पीटरसन कॉइल का उपयोग किसके लिए किया जाता है

Question

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A: न्यूट्रल सिस्टम की ग्राउंडिंग

Explanation & Concepts:
एक पीटरसन कॉइल (या आर्क सप्रेशन कॉइल) एक आयरन-कोर्ड रिएक्टर है जो थ्री-फेज सिस्टम के न्यूट्रल पॉइंट और ग्राउंड के बीच जुड़ा होता है। इसे विशेष रूप से सिंगल लाइन-टू-ग्राउंड (SLG) फॉल्ट के दौरान कैपेसिटिव फॉल्ट करंट को एक समान और विपरीत इंडक्टिव करंट इंजेक्ट करके बेअसर करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

Working Principle: SLG फॉल्ट के दौरान, सिस्टम का ग्राउंड के प्रति कैपेसिटेंस फॉल्ट पॉइंट से एक लीडिंग चार्जिंग करंट प्रवाहित करता है। पीटरसन कॉइल को इस तरह से ट्यून किया जाता है कि कॉइल से बहने वाला इंडक्टिव करंट ($I_L$) परिमाण में कैपेसिटिव फॉल्ट करंट ($I_C$) के बराबर हो। चूंकि $I_L$ और $I_C$ फेज़ में 180° विपरीत होते हैं, इसलिए वे फॉल्ट पॉइंट पर एक-दूसरे को रद्द (cancel) कर देते हैं, जिससे प्रभावी रूप से आर्क बुझ जाता है और सिस्टम बिना किसी रुकावट के काम करना जारी रखता है।

Key Formulas: $I_L = \frac{V_{ph}}{\omega L}$ — कॉइल द्वारा प्रदान किया गया इंडक्टिव करंट; $I_C = 3 \cdot V_{ph} \cdot \omega C_g$ — कुल कैपेसिटिव फॉल्ट करंट; $L = \frac{1}{3 \omega^2 C_g}$ — रेजोनेंस ट्यूनिंग के लिए शर्त

Key Points: मुख्य रूप से 220 kV तक के वोल्टेज स्तर वाले ट्रांसमिशन नेटवर्क में उपयोग किया जाता है।; यह अर्थ फॉल्ट को स्व-विलुप्त (self-extinguishing) आर्क में बदल देता है।; सिस्टम 'रेजोनेंट ग्राउंडेड' अवस्था में संचालित होता है।; क्षणिक SLG फॉल्ट के लिए सर्किट ब्रेकर संचालन की आवश्यकता को समाप्त करता है।

Advantages: फॉल्ट करंट को बहुत कम, गैर-हानिकारक मान तक कम कर देता है।; क्षणिक फॉल्ट के लिए ट्रिपिंग को रोककर आपूर्ति विश्वसनीयता बढ़ाता है।; आर्किंग ग्राउंड के दौरान क्षणिक ओवरवोल्टेज को कम करता है।

Disadvantages: सिस्टम कैपेसिटेंस ($C_g$) के आधार पर इंडक्टेंस ($L$) की सटीक ट्यूनिंग की आवश्यकता होती है।; मैन्युअल हस्तक्षेप या अतिरिक्त सुरक्षा के बिना स्थायी फॉल्ट को ठीक नहीं कर सकता।

Applications: मध्यम और उच्च वोल्टेज ट्रांसमिशन लाइनें।; वे सिस्टम जहाँ आपूर्ति की निरंतरता महत्वपूर्ण है।

Additional Info: विकल्प B (फॉल्ट करंट कम करना) एक माध्यमिक प्रभाव है, न कि प्राथमिक अनुप्रयोग/उपकरण वर्गीकरण।. विकल्प D (शंट कंपनसेशन) आमतौर पर स्टेटिक कैपेसिटर या रिएक्टर द्वारा प्रदान किया जाता है, न कि विशेष रूप से न्यूट्रल ग्राउंडिंग के लिए।

Answer: A सही है — पीटरसन कॉइल का उपयोग पावर सिस्टम के न्यूट्रल को ग्राउंड करने के लिए किया जाता है ताकि सिंगल लाइन-टू-ग्राउंड फॉल्ट के दौरान कैपेसिटिव करंट को बेअसर किया जा सके।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि एक पीटरसन कॉइल प्रभावी रूप से एक 'ट्यून करने योग्य' रिएक्टर है जो सिस्टम को फॉल्ट स्थान पर शुद्ध रूप से प्रतिरोधक (resistive) बनाता है, जिससे आर्क को बने रहने से रोका जा सके।

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Option B: फॉल्ट करंट को कम करना

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Option C: इंटरकनेक्टेड सिस्टम से जोड़ना

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Option D: ट्रांसमिशन लाइन का शंट कंपनसेशन

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