સંપ્રેષણ – વિદ્યુતશક્તિનું (transmission of electric power)

સંપ્રેષણ – વિદ્યુતશક્તિનું (transmission of electric power) : વિદ્યુત ઉત્પન્ન કરતા પ્લાન્ટમાંથી વિદ્યુતનું વહન કરી તેને ઉપભોક્તા સુધી પહોંચાડવાની પદ્ધતિ.

અનુકૂળ જગ્યા, જ્યાં ઊર્જાસ્રોત (જેવા કે કોલસા, ગૅસ, ઊંચાઈએ સંગ્રહાતું પાણી, સારા પ્રમાણમાં અને સતત વધુ ગતિએ મળતો પવન, વિશાળ ખુલ્લી જગ્યામાં વધુ તાપમાને મળી રહેતી સૌર ઊર્જા વગેરે) મળી રહેતો હોય અને પર્યાવરણને નુકસાન ઓછું થતું હોય તેવી જગ્યાઓએ શક્ય તેટલાં મોટાં પાવરસ્ટેશનો ઊભાં કરવાં, આ બધાં સ્ટેશનોને ટ્રાન્સમિશન લાઇનોથી એકબીજાં સાથે જોડવાં (ગ્રીડ સિસ્ટમ ઊભી કરવી) અને બધાં ઉપભોક્તા-સ્થળો(શહેરો, ગામડાંઓ, ઉદ્યોગો, ખેતરો, ટ્રેનો વગેરે)ને વીજળી પહોંચાડવી –  ઓછા ખર્ચે અને સતત પ્રવાહ વહેતો રાખીને – તે વિદ્યુત-ઉત્પાદન અને પ્રસારણતંત્રનું કાર્ય છે. વિદ્યુતની જરૂરિયાત વસ્તુ-ઉત્પાદનક્ષેત્રે તેમજ વ્યક્તિગત સગવડ અને સુખાકારી-ક્ષેત્રે અનિવાર્ય બની ગઈ છે. આ કારણસર કોઈ પણ દેશનો ભૌતિક વિકાસ-આંક તેના વિદ્યુત વપરાશ-આંક સાથે ગાઢ રીતે સંકળાયેલ છે. વિદ્યુતક્ષેત્રે વિદ્યુત-ઉત્પાદન તેમજ તેનું સંપ્રેષણ મહત્ત્વની બાબતો છે. આ ક્ષેત્રમાં વિજ્ઞાન અને ટૅક્નૉલૉજીનો પૂરો ઉપયોગ કરી વિશ્વસનીયતા (સાતત્ય) અને કરકસર વધારતાં રહેવી જરૂરી બની જાય છે.

વિદ્યુત-સંપ્રેષણ-પદ્ધતિમાં મુખ્યત્વે નીચેનાં સાધનો વપરાય છે :

(1) વીજદબાણ વધારવા (step-up) ટ્રાન્સફૉર્મરો; (2) વીજદબાણ ઘટાડતાં (step-down) ટ્રાન્સફૉર્મરો; (3) ઉચ્ચ વીજદબાણવાળા વિદ્યુતપ્રવાહને વહન કરતી ટ્રાન્સમિશન લાઇનો; (4) સ્વિચિંગ-સ્ટેશનો (સબસ્ટેશનો) કે પ્રસારણકેન્દ્રો જે જુદી જુદી ટ્રાન્સમિશન લાઇન સર્કિટો માટે ‘જંક્શન-પૉઇન્ટ’ તરીકે કામ કરે છે  એકબીજી લાઇનોને જોડે છે; (5) એકબીજી લાઇનોને જોડવી કે છૂટી પાડવા તેમજ સલામતી અને નિયંત્રણ માટે વપરાતાં સાધનો જેવાં કે ‘સર્કિટ-બ્રેકર્સ’ સ્વિચિંગ સાધનો, સલામતી માટે ‘લાઇટનિંગ એરેસ્ટર્સ’ તેમજ સ્વયં-નિયંત્રણ માટેનાં ખાસ ઉપકરણો વગેરે.

