लंबी दूरी की HV ट्रांसमिशन लाइन के लिए नो-लोड (on loaded/no-load) स्थिति में रिसीविंग एंड वोल्टेज होता है

Question

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D: सेंडिंग एंड वोल्टेज से अधिक

Explanation & Concepts:
लंबी दूरी की HV ट्रांसमिशन लाइनों में, नो-लोड या कम लोड वाली स्थितियों में रिसीविंग एंड वोल्टेज फेरेंटी प्रभाव (Ferranti effect) के कारण सेंडिंग एंड वोल्टेज से अधिक होता है। यह घटना मुख्य रूप से लाइन कैपेसिटेंस के कारण होती है, जो लाइन इंडक्टेंस के माध्यम से एक लीडिंग चार्जिंग करंट खींचती है, जिससे रिसीविंग एंड पर वोल्टेज बढ़ जाता है।

Working Principle: ट्रांसमिशन लाइन एक डिस्ट्रीब्यूटेड पैरामीटर नेटवर्क के रूप में कार्य करती है जिसमें रेजिस्टेंस, इंडक्टेंस और शंट कैपेसिटेंस शामिल होते हैं। नो-लोड पर, कैपेसिटेंस सेंडिंग एंड से एक लीडिंग करंट ($I_{ch}$) खींचता है। जैसे ही यह करंट सीरीज लाइन इंडक्टेंस ($X_L$) के माध्यम से प्रवाहित होता है, यह वोल्टेज ड्रॉप उत्पन्न करता है जिसके परिणामस्वरूप रिसीविंग एंड वोल्टेज $V_R$, सेंडिंग एंड वोल्टेज $V_S$ से अधिक हो जाता है क्योंकि रिएक्टिव ड्रॉप घटक वोल्टेज को 'बूस्ट' करने के लिए परस्पर क्रिया करते हैं।

Key Formulas: $V_R = V_S \cos(\beta l) - I_S Z_c \sin(\beta l)$ — सामान्य ट्रांसमिशन लाइन समीकरण; $I_{ch} = j \omega C V_S$ — शंट कैपेसिटेंस के कारण चार्जिंग करंट

Key Points: फेरेंटी प्रभाव केवल लंबी ट्रांसमिशन लाइनों (आमतौर पर > 200 किमी) में ही महत्वपूर्ण होता है।; यह मुख्य रूप से लाइन इंडक्टेंस के माध्यम से बहने वाले चार्जिंग करंट के कारण होता है।; वोल्टेज में इस वृद्धि को कम करने के लिए आमतौर पर रिएक्टरों का उपयोग करके शंट कंपनसेशन किया जाता है।; यह प्रभाव छोटी लाइनों में नगण्य होता है क्योंकि रेजिस्टिव और इंडक्टिव ड्रॉप की तुलना में कैपेसिटिव प्रभाव कम होता है।

Advantages: विशिष्ट लोड स्थितियों में वोल्टेज का स्वतः-नियमन (Self-regulation); हल्के लोड के दौरान अतिरिक्त कंपनसेशन की आवश्यकता को कम करता है

Disadvantages: ओवरवोल्टेज के कारण रिसीविंग एंड पर इंसुलेशन खराब होने का खतरा; वोल्टेज स्थिरता बनाए रखने के लिए अतिरिक्त रिएक्टिव पावर कंपनसेशन (शंट रिएक्टर) की आवश्यकता होती है

Applications: हाई वोल्टेज (HV) और एक्स्ट्रा हाई वोल्टेज (EHV) ओवरहेड पावर ट्रांसमिशन लाइनें

Additional Info: यह प्रभाव लाइन की लंबाई के वर्ग के सीधे आनुपातिक होता है।. विकल्प B और A गलत हैं क्योंकि हल्के लोड परिदृश्य में इंडक्टेंस के पार वोल्टेज ड्रॉप वास्तव में वोल्टेज में वृद्धि की ओर ले जाता है, न कि गिरावट की ओर।

Answer: D सही है — लंबी ट्रांसमिशन लाइनों के शंट कैपेसिटेंस के कारण होने वाले फेरेंटी प्रभाव के कारण रिसीविंग एंड वोल्टेज, सेंडिंग एंड वोल्टेज से अधिक होता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि जबकि छोटी लाइनें हमेशा लोड पर वोल्टेज ड्रॉप दिखाती हैं, लंबी लाइनों में कैपेसिटिव विशेषताएं होती हैं जो हल्के या नो-लोड स्थितियों के दौरान लोड एंड पर वोल्टेज को बढ़ा सकती हैं।

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Option A: सेंडिंग एंड वोल्टेज से बहुत कम

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Option B: सेंडिंग एंड वोल्टेज से कम

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Option C: सेंडिंग एंड वोल्टेज के बराबर

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