डेड एंड टॉवर और पावर ट्रांसफॉर्मर के बीच केबल की थोड़ी लंबाई

Question

Examoogle · Accepted Answer

The correct answer is B: हमेशा आपतित (incident) तरंग की ढलान को कम करती है. ओवरहेड लाइन (या टॉवर) और पावर ट्रांसफॉर्मर के बीच डाली गई केबल की एक छोटी लंबाई एक सर्ज संशोधक (surge modifier) के रूप में कार्य करती है। ओवरहेड लाइन की तुलना में केबल की उच्च कैपेसिटेंस और कम सर्ज इम्पीडेंस के कारण, यह प्रभावी रूप से आने वाली सर्ज वोल्टेज तरंग की ढलान (बढ़ने की दर) को कम कर देती है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
ओवरहेड लाइन (या टॉवर) और पावर ट्रांसफॉर्मर के बीच डाली गई केबल की एक छोटी लंबाई एक सर्ज संशोधक (surge modifier) के रूप में कार्य करती है। ओवरहेड लाइन की तुलना में केबल की उच्च कैपेसिटेंस और कम सर्ज इम्पीडेंस के कारण, यह प्रभावी रूप से आने वाली सर्ज वोल्टेज तरंग की ढलान (बढ़ने की दर) को कम कर देती है।

Working Principle: जब सर्ज इम्पीडेंस $Z_1$ वाली ओवरहेड लाइन से एक ट्रैवलिंग वेव, कम सर्ज इम्पीडेंस $Z_2$ वाली केबल में प्रवेश करती है, तो अपवर्तन (refraction) की प्रक्रिया होती है। चूंकि केबल में उच्च शंट कैपेसिटेंस $C$ होता है, इसलिए यह शुरुआती वेवफ्रंट के दौरान भारी चार्जिंग करंट खींचती है, जो वोल्टेज के बढ़ने की दर ($\frac{dv}{dt}$) को धीमा कर देती है। यह प्रक्रिया प्रभावी रूप से सर्ज वेवफ्रंट को 'सपाट' कर देती है, जिससे ट्रांसफॉर्मर इंसुलेशन को उच्च-आवृत्ति तनाव से बचाया जा सकता है।

Key Formulas: $v_t = \frac{2Z_2}{Z_1 + Z_2} v_i$ — वोल्टेज अपवर्तन सूत्र; $\frac{dv}{dt} = \frac{I}{C}$ — संबंध जो दिखाता है कि बढ़ने की दर कैपेसिटेंस द्वारा सीमित होती है

Key Points: केबल सर्ज इम्पीडेंस आमतौर पर 30-50 $\Omega$ होता है, जबकि ओवरहेड लाइनें 400-500 $\Omega$ की होती हैं।; केबल की उच्च शंट कैपेसिटेंस सर्ज के उच्च-आवृत्ति घटकों को अवशोषित करती है।; यह तकनीक ट्रांसफॉर्मर वाइंडिंग को तेज-तर्रार बिजली के सर्ज (lightning surges) से बचाने के लिए एक मानक अभ्यास है।

Advantages: ट्रांसफॉर्मर इंसुलेशन पर डाइइलेक्ट्रिक तनाव को कम करता है; सर्ज दमन की एक निष्क्रिय, रखरखाव-मुक्त विधि प्रदान करता है

Disadvantages: अत्यधिक लंबी अवधि के सर्ज के लिए सीमित प्रभावशीलता; केबल की लंबाई के सावधानीपूर्वक समन्वय की आवश्यकता होती है

Applications: ट्रांसफॉर्मर टर्मिनल सुरक्षा; हाई वोल्टेज सबस्टेशन प्रवेश सुरक्षा

Additional Info: यह व्यवस्था प्रभावी रूप से एक तेज 'कटी हुई' या खड़ी-मोर्चे वाली सर्ज को एक गोल वेवफॉर्म में बदल देती है।. विकल्प A गलत है क्योंकि प्रभाव सर्ज इम्पीडेंस में परिवर्तन के लिए निहित है, न कि सशर्त।

Answer: B सही है — केबल की उच्च कैपेसिटेंस आपतित वोल्टेज सर्ज तरंग की बढ़ने की दर (ढलान) को काफी कम कर देती है।

Exam Tip: याद रखें कि केबल के माध्यम से सर्ज संशोधन मूल रूप से केबल की वितरित कैपेसिटेंस के कारण होने वाला एक लो-पास फ़िल्टर प्रभाव है।

Examoogle · Answer

Option A: केवल कुछ निश्चित स्थितियों में तरंग की ढलान को कम करती है

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Option C: आपतित तरंग की ढलान अप्रभावित रहती है

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Option D: उपरोक्त में से कोई नहीं

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