ओवर-एक्साइटेड सिंक्रोनस फेज मॉडिफायर (Synchronous phase modifier) किस तरह कार्य करता है?

Question

Accepted Answer

A: शंट कैपेसिटर (Shunt capacitor)

Explanation & Concepts:
एक ओवर-एक्साइटेड सिंक्रोनस मोटर, जब बिना किसी यांत्रिक लोड के ग्रिड से जुड़ी होती है, तो सिंक्रोनस कंडेंसर (या फेज मॉडिफायर) के रूप में कार्य करती है। इस स्थिति में, यह आपूर्ति से लीडिंग रिएक्टिव पावर लेती है, जो सिस्टम के पावर फैक्टर को बेहतर बनाने के लिए प्रभावी रूप से शंट कैपेसिटर की तरह कार्य करती है।

Working Principle: सिंक्रोनस मोटर का रिएक्टिव पावर आउटपुट उसके एक्साइटेशन पर निर्भर करता है। जब यह ओवर-एक्साइटेड ($E_b > V$) होती है, तो मशीन लीडिंग करंट उत्पन्न करती है, जिसका अर्थ है कि यह रिएक्टिव पावर (VARs) के जनरेटर के रूप में कार्य करती है। फील्ड करंट को समायोजित करके, ट्रांसमिशन लाइन के वोल्टेज प्रोफाइल को नियंत्रित करने के लिए रिएक्टिव पावर आउटपुट को लगातार बदला जा सकता है।

Key Formulas: $Q = V \cdot I \sin \phi$ — रिएक्टिव पावर आउटपुट का सूत्र; $E_b > V$ — ओवर-एक्साइटेशन के लिए स्थिति जिसके कारण रिएक्टिव पावर उत्पन्न होती है

Key Points: सिंक्रोनस फेज मॉडिफायर निरंतर और बिना किसी रुकावट (stepless) के रिएक्टिव पावर नियंत्रण प्रदान करते हैं।; इनका उपयोग EHV ट्रांसमिशन सिस्टम में लोड केंद्रों पर वोल्टेज को स्थिर करने के लिए किया जाता है।; स्टैटिक कैपेसिटर के विपरीत, सिंक्रोनस कंडेंसर का रिएक्टिव पावर आउटपुट DC फील्ड एक्साइटेशन को बदलकर नियंत्रित किया जा सकता है।

Advantages: रिएक्टिव पावर का सुचारू और सटीक नियंत्रण।; लैगिंग (अंडर-एक्साइटेड) और लीडिंग (ओवर-एक्साइटेड) दोनों प्रकार की रिएक्टिव पावर प्रदान कर सकते हैं।; वोल्टेज को नियंत्रित करके सिस्टम की स्थिरता में सुधार करता है।

Disadvantages: घूमने वाले भागों के कारण नियमित रखरखाव की आवश्यकता होती है।; स्टैटिक कैपेसिटर की तुलना में स्थापना और परिचालन लागत अधिक होती है।; यांत्रिक घर्षण और विंडेज के कारण इसमें अधिक नुकसान (losses) होते हैं।

Applications: लंबी दूरी की EHV ट्रांसमिशन लाइनों में वोल्टेज विनियमन।; औद्योगिक ग्रिड में बड़े पैमाने पर रिएक्टिव पावर मुआवजा।; भारी औद्योगिक लोड में पावर फैक्टर सुधार।

Additional Info: एक अंडर-एक्साइटेड सिंक्रोनस मोटर शंट रिएक्टर के रूप में कार्य करती है, जो रिएक्टिव पावर की खपत करती है।. सीरीज कैपेसिटर का उपयोग आमतौर पर लाइन रिएक्टेंस ($X_L$) की भरपाई के लिए किया जाता है, न कि कंडेंसर की तरह रिएक्टिव पावर इंजेक्शन/अवशोषण द्वारा वोल्टेज को नियंत्रित करने के लिए।

Answer: A सही है — एक ओवर-एक्साइटेड सिंक्रोनस मोटर लीडिंग करंट लेती है और रिएक्टिव पावर की आपूर्ति करती है, जो शंट कैपेसिटर के रूप में कार्य करती है।

Exam Tip: याद रखें कि सिंक्रोनस कंडेंसर 'परिवर्तनीय' (variable) रिएक्टिव पावर प्रदान करते हैं, जबकि स्टैटिक कैपेसिटर वोल्टेज के वर्ग के आधार पर 'निश्चित' (fixed) रिएक्टिव पावर प्रदान करते हैं।

Answer

Option B: शंट रिएक्टर (Shunt Reactor)

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Option C: सीरीज कैपेसिटर (Series capacitor)

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Option D: सीरीज रिएक्टर (Series Reactor)

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