फेज लाइन के पूर्ण संरक्षण के लिए

Question

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D: दो-फेज और एक-अर्थ फॉल्ट रिले की आवश्यकता होती है

Explanation & Concepts:
एक 3-फेज प्रणाली के लिए, सभी प्रकार के दोषों (फेज-टू-फेज और फेज-टू-ग्राउंड) के विरुद्ध पूर्ण सुरक्षा फेज दोषों के लिए दो ओवरकरंट रिले और अर्थ फॉल्ट के लिए एक ओवरकरंट रिले का उपयोग करके प्राप्त की जाती है। यह कॉन्फ़िगरेशन पर्याप्त है क्योंकि अर्थ से जुड़े किसी भी फॉल्ट का पता रेजिडुअल कनेक्शन द्वारा लगाया जाएगा, जबकि दो फेज रिले फेज-टू-फेज फॉल्ट के सभी संयोजनों को कवर करते हैं।

Working Principle: एक 3-फेज 3-वायर प्रणाली में, यदि फेज-टू-फेज फॉल्ट होता है, तो दो रिले में से कम से कम एक फॉल्ट करंट वहन करेगा। फेज-टू-ग्राउंड फॉल्ट के लिए, न्यूट्रल (या रेजिडुअल करंट) में करंट का पता अर्थ फॉल्ट रिले द्वारा लगाया जाता है। सममित घटकों (symmetrical components) के सिद्धांत के अनुसार, दो फेज यूनिट और एक अर्थ यूनिट प्रदान करना बिना किसी अतिरेक के पूरे फॉल्ट स्पेक्ट्रम को कवर करता है।

Key Formulas: $I_{residual} = I_A + I_B + I_C = 3I_0$ — अर्थ फॉल्ट रिले द्वारा उपयोग किया जाने वाला रेजिडुअल करंट जो ज़ीरो-सीक्वेंस घटक का प्रतिनिधित्व करता है।

Key Points: एक 3-फेज लाइन को फेज फॉल्ट और अर्थ फॉल्ट दोनों के खिलाफ सुरक्षा की आवश्यकता होती है।; 3-वायर प्रणाली में सभी फेज-टू-फेज संयोजनों का पता लगाने के लिए गणितीय रूप से दो फेज रिले पर्याप्त हैं।; ज़ीरो-सीक्वेंस करंट प्रवाह के कारण ग्राउंड फॉल्ट का पता लगाने के लिए एक अर्थ फॉल्ट रिले पर्याप्त है।

Advantages: करंट ट्रांसफार्मर और रिले यूनिटों की संख्या में लागत प्रभावी कमी।; सभी प्रकार के शॉर्ट सर्किट के खिलाफ पूर्ण कवरेज प्रदान करता है।

Disadvantages: यदि सिस्टम प्रतिबाधा असंतुलित है, तो तीन फेज रिले के उपयोग की तुलना में अधिक संवेदनशील सेटिंग्स की आवश्यकता हो सकती है।; बैकअप सुरक्षा तीन स्वतंत्र रिले के उपयोग की तुलना में कम मजबूत है।

Applications: वितरण फीडर (Distribution feeders); ग्राउंडेड न्यूट्रल सिस्टम वाली ट्रांसमिशन लाइनें

Additional Info: विकल्प A अत्यधिक है, क्योंकि 3-वायर सिस्टम के लिए तीन फेज रिले की सख्ती से आवश्यकता नहीं है।. विकल्प C और D फेज संख्या में भिन्न हैं; D किफायती सुरक्षा के लिए स्वीकृत मानक है।

Answer: D सही है — दो-फेज और एक-अर्थ फॉल्ट रिले यूनिटों की न्यूनतम संख्या का उपयोग करके सभी फॉल्ट प्रकारों को कवर करके 3-फेज लाइन के लिए सबसे किफायती और पूर्ण सुरक्षा प्रदान करते हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि एक 3-वायर सिस्टम में, किरचॉफ का करंट नियम यह बताता है कि करंट का योग शून्य है; इसलिए, यदि अन्य लाइन करंट को माप रहे हैं तो एक रिले भौतिक रूप से अनावश्यक (redundant) है।

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Option A: तीन-फेज और तीन-अर्थ फॉल्ट रिले की आवश्यकता होती है

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Option B: तीन-फेज और दो-अर्थ फॉल्ट रिले की आवश्यकता होती है

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Option C: दो-फेज और दो-अर्थ फॉल्ट रिले की आवश्यकता होती है

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