नो-लोड स्थिति में एक लंबी ट्रांसमिशन लाइन में

Question

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B: सेंडिंग एंड वोल्टेज, रिसीविंग एंड वोल्टेज से कम होता है

Explanation & Concepts:
नो-लोड स्थितियों में एक लंबी ट्रांसमिशन लाइन में, फेरेंटी प्रभाव (Ferranti effect) के कारण रिसीविंग एंड वोल्टेज ($V_R$), सेंडिंग एंड वोल्टेज ($V_S$) से अधिक होता है। यह घटना इसलिए होती है क्योंकि लाइन एक कैपेसिटर के रूप में कार्य करती है, जो एक अग्रणी (leading) चार्जिंग करंट खींचती है, जिससे लाइन इंडक्टेंस के पार वोल्टेज में वृद्धि होती है।

Working Principle: एक लंबी ट्रांसमिशन लाइन की शंट कैपेसिटेंस के कारण नो-लोड होने पर भी चार्जिंग करंट प्रवाहित होता है। जैसे ही यह लीडिंग करंट लाइन के सीरीज इंडक्टिव रिएक्टेंस से होकर गुजरता है, यह एक ऐसा वोल्टेज ड्रॉप पैदा करता है जो सेंडिंग एंड वोल्टेज के चरण में विपरीत होता है, जिससे लाइन की लंबाई के साथ रिसीविंग एंड की ओर वोल्टेज प्रभावी रूप से बढ़ जाता है।

Key Formulas: $V_R = \frac{V_S}{cos(\beta l)}$ — नो-लोड लंबी लाइनों के लिए सरलीकृत संबंध, जहाँ $\beta$ फेज नियतांक है और $l$ लंबाई है; $I_C = j \omega C V$

Key Points: फेरेंटी प्रभाव मुख्य रूप से लंबी, हल्के भार वाली या बिना भार वाली ट्रांसमिशन लाइनों में देखा जाता है।; कम शंट कैपेसिटेंस के कारण छोटी और मध्यम ट्रांसमिशन लाइनों में यह प्रभाव नगण्य होता है।; कैपेसिटिव चार्जिंग करंट वोल्टेज वृद्धि का मूल कारण है।; वोल्टेज में वृद्धि लाइन की लंबाई के वर्ग के समानुपाती होती है।

Advantages: अत्यधिक लंबी लाइनों में वोल्टेज विनियमन के लिए उपयोगी; शंट मुआवजे (shunt compensation) की आवश्यकता को उजागर करता है

Disadvantages: इंसुलेशन पर दबाव (stress) पैदा कर सकता है; नो-लोड पर वोल्टेज नियंत्रण के लिए शंट रिएक्टरों की आवश्यकता होती है

Applications: हाई वोल्टेज लंबी ट्रांसमिशन लाइन का विश्लेषण; पावर सिस्टम स्थिरता और वोल्टेज प्रबंधन

Additional Info: फेरेंटी प्रभाव इसलिए होता है क्योंकि चार्जिंग करंट वोल्टेज से 90 डिग्री आगे रहता है, और लाइन इंडक्टेंस से बहने पर यह एक फेजर जोड़ बनाता है जिसके परिणामस्वरूप रिसीविंग एंड पर वोल्टेज अधिक हो जाता है।. विकल्प A गलत है क्योंकि यह सामान्य भार स्थितियों (इंडक्टिव लोड) के तहत व्यवहार का वर्णन करता है।

Answer: B सही है — फेरेंटी प्रभाव के कारण, नो-लोड स्थिति में एक लंबी ट्रांसमिशन लाइन में रिसीविंग एंड वोल्टेज, सेंडिंग एंड वोल्टेज से अधिक होता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि उच्च शंट कैपेसिटेंस प्रति इकाई लंबाई के कारण ओवरहेड लाइनों की तुलना में भूमिगत केबलों में फेरेंटी प्रभाव अधिक स्पष्ट होता है।

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Option A: रिसीविंग एंड वोल्टेज, सेंडिंग एंड वोल्टेज से कम होता है

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Option C: सेंडिंग एंड वोल्टेज, रिसीविंग एंड वोल्टेज के बराबर होता है

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Option D: उपरोक्त में से कोई नहीं

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