फेरांटी प्रभाव को निम्नलिखित में से किस विधि द्वारा कम किया जा सकता है?

Question

Accepted Answer

A: शंट रिएक्टर

Explanation & Concepts:
फेरांटी प्रभाव एक ऐसी घटना है जहाँ बिना लोड या हल्के लोड वाली ट्रांसमिशन लाइन का रिसीविंग-एंड वोल्टेज सेंडिंग-एंड वोल्टेज से अधिक हो जाता है। शंट रिएक्टरों को लाइन के समानांतर जोड़ा जाता है ताकि लाइन कैपेसिटेंस द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त रिएक्टिव पावर (VAr) को अवशोषित किया जा सके, जिससे वोल्टेज में होने वाली वृद्धि को नियंत्रित किया जा सके।

Working Principle: लंबी ट्रांसमिशन लाइनों में, शंट कैपेसिटेंस ($C$) के कारण नो-लोड स्थितियों में भी एक लीडिंग चार्जिंग करंट ($I_c$) प्रवाहित होता है। यह लीडिंग करंट, लाइन के सीरीज इंडक्टेंस ($L$) से होकर गुजरते हुए, एक वोल्टेज ड्रॉप बनाता है जिसके परिणामस्वरूप रिसीविंग एंड पर वोल्टेज बढ़ जाता है। रिसीविंग एंड पर एक शंट रिएक्टर (इंडक्टर $L_{sh}$) लगाकर, यह एक लैगिंग करंट खींचता है जो लीडिंग चार्जिंग करंट की भरपाई करता है और फेरांटी प्रभाव को निष्प्रभावी कर देता है।

Key Formulas: $I_{charge} = j\omega C V_{line}$ — लाइन कैपेसिटेंस के कारण चार्जिंग करंट; $\frac{V_r}{V_s} \approx \sec(\beta l)$ — लंबी लाइनों में रिसीविंग एंड वोल्टेज वृद्धि को दर्शाने वाला अनुपात

Key Points: फेरांटी प्रभाव लंबी ट्रांसमिशन लाइनों (>200 किमी) में सबसे अधिक स्पष्ट होता है।; यह मुख्य रूप से हल्के लोड या नो-लोड स्थितियों के दौरान देखा जाता है।; शंट रिएक्टर रिएक्टिव पावर की खपत करके क्षतिपूर्ति प्रदान करते हैं।; यह प्रभाव ट्रांसमिशन लाइन के कैपेसिटेंस के कारण होता है जो रिएक्टिव पावर के स्रोत के रूप में कार्य करता है।

Advantages: ओवरवोल्टेज के कारण इन्सुलेशन खराब होने से रोकता है।; सिस्टम के वोल्टेज रेगुलेशन में सुधार करता है।; ट्रांसमिशन ग्रिड की स्थिरता बनाए रखने में मदद करता है।

Disadvantages: अतिरिक्त स्थापना और रखरखाव लागत।; रिएक्टर हानियों के कारण कुछ वास्तविक शक्ति (real power) की खपत होती है।; सबस्टेशन सुरक्षा प्रणाली में जटिलता जोड़ता है।

Applications: एक्स्ट्रा हाई वोल्टेज (EHV) और अल्ट्रा हाई वोल्टेज (UHV) ट्रांसमिशन लाइनें।; उच्च अंतर्निहित कैपेसिटेंस वाली भूमिगत केबल प्रणालियाँ।

Additional Info: सीरीज रिएक्टरों का उपयोग आमतौर पर फॉल्ट करंट को सीमित करने के लिए किया जाता है, फेरांटी प्रभाव नियंत्रण के लिए नहीं।. शंट कैपेसिटर का उपयोग लैगिंग लोड स्थितियों में पावर फैक्टर सुधार के लिए किया जाता है, जो फेरांटी प्रभाव को और खराब कर देगा।. सीरीज कैपेसिटर का उपयोग स्टेडी-स्टेट स्थिरता और बिजली हस्तांतरण क्षमता में सुधार के लिए किया जाता है, न कि नो-लोड पर वोल्टेज वृद्धि को कम करने के लिए।

Answer: A सही है — शंट रिएक्टरों का उपयोग ट्रांसमिशन लाइन कैपेसिटेंस द्वारा उत्पन्न लीडिंग रिएक्टिव पावर को अवशोषित करने के लिए किया जाता है, जिससे फेरांटी प्रभाव की वोल्टेज वृद्धि विशेषता को निष्प्रभावी किया जा सके।

Exam Tip: हमेशा याद रखें: कैपेसिटिव प्रभावों (ओवरवोल्टेज/फेरांटी) के लिए शंट इंडक्टर्स, और इंडक्टिव प्रभावों (अंडरवोल्टेज/कम पावर फैक्टर) के लिए शंट कैपेसिटर्स का उपयोग करें।

Answer

Option B: सीरीज रिएक्टर

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Option C: शंट कैपेसिटर

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Option D: सीरीज कैपेसिटर

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