વિદ્યુતશક્તિ-સંપ્રેષણ (પ્રસારણ) – (પ્રસારણ) પદ્ધતિમાં ‘સ્ટેપ-અપ’ ટ્રાન્સફૉર્મર (પરિવર્નિત્ર) પાવરસ્ટેશનમાં ઓછા દબાણે પેદા થતી વીજશક્તિને ઊંચા દબાણે (11 KVથી 66 KVમાં) પરિવર્તિત કરે છે. ઊંચા દબાણવાળો વીજપ્રવાહ ટ્રાન્સમિશન લાઇન કે કેબલ વડે વપરાશના સ્થળ સુધી લઈ જવામાં આવે છે અને ત્યાં ‘સ્ટેપ-ડાઉન’ ટ્રાન્સફૉર્મર વડે જરૂરિયાત પ્રમાણે વીજદબાણ ઘટાડવામાં આવે છે. ઉત્પાદનથી ઉપભોક્તા સુધીના પ્રવાસમાં વચ્ચે સબ-સ્ટેશનો રાખવામાં આવે છે. ઉત્પાદન-સ્થળેથી નીકળતી ઉચ્ચ દબાણ સાથેની મોટી લાઇન સબ-સ્ટેશને આવે છે. અહીં તેનું વિભાજન જુદી જુદી નાની લાઇનોમાં થાય છે. જરૂર જણાયે પ્રથમ અહીં સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફૉર્મર દ્વારા દબાણ ઘટાડવામાં આવે છે. સબ-સ્ટેશનથી નીકળતી લાઇનને ફરી નાનાં સંપ્રેષણ-કેન્દ્રોમાં નાની લાઇનોમાં વિભાજિત કરાય છે અને છેલ્લે બીજા સ્તરનો વીજદબાણ-ઘટાડો ઉપભોક્તા સ્થળે સ્ટેપ-ડાઉન ટ્રાન્સફૉર્મરથી થાય છે. જ્યાં જ્યાં લાઇનોનું વિભાજન થાય ત્યાં લાઇનોનું સ્વિચિંગ (‘ઑન-ઑફ’) જરૂરી બને છે. આ સ્વિચિંગ સ્વયં થાય (હાથેથી પણ થઈ શકે), ત્વરિત થાય, ‘આર્કિંગ’ કે ‘સ્પાર્કિંગ’ (તણખા ઝરવા) થાય નહિ, ક્યાંય ઓવરલોડિંગ થાય નહિ, શક્ય હોય ત્યાં સુધી લાઇનો વચ્ચે વીજશક્તિ સરખા પ્રમાણમાં વહેંચાય. આવી બધી બાબતો માટે ‘સર્કિટ બ્રેકર્સ’, ખાસ પ્રકારની સ્વિચો, લાઇટનિંગ એરેસ્ટર્સ, પ્રવાહના દબાણ અને આવૃત્તિ(frequency)નું નિયમન કરનાર ઉપકરણો એમ અનેકવિધ સાધનોનો ઉપયોગ થાય છે. ટ્રાન્સફૉર્મરોથી માંડીને આ બધાં સાધનો વિદ્યુત-પ્રસારણ-તંત્રના અંતર્ગત ભાગો છે.

વિદ્યુતશક્તિ-પ્રસારણ બે પ્રકારમાં મૂકી શકાય : (1) શિરોપરિ પ્રસારણ તાર લાઇનો (overhead transmission lines) અને (2) જમીનમાં નીચે રાખેલ ઇન્સ્યુલેટેડ કેબલ લાઇનો (cable lines). પ્રથમ પ્રકારમાં અમુક અંતરે ઊભા કરાયેલ સ્તંભો (થાંભલાઓ, ટાવરો) સાથે લગાવેલ ક્લૅમ્પો વડે વાયરો ટેકવવામાં (લટકાવવામાં) આવે છે અને એ રીતે લાઇન આગળ વધે છે. લાઇનના વાયરોના વ્યાસ (કદ), લાઇન-વોલ્ટેજ (વીજદબાણ), કેટલા અંતરે લાઇન લઈ જવાની છે તેવી બધી બાબતો ધ્યાનમાં લઈ આ સ્તંભો (polar/pillars) લાકડા, પ્રબલિત કૉન્ક્રીટ કે સ્ટીલના બનાવાય છે. નદી ઓળંગતી, તળાવ પરથી પસાર થતી કે મોટા ટેકરા કે ડુંગર ઉપરથી નીકળતી લાઇનો માટે ખાસ પ્રકારના સ્તંભો (ટાવર્સ) તૈયાર કરાય છે. જે લાઇનમાં 6 તાર પસાર કરવામાં આવે તેને બેવડો વીજપથ (double circuit) કહેવાય છે. આધારસ્તંભો ઉપર વાહક તાર ઉપરાંત ‘લાઇટનિંગ એરેસ્ટર’ (મેઘવીજ-રક્ષક) તાર પણ પસાર થતો હોય છે. વિદ્યુતપ્રસારણ-લાઇન બંધ કરાય ત્યારે ‘આર્ક’ (તણખા) ઉત્પન્ન થાય છે. આ માટે લાઇનમાં લાઇટનિંગ-એરેસ્ટર જરૂરી બને છે. પ્રસારણ-લાઇનમાં વિશ્વસનીયતા લાવવા ઊંચા દબાણ(વોલ્ટેજ)વાળી સ્વિચ (સર્કિટ-બ્રેકર) 0.12થી 0.15 સેકન્ડમાં પ્રસારણ-લાઇન બંધ કરી દે છે.

