रहा था और बिजली कंपनियों ने संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप में हजारों बिजली प्रणालियाँ (प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा दोनों) का निर्माण किया था - ये नेटवर्क प्रभावी रूप से विद्युत प्रकाश व्यवस्था प्रदान करने के लिए समर्पित थे। इस समय के दौरान अमेरिका में एडिसन और वेस्टिंगहाउस के बीच एक भयंकर प्रतिद्वंद्विता उभरी जिसे "धाराओं के युद्ध" के रूप में जाना जाता है, इस बात पर कि संचरण का कौन सा रूप (प्रत्यक्ष या प्रत्यावर्ती धारा) बेहतर है। 1891 में, वेस्टिंगहाउस ने पहली प्रमुख बिजली प्रणाली स्थापित की जिसे इलेक्ट्रिक मोटर चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया था, न कि केवल बिजली की रोशनी प्रदान करने के लिए। इंस्टॉलेशन ने टेलुराइड, कोलोराडो में 100 हॉर्सपावर (75 किलोवाट) सिंक्रोनस मोटर को संचालित किया, जिसमें मोटर को टेस्ला इंडक्शन मोटर द्वारा शुरू किया गया था। [13] अटलांटिक के दूसरी ओर, ऑस्कर वॉन मिलर ने फ्रैंकफर्ट में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग प्रदर्शनी के लिए लॉफेन एम नेकर से फ्रैंकफर्ट एम मेन तक 20 केवी 176 किमी की तीन-चरण ट्रांसमिशन लाइन का निर्माण किया। 1895 में, एक लंबी निर्णय लेने की प्रक्रिया के बाद, नियाग्रा फॉल्स में एडम्स नंबर 1 जनरेटिंग स्टेशन ने 11 केवी पर बफ़ेलो को तीन चरण की वैकल्पिक विद्युत शक्ति संचारित करना शुरू कर दिया। नियाग्रा फॉल्स परियोजना के पूरा होने के बाद, नई बिजली प्रणालियों ने विद्युत संचरण के लिए प्रत्यक्ष धारा के विपरीत तेजी से प्रत्यावर्ती धारा को चुना।
बीसवीं शताब्दी
पावर इंजीनियरिंग और बोल्शेविज़्म
बोल्शेविकों द्वारा सत्ता पर कब्ज़ा करने के बाद बिजली उत्पादन को विशेष रूप से महत्वपूर्ण माना गया। लेनिन ने कहा, "साम्यवाद सोवियत शक्ति के साथ-साथ पूरे देश का विद्युतीकरण है।"[16] बाद में इस दृष्टिकोण को प्रस्तुत करते हुए उन्हें कई सोवियत पोस्टरों, टिकटों आदि पर चित्रित किया गया। GOELRO योजना 1920 में औद्योगिक योजना में पहले बोल्शेविक प्रयोग के रूप में शुरू की गई थी और जिसमें लेनिन व्यक्तिगत रूप से शामिल हुए थे। ग्लीब क्रिज़िज़ानोव्स्की एक अन्य प्रमुख व्यक्ति थे, जो 1910 में मॉस्को में एक पावर स्टेशन के निर्माण में शामिल थे।वह लेनिन को 1897 से भी जानते थे जब वे दोनों मजदूर वर्ग की मुक्ति के लिए संघर्ष संघ के सेंट पीटर्सबर्ग चैप्टर में थे।
संयुक्त राज्य अमेरिका में विद्युत अभियांत्रिकी
1936 में पारा-आर्क वाल्व का उपयोग करने वाली पहली वाणिज्यिक हाई-वोल्टेज डायरेक्ट करंट (HVDC) लाइन शेनेक्टैडी और मैकेनिकविले, न्यूयॉर्क के बीच बनाई गई थी। एचवीडीसी को पहले श्रृंखला में प्रत्यक्ष वर्तमान जनरेटर स्थापित करके हासिल किया गया था (एक प्रणाली जिसे थ्यूरी सिस्टम के रूप में जाना जाता है) हालांकि यह गंभीर विश्वसनीयता मुद्दों से ग्रस्त था। [17] 1957 में सीमेंस ने पहले सॉलिड-स्टेट रेक्टिफायर का प्रदर्शन किया (सॉलिड-स्टेट रेक्टिफायर अब एचवीडीसी सिस्टम के लिए मानक हैं) हालांकि 1970 के दशक की शुरुआत तक इस तकनीक का उपयोग वाणिज्यिक बिजली प्रणालियों में नहीं किया गया था। [18] 1959 में वेस्टिंगहाउस ने पहला सर्किट ब्रेकर प्रदर्शित किया जिसमें एसएफ6 को व्यवधान माध्यम के रूप में इस्तेमाल किया गया था।[19] एसएफ6 हवा से कहीं बेहतर ढांकता हुआ है और, हाल के दिनों में, इसका उपयोग कहीं अधिक कॉम्पैक्ट स्विचिंग उपकरण (स्विचगियर के रूप में जाना जाता है) और ट्रांसफार्मर का उत्पादन करने के लिए बढ़ाया गया है। [20] [21] आईसीटी क्षेत्र में नवाचारों को पावर इंजीनियरिंग क्षेत्र तक विस्तारित करने से भी कई महत्वपूर्ण विकास हुए। उदाहरण के लिए, कंप्यूटर के विकास का मतलब है कि लोड प्रवाह अध्ययन को अधिक कुशलता से चलाया जा सकता है जिससे बिजली प्रणालियों की बेहतर योजना बनाई जा सके। सूचना प्रौद्योगिकी और दूरसंचार में प्रगति ने बिजली प्रणाली के स्विचगियर और जनरेटर के बेहतर रिमोट नियंत्रण की भी अनुमति दी।
पावर
