बंडल कंडक्टरों (Bundled conductors) का उपयोग मुख्य रूप से किया जाता है

Question

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D: सीरीज रिएक्टेंस को कम करने के लिए

Explanation & Concepts:
बंडल कंडक्टर, जिनमें प्रति फेज दो या दो से अधिक समानांतर जुड़े कंडक्टर होते हैं, मुख्य रूप से EHV और UHV ट्रांसमिशन लाइनों में सीरीज रिएक्टेंस को कम करने और कोरोना डिस्चार्ज को दबाने के लिए उपयोग किए जाते हैं। कंडक्टर बंडल के ज्यामितीय माध्य त्रिज्या (GMR) को प्रभावी ढंग से बढ़ाकर, लाइन के इंडक्टिव रिएक्टेंस को काफी कम कर दिया जाता है।

Working Principle: ट्रांसमिशन लाइन का इंडक्टिव रिएक्टेंस $X_L = 2\pi fL$ द्वारा दिया जाता है, जहाँ इंडक्टेंस $L$, $\ln(1/GMR)$ के समानुपाती होता है। जब कंडक्टरों को बंडल किया जाता है, तो GMR बढ़ जाता है, जिससे प्रभावी इंडक्टेंस ($L$) कम हो जाता है। परिणामस्वरूप, इंडक्टेंस में कमी से सीरीज रिएक्टेंस ($X_L$) कम हो जाता है, जिससे ट्रांसमिशन लाइन की पावर ट्रांसफर क्षमता में सुधार होता है।

Key Formulas: $L = 2 	imes 10^{-7} \ln\left(\frac{GMD}{GMR}ight)$ — प्रति इकाई लंबाई इंडक्टेंस; $X_L = 2\pi f L$ — सीरीज इंडक्टिव रिएक्टेंस

Key Points: बंडल कंडक्टर सतह वोल्टेज प्रवणता (voltage gradient) को कम करके कोरोना लॉस और रेडियो हस्तक्षेप को कम करते हैं।; रिएक्टेंस कम होने पर लाइन की सर्ज इम्पीडेंस लोडिंग (SIL) बढ़ जाती है।; बंडल कंडक्टर शंट कैपेसिटेंस ($C$) में वृद्धि करते हैं, न कि कमी, जो वोल्टेज रेगुलेशन में मदद करता है।; बंडल में कंडक्टरों की संख्या वोल्टेज स्तर के आधार पर चुनी जाती है (उदा. 400kV के लिए 2, 765kV के लिए 4)।

Advantages: लाइन इंडक्टेंस में कमी (कम $X_L$); लाइन कैपेसिटेंस में वृद्धि (उच्च $C$); कोरोना प्रभाव और बिजली की हानि में कमी; सर्ज इम्पीडेंस लोडिंग में वृद्धि

Disadvantages: टावरों पर हवा का भार (wind loading) बढ़ जाता है; अधिक यांत्रिक जटिलता और लागत; स्पेसर्स और डंपर्स की आवश्यकता

Applications: एक्स्ट्रा हाई वोल्टेज (EHV) ट्रांसमिशन लाइनें; अल्ट्रा हाई वोल्टेज (UHV) ट्रांसमिशन लाइनें; ऐसी लाइनें जहाँ सर्ज इम्पीडेंस लोडिंग को अधिकतम करने की आवश्यकता हो

Additional Info: विकल्प A गलत है क्योंकि बंडलिंग प्रभावी सतह क्षेत्र बढ़ने के कारण वास्तव में शंट कैपेसिटेंस को बढ़ाती है।. विकल्प B गलत है क्योंकि कैपेसिटेंस $\ln(1/r)$ के समानुपाती होता है, और बंडलिंग के दौरान प्रभावी त्रिज्या में वृद्धि कैपेसिटेंस को बढ़ाती है।. सीरीज रिएक्टेंस में कमी पावर सिस्टम की स्टेडी-स्टेट स्टेबिलिटी सीमा को बढ़ाती है।

Answer: D सही है — बंडल कंडक्टर प्रभावी रूप से लाइन की ज्यामितीय माध्य त्रिज्या (GMR) को बढ़ाते हैं, जो लाइन के इंडक्टेंस को काफी कम कर देता है और परिणामस्वरूप, सीरीज इंडक्टिव रिएक्टेंस को कम करता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें: बंडलिंग प्रभावी त्रिज्या को बढ़ाती है, जिससे कैपेसिटेंस ($C$) बढ़ता है और इंडक्टेंस ($L$) कम होता है। चूंकि $X_L = \omega L$, इसलिए $X_L$ कम हो जाता है; चूंकि $X_C = 1/(\omega C)$, इसलिए $X_C$ भी कम हो जाता है।

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Option A: शंट कैपेसिटेंस को बढ़ाने के लिए

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Option B: शंट कैपेसिटेंस को कम करने के लिए

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Option C: सीरीज रिएक्टेंस को बढ़ाने के लिए

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