ලංකාවේ විදුලි ක්‍ෂේත්‍රය​ ගැන - 1 (මූලික සංකල්ප​)

ලංකාවේ විදුලි ක්‍ෂේත්‍රය​ ගැන - 1 (මූලික සංකල්ප​)

විදුලිය යනු ගලා යන ඉලෙක්ට්‍රෝන ධාරාවකි.

විදුලිය ගැන කතා කිරීමේදී මූලික ගුණාංග තුනක් වැදගත් වේ.
1. ධාරාව (current) - තප්පරයකට ගලා යන ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රමානය. මනින ඒකකය ඇම්පියර් (A) වේ.
2. වෝල්ටීයතාවය (voltage) - විදුලි ධාරාව ගලා යාමට ඇති තල්ලුව​. මනින ඒකකය වෝල්ට් (V) වේ.
3. ප්‍රතිරෝධය (resistance) - විදුලි ධාරාව ගලා යාමට ඇති බාධාව​. මනින ඒකකය ඕම් (Ω) වේ. මෙය ධාරාව ගලායන සන්නායකයේ ගුණයකි.

බලය (power)

පරිපථයක් හරහා ධාරාවක් ගලා යාමේදී අපට විවිධ ස්වරූප වලින් කාර්‍යයන් කළ හැක​. විදුලි ප්‍රභවයක කාර්‍යය කිරීමේ හැකියාව "බලය​" ලෙස හැඳින්වේ. බලය මනින්නේ වොට් (W) ඒකකයෙනි.

ශක්තිය (energy)

යම්කිසි කාල සීමාවක් තුල විදුලි ධාරාවක් විසින් කෙරෙන කාර්‍යය ප්‍රමානය මැනෙන්නේ ශක්තියෙනි. ශක්තිය මනින ඒකකය වොට් පැය (Wh) වේ.

බලය සහ ශක්තිය අතර සම්බන්ධතාවය තේරුම් ගැනීමට සරළ උදාහරණයක් යොදා ගත හැක​.

මිනිස්සු දහ දෙනෙකුගෙන් සමන්විත වැඩ කණ්ඩායමක් ගත් විට එහි බලය "මිනිස්සු 10 කි". එම වැඩ කණ්ඩායම දවස් දෙකක කාලයක් පුරා ගෙයක් සෑදුවේ යැයි සිතමු. එවිට එම කණ්ඩායම වැය කළ ශක්තිය මිනිස් දින 20 කි.

මිනිස්සු පස් දෙනෙකුගෙන් සමන්විත වැඩ කණ් ඩායමක් ගත් විට එහි බලය "මිනිස්සු 5 කි". එම වැඩ කණ්ඩායමට ඉහත ගෙය සෑදීමට දින හතරක් ගතවේ. නමුත් වැඩ කණ්ඩායම වැය කළ ශක්තියේ වෙනසක් නැත​. ඒ මිනිස් දින 20 ක් ම වේ.

මේ ආකාරයටම අපි විදුලි උපාංගයක් පාවිච්චි කිරීමේදී එය ක්‍රියා කරවීමට අවශ්‍යය බලය වොට් (හෝ කිලෝවොට් හෝ මෙගාවොට්) වලින් මනිමු. එම උපාංගය යම්කිසි කාලයක් ක්‍රියාකළ විට වැය වන ශක්තිය වොට්පැය (හෝ කිලෝවොට් පැය හෝ මෙගාවොට්පැය​) වලින් මනිමු.

අපි විදුලියට ගෙවන්නේ බලය වෙනුවෙන් නොව ශක්තිය වෙනුවෙනි. අපේ විදුලි බිලේ ඇති "ඒකකයක්" නැතිනම් "යුනිට් එකක්" යනු කිලෝවොට් පැය​ 1 ක ශක්ති ප්‍රමානයකි.

වොට් 100 විදුලි බුබුලක් ක්‍රියා කරවීමට වොට් 100 ක විදුලි බලයක් අවශ්‍යය වේ. එය පැය 10ක් දැල් වූ විට කිලෝවොට් පැයක් (නැතිනම් ඒකක 1 ක​) ශක්තියක් වැය වේ.

විදුලි බලාගාර වල ඇති විදුලිය ජනනය කරන ජෙනරේටර් යන්ත්‍ර වල ධාරිතාවය මැනෙන්නේ එයට ජනනය කළ හැකි විදුලියේ බලය අනුවය​. ඒ අනුව​, වික්ටෝරියා බලාගාරයේ එක් ජෙනරේටරයක් මෙගාවොට් 70 ක බලයකින් යුක්තය​. එම ජෙනරේටරය පැයක් ක්‍රියාත්මක වූ විට මෙගාවොට් පැය 70 ක ශක්තියක් උත්පාදනය කරයි. එනම්, විදුලි ඒකක 70,000 ක් උත්පාදනය කරයි.

සරළ ධාරාව (DC) සහ ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාව (AC)

සරළ ධාරාවක ධාරාව සහ වෝල්ටීයතාවය නොවෙනස්ව පවතී. බැටරි, සූර්‍ය කෝෂ වැනි ප්‍රභව වලින් උත්පාදනය කරන්නේ සරළ ධාරාවන් ය​.

ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාවක ධාරාව සහ වෝල්ටීයතාවය කාලයත් සමඟ දිශාව මාරු කරයි. සාමාන්‍යයෙන් ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාවක ධාරාව සහ වෝල්ටීයතාවය කාලය සමඟ දක්වන්නේ සයිනාකාර වක්‍රයක සම්බන්ධතාවයකි. ජෙනරේටර වලින් උත්පාදනය කරන්නේ ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාවන්‍ ය​.

ජෙනරේටර් වලින් උත්පාදනය කෙරෙන්නේ ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාවන් නිසා රටක විදුලි පද්ධතිය ප්‍රත්‍යාවර්ථ එකකි.

ප්‍රත්‍යාවර්ථ ධාරාවක් තප්පරයකට දිශාව මාරු කරන වාර ගණන එම ධාරාවේ සංඛාතය (frequency) ලෙස හඳුන්වයි. සංඛ්‍යාතය මනිනු ලබන්නේ හර්ට්ස් (Hz) ඒකකයෙනි. ලංකාවේ සහ ලෝකයේ බොහෝ රටවල විදුලි පද්ධතියේ සංඛ්‍යාතය 50Hz වේ. නමුත් ඇමරිකාව වැනි රටවල් කීපයක මෙය 60Hz වේ.

ජාතික විදුලි පද්ධතිය (National Power System)

රටක ජාතික විදුලි පද්ධතිය කොටස් තුනකින් සමන්විත වේ.
1. ජනනය (generation)
2. සම්ප්‍රේෂනය (transmission)
3. බෙදා හැරීම (distribution)

ජනනය යනු විදුලි බලාගාර වලින් විදුලිය උත්පාදනය කිරීමයි.

මෙම උත්පාදනය කරන විදුලිය විදුලි බලාගාර වල සිට රට පුරා බෙදා හැරිය යුතුය​. ඒ බෙදා හැරීම් මධ්‍යස්ථාන උප පොළවල් (grid substation) ලෙස හැඳින්වේ.

විදුලි බලාගාර වල සිට උප පොළවල් දක්වා විදුලිය රැගෙන ඒම සම්ප්‍රේෂනයයි. මේ සඳහා භාවිතා වන්නේ අධි සැර (high voltage) විදුලි රැහැන් ය​. ඒ සම්ප්‍රේෂනයේදී සිදු වන ශක්ති හානිය අවම කර ගැනීමටය​. ලංකාවේදී මේ සඳහා 220kV සහ 132kV වෝල්ටීයතා භාවිතා වේ.

උපපොළ වල සිට නිවෙස් සහ කම්හල් දක්වා විදුලිය රැගෙන යාම බෙදා හැරීමයි. මේ සඳහා මධ්‍ය සැර (medium voltage) සහ අඩු සැර (low voltage) විදුලි රැහන් ය​. ලංකාවේ මධ්‍ය සැර වෝල්ටීයතාව ලෙස 33kV සහ අඩු සැර වෝල්ටීයතාව ලෙස 400V භාවිතා වේ.

පද්ධති පාලන මධ්‍යස්ථානය (system control center)

ජාතික විදුලි පද්ධතියක විදුලිය ගබඩා කිරීමක් සිදුවන්නේ නැත​. රටේ විදුලිය පාවිච්චි කරන ප්‍රමානයට සමාන ප්‍රමානයක් විදුලිය උත්පාදනය කිරීම සිදු කරයි. එමනිසා ඕනෑම අවස්ථාවක රටක විදුලි පරිභෝජනය විදුලි උත්පාදනයට සමාන වේ.

විදුලි පරිභෝජනයට වඩා උත්පාදනය වැඩි වුවහොත් පද්ධතියේ සංඛ්‍යාතය ඉහළ යයි. උත්පාදනයට වඩා පරිභෝජනය වැඩි වුනහොත් සංඛ්‍යාතය පහළ යයි. මේ අවස්ථා දෙකම පද්ධතියේ අස්ථාවර අවස්ථාවන් ය​. සමතුලිත පද්ධතියක සංඛ්‍යාතය සම්මත අගයේ (50Hz හෝ 60Hz) හෝ ඊට ආසන්න අගයක තිබිය යුතුය​.

සංඛ්‍යාතය ඉහළ ගිය විට බලාගාර වල විදුලි උත්පාදනය අඩු කළ යුතුය​. සංඛ්‍යාතය පහළ ගිය විට බලාගාර වල විදුලි උත්පාදනය වැඩි කළ යුතුය​. මේ කාර්‍යය කිරීම සඳහා බලාගාර වලට අවශ්‍යය උපදෙස් ලබා දෙන්නේ පද්ධති පාලන මධ්‍යස්ථානය (system control center) මගිනි. පද්ධති පාලන මධ්‍යස්ථානයේ සිට පැය 24 පුරාම පද්ධතියේ විදුලි පරිභෝජනය සහ විදුලි උත්පාදනය නිරීක්‍ෂනය කෙරෙයි. සංඛ්‍යාතය සම්මත අගයෙන් බැහැර වන විට පද්ධති පාලන මධ්‍යස්ථානය මගින් බලාගාර වෙත උත්පාදනය අවශ්‍යය ආකාරයට අඩු වැඩි කිරීමට උපදෙස් ලැබෙයි.