यदि केवल 11वें क्रम के हार्मोनिक (11th order harmonic) को हटाना आवश्यक हो, तो निम्नलिखित में से किस फ़िल्टर को

Question

यदि केवल 11वें क्रम के हार्मोनिक (11th order harmonic) को हटाना आवश्यक हो, तो निम्नलिखित में से किस फ़िल्टर को प्राथमिकता दी जाती है?

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A: ट्यून्ड फ़िल्टर (Tuned Filter)

Explanation & Concepts:
एक ट्यून्ड फ़िल्टर, जिसे सिंगल-ट्यून्ड पैसिव फ़िल्टर के रूप में भी जाना जाता है, विशेष रूप से एक लक्षित हार्मोनिक आवृत्ति, जैसे कि 11वें हार्मोनिक, के लिए कम-प्रतिबाधा (low-impedance) पथ प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसमें एक इंडक्टर और एक कैपेसिटर का श्रेणी संयोजन (series combination) होता है जो उस हार्मोनिक की आवृत्ति पर ट्यून किया जाता है जिसे हटाना है, जो प्रभावी रूप से ट्रांसमिशन सिस्टम से हार्मोनिक करंट को बाईपास कर देता है।

Working Principle: यह सिद्धांत अनुनाद (resonance) स्थिति पर निर्भर करता है जहाँ लक्षित हार्मोनिक आवृत्ति $h$ पर प्रेरक प्रतिघात (inductive reactance) ($X_L$), धारिता प्रतिघात (capacitive reactance) ($X_C$) के बराबर होता है। $h \cdot 2\pi f L = \frac{1}{h \cdot 2\pi f C}$ सेट करके, फ़िल्टर हार्मोनिक घटक $h$ के लिए शॉर्ट सर्किट बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक बहुत ही कम प्रतिबाधा वाला पथ प्राप्त होता है जो हार्मोनिक करंट को ग्राउंड में भेज देता है।

Key Formulas: $f_h = h \cdot f = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$ — हार्मोनिक क्रम $h$ के लिए अनुनाद आवृत्ति स्थिति; $Z = R + j(h\omega L - \frac{1}{h\omega C})$ — ट्यून्ड फ़िल्टर की कुल प्रतिबाधा

Key Points: ट्यून्ड फ़िल्टर HVDC सिस्टम में विशिष्ट विशेषता हार्मोनिक्स को हटाने के लिए अत्यधिक कुशल होते हैं।; 11वां और 13वां हार्मोनिक, 12-पल्स HVDC कन्वर्टर्स द्वारा उत्पन्न प्राथमिक विशेषता हार्मोनिक्स हैं।; एक ट्यून्ड फ़िल्टर अनुनाद आवृत्ति $f_h$ पर न्यूनतम प्रतिबाधा प्रदान करता है।

Advantages: लक्षित हार्मोनिक आवृत्ति पर बहुत कम प्रतिबाधा प्रदान करता है; एक विशिष्ट, प्रभावी हार्मोनिक को हटाने के लिए किफायती है; मूल आवृत्ति (fundamental frequency) पर रिएक्टिव पावर सपोर्ट प्रदान करता है

Disadvantages: आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला को फ़िल्टर करने के लिए अप्रभावी है; प्रदर्शन घटक सहिष्णुता (component tolerances) और तापमान भिन्नताओं के प्रति संवेदनशील होता है; सिस्टम प्रतिबाधा के साथ अनुनाद का जोखिम

Applications: HVDC कन्वर्टर स्टेशन; बड़े औद्योगिक वेरिएबल फ्रीक्वेंसी ड्राइव; इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस पावर सिस्टम

Additional Info: डैम्प्ड फ़िल्टर (हाई-पास फ़िल्टर) को तब प्राथमिकता दी जाती है जब एक विस्तृत आवृत्ति रेंज में कई हार्मोनिक्स को एक साथ दबाने की आवश्यकता होती है।. HVDC सिस्टम में, 11वें और 13वें हार्मोनिक फ़िल्टर आमतौर पर स्वतंत्र ट्यून्ड शाखाओं के रूप में स्थापित किए जाते हैं।

Answer: A सही है — ट्यून्ड फ़िल्टर 11वें जैसे विशिष्ट हार्मोनिक आवृत्ति को लक्षित करने के लिए आदर्श हैं, जबकि डैम्प्ड फ़िल्टर का उपयोग ब्रॉड-स्पेक्ट्रम हार्मोनिक दमन के लिए किया जाता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि p-पल्स कन्वर्टर के लिए विशेषता हार्मोनिक्स $h = np \pm 1$ द्वारा परिभाषित होते हैं; 12-पल्स कन्वर्टर के लिए, $n=1$ रखने पर 11वां और 13वां हार्मोनिक प्राप्त होता है।

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Option B: डैम्प्ड फ़िल्टर (Damped Filter)

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