पावर इंजीनियरिंग बिजली के उत्पादन, पारेषण, वितरण और उपयोग के साथ-साथ संबंधित उपकरणों की एक श्रृंखला के डिजाइन से संबंधित है। इनमें ट्रांसफार्मर, विद्युत जनरेटर, विद्युत मोटर और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स शामिल हैं। पावर इंजीनियर उन सिस्टमों पर भी काम कर सकते हैं जो ग्रिड से कनेक्ट नहीं होते हैं। इन प्रणालियों को ऑफ-ग्रिड पावर सिस्टम कहा जाता है और कई कारणों से ऑन-ग्रिड सिस्टम की तुलना में इन्हें प्राथमिकता दी जा सकती है। उदाहरण के लिए, दूरदराज के स्थानों में किसी खदान के लिए ग्रिड से कनेक्शन के लिए भुगतान करने के बजाय अपनी खुद की बिजली उत्पन्न करना सस्ता हो सकता है और अधिकांश मोबाइल एप्लिकेशन में ग्रिड से कनेक्शन व्यावहारिक नहीं है।
क्षेत्र
विद्युत उत्पादन में उन सुविधाओं का चयन, डिज़ाइन और निर्माण शामिल है जो ऊर्जा को प्राथमिक रूपों से विद्युत शक्ति में परिवर्तित करते हैं।
इलेक्ट्रिक पावर ट्रांसमिशन के लिए उत्पादन और वितरण प्रणालियों से जुड़ने के लिए उच्च वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनों और सबस्टेशन सुविधाओं की इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है। उच्च वोल्टेज प्रत्यक्ष धारा प्रणालियाँ विद्युत पावर ग्रिड के तत्वों में से एक हैं।
इलेक्ट्रिक पावर डिस्ट्रीब्यूशन इंजीनियरिंग एक सबस्टेशन से अंतिम ग्राहक तक बिजली प्रणाली के उन तत्वों को कवर करती है।
विद्युत प्रणाली सुरक्षा उन तरीकों का अध्ययन है जिनसे विद्युत ऊर्जा प्रणाली विफल हो सकती है, और ऐसी विफलताओं का पता लगाने और उन्हें कम करने के तरीके।
अधिकांश परियोजनाओं में, एक पावर इंजीनियर को कई अन्य विषयों जैसे सिविल और मैकेनिकल इंजीनियरों, पर्यावरण विशेषज्ञों और कानूनी और वित्तीय कर्मियों के साथ समन्वय करना होगा। प्रमुख बिजली प्रणाली परियोजनाओं जैसे कि बड़े उत्पादन स्टेशन को बिजली प्रणाली इंजीनियरों के अलावा कई डिजाइन पेशेवरों की आवश्यकता हो सकती है। पेशेवर पावर सिस्टम इंजीनियरिंग अभ्यास के अधिकांश स्तरों पर, इंजीनियर को प्रशासनिक और संगठनात्मक कौशल के साथ-साथ इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग ज्ञान की भी उतनी ही आवश्यकता होगी।
व्यावसायिक समाज और अंतर्राष्ट्रीय मानक संगठन
यूके और यूएस दोनों में, सिविल और मैकेनिकल इंजीनियरों के लिए पेशेवर समाज लंबे समय से मौजूद थे। इंस्टीट्यूशन ऑफ इलेक्ट्रिकल इंजीनियर्स (IEE) की स्थापना 1871 में यूके में हुई थी, और AIEE की स्थापना 1884 में संयुक्त राज्य अमेरिका में हुई थी। इन समाजों ने इलेक्ट्रिकल ज्ञान के आदान-प्रदान और इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग शिक्षा के विकास में योगदान दिया। अंतर्राष्ट्रीय स्तर पर, अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन (IEC), जिसकी स्थापना 1906 में हुई थी, पावर इंजीनियरिंग के लिए मानक तैयार करता है, जिसमें 172 देशों के 20,000 इलेक्ट्रोटेक्निकल विशेषज्ञ सर्वसम्मति के आधार पर वैश्विक विनिर्देश विकसित करते हैं।
यह सभी देखें
- ऊर्जा अर्थशास्त्र
- औद्योगिक पारिस्थितिकी
- बिजली के इलेक्ट्रॉनिक्स
- विद्युत प्रणाली अनुकरण
संदर्भ
- ↑ "The History Of The Light Bulb". Net Guides Publishing, Inc. 2004. Retrieved 2007-05-02.
- ↑ Greenslade, Thomas. "The Voltaic Pile". Kenyon College. Retrieved 2008-03-31.
- ↑ "Faraday Page". The Royal Institute. Archived from the original on 2008-03-29. Retrieved 2008-03-31.
- ↑ "Godalming Power Station". Engineering Timelines. Retrieved 2009-05-03.
- ↑ Williams, Jasmin (2007-11-30). "Edison Lights The City". New York Post. Retrieved 2008-03-31.
- ↑ Grant, Casey. "The Birth of NFPA". National Fire Protection Association. Archived from the original on 2007-12-28. Retrieved 2008-03-31.
- ↑ "Bulk Electricity Grid Beginnings" (PDF) (Press release). New York Independent System Operator. Archived from the original (PDF) on 2009-02-26. Retrieved 2008-05-25.
- ↑ Katz, Evgeny (2007-04-08). ekatz/scientists/gaulard.html "Lucien Gaulard". Archived from ekatz/scientists/gaulard.html the original on 2008-04-22. Retrieved 2008-05-25.
- ↑ [http://www.edisontechcenter.org/GreatBarrington.html ग्रेट बैरिंगटन 1886 - एसी पावर की ओर एक उद्योग को प्रेरित करना
- ↑ Blalock, Thomas (2004-10-02). "Alternating Current Electrification, 1886". IEEE. Retrieved 2008-05-25.
