सीरीज रिएक्टर का उपयोग किया जाता है

Question

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D: फॉल्ट लेवल को स्विचगियर की क्षमता के भीतर लाने के लिए

Explanation & Concepts:
सीरीज रिएक्टर इंडक्टर कॉइल होते हैं जो फॉल्ट के दौरान शॉर्ट-सर्किट करंट को सीमित करने के लिए पावर लाइनों के साथ श्रृंखला (series) में जुड़े होते हैं। सर्किट में इंडक्टिव प्रतिबाधा (inductive impedance) जोड़कर, वे सुनिश्चित करते हैं कि फॉल्ट करंट संबंधित सर्किट ब्रेकर और स्विचगियर की इंटरप्टिंग क्षमता रेटिंग के भीतर रहे।

Working Principle: जब कोई शॉर्ट-सर्किट फॉल्ट होता है, तो सिस्टम की प्रतिबाधा काफी कम हो जाती है, जिससे भारी मात्रा में करंट प्रवाहित होता है। एक सीरीज रिएक्टर स्रोत के साथ श्रृंखला में एक अतिरिक्त प्रतिघात (reactance) $X_L = 2\pi f L$ पेश करता है, जो फॉल्ट पथ की कुल प्रतिबाधा को बढ़ाता है। परिणामस्वरूप, ओम के नियम ($I_{fault} = \frac{V}{Z_{total}}$) के अनुसार, फॉल्ट करंट का मान एक सुरक्षित स्तर तक कम हो जाता है।

Key Formulas: $I_{f} = \frac{V_{ph}}{X_{total}}$ — यह दर्शाता है कि कुल प्रतिघात कैसे फॉल्ट करंट को सीमित करता है; $X_{L} = 2\pi f L$ — रिएक्टर द्वारा प्रदान किए गए इंडक्टिव प्रतिघात की परिभाषा

Key Points: सीरीज रिएक्टर फॉल्ट स्थितियों के दौरान उच्च प्रतिबाधा पथ प्रदान करते हैं।; वे आमतौर पर जनरेटर टर्मिनलों, बस-बार अनुभागों या फीडर लाइनों पर स्थित होते हैं।; उन्हें उच्च शॉर्ट-सर्किट करंट के थर्मल और यांत्रिक तनाव को सहन करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए।; रिएक्टरों के उपयोग से सामान्य लोड स्थितियों के दौरान मामूली वोल्टेज ड्रॉप होता है।

Advantages: आवश्यक MVA रेटिंग को कम करके सर्किट ब्रेकर की लागत कम करता है।; फॉल्ट के दौरान उच्च चुंबकीय बलों के कारण होने वाले यांत्रिक तनाव से उपकरणों की रक्षा करता है।; फॉल्ट के बिंदु पर क्षति को सीमित करता है।

Disadvantages: सामान्य संचालन के दौरान भी निरंतर वोल्टेज ड्रॉप का कारण बनता है।; रिएक्टर वाइंडिंग में $I^{2}R$ नुकसान के कारण बिजली की हानि में योगदान देता है।; सिस्टम की स्थिर-अवस्था स्थिरता (steady-state stability) को कम कर सकता है।

Applications: जनरेटर बस-बार; फीडर सर्किट सुरक्षा; बस-बार सेक्शनलाइजेशन

Additional Info: रिएक्टर रेटिंग को आमतौर पर एक निर्दिष्ट MVA आधार पर % प्रतिघात के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है।. विकल्प B (पावर फैक्टर सुधार) आमतौर पर शंट कैपेसिटर द्वारा संभाला जाता है, सीरीज रिएक्टरों द्वारा नहीं।. विकल्प C (वोल्टेज विनियमन) आमतौर पर टैप-चेंजिंग ट्रांसफार्मर या शंट कम्पेसाटर द्वारा प्रबंधित किया जाता है।

Answer: D सही है — सीरीज रिएक्टर पावर सिस्टम की कुल प्रतिबाधा को बढ़ाते हैं, जिससे शॉर्ट-सर्किट करंट सर्किट ब्रेकर की इंटरप्टिंग रेटिंग के भीतर सीमित हो जाता है।

Exam Tip: याद रखें कि सीरीज रिएक्टर फॉल्ट करंट को सीमित करने के लिए होते हैं, जबकि शंट रिएक्टर वोल्टेज नियंत्रण (लंबी ट्रांसमिशन लाइनों में फेरेंटी प्रभाव के मुआवजे) के लिए होते हैं।

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Option A: ट्रांसमिशन दक्षता में सुधार करने के लिए

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Option B: पावर सिस्टम के पावर फैक्टर में सुधार करने के लिए

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Option C: वोल्टेज विनियमन (voltage regulation) में सुधार करने के लिए

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