ट्रांसमिशन लाइन पर होने वाली आर्किंग (Arcing) को किसको कनेक्ट करके रोका जाता है?

Question

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A: न्यूट्रल में इंडक्टर

Explanation & Concepts:
ट्रांसमिशन लाइन पर आर्किंग, विशेष रूप से लाइन-टू-ग्राउंड फॉल्ट के दौरान, एक आर्क सप्रेशन कॉइल का उपयोग करके रोकी जाती है, जिसे आमतौर पर पीटरसन कॉइल (Petersen Coil) के रूप में जाना जाता है। इस इंडक्टर को सिस्टम के न्यूट्रल पॉइंट और ग्राउंड के बीच जोड़ा जाता है ताकि लाइन के कैपेसिटिव चार्जिंग करंट को न्यूट्रलाइज (निष्प्रभावी) किया जा सके।

Working Principle: जब किसी अनर्थ्ड (unearthed) सिस्टम में लाइन-टू-ग्राउंड फॉल्ट होता है, तो लाइन-टू-ग्राउंड कैपेसिटेंस ($C_g$) एक महत्वपूर्ण लीडिंग फॉल्ट करंट उत्पन्न करता है, जो फॉल्ट स्थान पर आर्क को बनाए रखता है। इंडक्टेंस ($L$) के साथ पीटरसन कॉइल को स्थापित करके, एक इंडक्टिव करंट ($I_L$) उत्पन्न होता है जो कैपेसिटिव फॉल्ट करंट ($I_C$) के बराबर और विपरीत होता है। यह प्रभावी रूप से फॉल्ट के स्थान पर रिएक्टिव फॉल्ट करंट को रद्द कर देता है, जिससे पावर सप्लाई को बाधित किए बिना आर्क स्वाभाविक रूप से बुझ जाता है।

Key Formulas: $I_C = 3 \cdot \omega \cdot C_g \cdot V_{ph}$ — कैपेसिटिव फॉल्ट करंट; $L = \frac{1}{3 \cdot \omega^2 \cdot C_g}$ — ट्यूनिंग के लिए आवश्यक इंडक्टेंस

Key Points: पीटरसन कॉइल ग्राउंडिंग का उपयोग मुख्य रूप से मीडियम वोल्टेज नेटवर्क में निरंतर आर्किंग को रोकने के लिए किया जाता है।; सिस्टम को 'ट्यून्ड' तब कहा जाता है जब $I_L = I_C$ होता है।; यह ट्रांजिएंट सिंगल लाइन-टू-ग्राउंड फॉल्ट होने पर सर्किट ब्रेकर को तुरंत ट्रिप करने की आवश्यकता को समाप्त करता है।; न्यूट्रल सीधे ग्राउंड नहीं होता है, बल्कि एक वेरिएबल रिएक्टर के माध्यम से ग्राउंड होता है।

Advantages: फॉल्ट करंट के परिमाण को काफी कम करता है।; सर्किट ब्रेकर को ट्रिप किए बिना आर्क को बुझने में मदद करता है।; ट्रांजिएंट फॉल्ट के लिए सप्लाई की विश्वसनीयता में सुधार करता है।

Disadvantages: अस्थायी ओवरवोल्टेज के कारण इन्सुलेशन विफलता का खतरा बढ़ जाता है।; यदि सिस्टम कैपेसिटेंस बदलता है तो इंडक्टर की समय-समय पर ट्यूनिंग की आवश्यकता होती है।

Applications: मीडियम वोल्टेज ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइन्स।; ग्रामीण वितरण नेटवर्क जहाँ ट्रांजिएंट फॉल्ट अक्सर होते हैं।

Additional Info: वह स्थिति जहाँ $I_L = I_C$ होता है, रेजोनेंट ग्राउंडिंग कहलाती है।. न्यूट्रल में रेसिस्टर (विकल्प B) का उपयोग हाई रेजिस्टेंस ग्राउंडिंग (HRG) के लिए फॉल्ट करंट को सीमित करने हेतु किया जाता है, लेकिन विशेष रूप से आर्क सप्रेशन के लिए कैपेसिटिव चार्जिंग करंट को रद्द करने के लिए नहीं।

Answer: A सही है — एक इंडक्टर, जिसे पीटरसन कॉइल के रूप में जाना जाता है, को कैपेसिटिव फॉल्ट करंट को न्यूट्रलाइज करने और आर्किंग को रोकने के लिए न्यूट्रल और ग्राउंड के बीच जोड़ा जाता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि पीटरसन कॉइल को विशेष रूप से सिस्टम कैपेसिटेंस ($C_g$) के साथ रेजोनेट करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो इसे पावर सिस्टम में R-L-C रेजोनेंस का एक क्लासिक अनुप्रयोग बनाता है।

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Option B: न्यूट्रल में रेसिस्टर

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Option C: न्यूट्रल में कैपेसिटर

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Option D: उपरोक्त में से कोई नहीं

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