અમુક સંજોગો(જેવા કે જે તે સત્તામંડળ તરફથી શિરોપરિ લાઇનને મંજૂરી ન મળતી હોય, શિરોપરિ લાઇન મોટી ઇમારતોને અડચણ કરનાર કે કોઈ અન્ય કારણસર શક્ય ન હોય)માં જમીનમાં નીચે કેબલ લાઇન નાખી વિદ્યુત-પરિવહન કરાય છે. સામાન્ય રીતે શિરોપરિ લાઇન શક્ય ન હોય ત્યારે જ કેબલ-લાઇન નખાય છે, કારણ કે કેબલ-લાઇન પ્રમાણમાં મોંઘી પડે છે. કોઈ પ્રશ્ન ઊભો થાય ત્યારે તેની દુરસ્તી મુશ્કેલ બને છે તેમજ કેબલ-લાઇનમાં ‘ઇન્સ્યુલેશન’(અવાહક પદાર્થના પડ)ના પ્રશ્નો વધુ અટપટા હોય છે. શિરોપરિ લાઇનમાં હવા પોતે જ અવાહકનું માધ્યમ પૂરું પાડે છે.

કેબલમાં તેલથી તૃપ્ત કરાયેલ કાગળ (oil impregnted paper), રબર કે પ્લાસ્ટિક જેવા અવાહક પદાર્થોથી વીંટળાયેલા વાહક તારો જરૂરિયાત પ્રમાણેની સંખ્યામાં ભેગા કરી એક ધાતુરક્ષક મ્યાન(metal protecting sheath)માં ભેગા રાખવામાં આવે છે. વીજદબાણને ધ્યાનમાં લઈ અનેક પ્રકારના કેબલો ઉપયોગમાં લેવાય છે. સામાન્ય પ્રણાલી મુજબ જમીનમાં અથવા ‘ડક્ટ’માં 1થી 1.5 મીટરની ઊંડાઈએ મૂકવામાં આવે છે.

વીજઉત્પાદન-સ્થળથી વીજવપરાશનાં સ્થળો ઘણાં દૂર હોય છે. વીજપ્રસારણ-લાઇન નક્કી કરવામાં બે બાબતો મહત્ત્વની છે. જે તે લાઇન દ્વારા વધુમાં વધુ શક્તિનું પ્રસારણ થાય તેમજ તે પ્રસારણ દરમિયાન વીજશક્તિનો વ્યય (power loss) ઓછામાં ઓછો થાય. વીજશક્તિ વીજદબાણના વર્ગ(v²)ના પ્રમાણમાં અને વીજપ્રસારણ વ્યય-લાઇનના અવરોધ(R)ના સમપ્રમાણમાં તેમજ વીજપ્રવાહના વર્ગ(I²)ના પ્રમાણમાં થાય છે. બંને બાબતોમાં ફાયદા માટે લાંબા અંતરની ટ્રાન્સમિશન-લાઇનમાં વીજદબાણ શક્ય તેટલું વધુ (11 KVથી માંડી 1100 KV જેટલું) રખાય છે. અલબત્ત, જેમ વીજદબાણ વધુ તેમ પ્રસારણ-લાઇનનું ખર્ચ પણ અમુક પ્રમાણમાં વધુ. આ બંને વિરોધાભાસી બાબતોને ધ્યાનમાં લઈ લાઇન-વોલ્ટેજ નક્કી કરાય છે.

ગાયત્રીપ્રસાદ હી. ભટ્ટ

નગીનદાસ હી. મોદી