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ElectricalPower System

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220 kV लाइन के एकल सर्किट की सर्ज इम्पीडेंस लोडिंग (Surge impedance loading) है

120 MW

90 MW

220 MW

400 MW

Correct Answer

⚙️ TE • Technical अवधारणा और सिद्धांतElectricalPower System

120 MW

Quick Summary:

सर्ज इम्पीडेंस लोडिंग (SIL) को एक लॉसलेस ट्रांसमिशन लाइन द्वारा लाइन के सर्ज इम्पीडेंस के बराबर लोड रेजिस्टेंस तक पहुंचाई गई शक्ति के रूप में परिभाषित किया जाता है। 220 kV ट्रांसमिशन लाइन के लिए, सामान्य ओवरहेड लाइन पैरामीटर्स को मानते हुए, SIL लगभग 120 MW है।

⚙️TETechnical Solutionअवधारणा और सिद्धांत

💡 Explanation

🔢 Key Formulas

$SIL = \frac{V_{L-L}^2}{Z_s}$ — यूनिटी पावर फैक्टर और फ्लैट वोल्टेज प्रोफ़ाइल पर पावर डिलीवरी

$Z_s = \sqrt{\frac{L}{C}}$ — ट्रांसमिशन लाइन का सर्ज इम्पीडेंस

⚙️ Working Principle

SIL तब होता है जब लाइन इंडक्टेंस द्वारा खपत की गई रिएक्टिव पावर ( $I^2X_L$ ) लाइन कैपेसिटेंस द्वारा उत्पन्न रिएक्टिव पावर ( $V²/X_C$ ) के बिल्कुल बराबर होती है। इस लोडिंग बिंदु पर, लाइन के साथ वोल्टेज प्रोफ़ाइल सपाट रहती है, और लाइन यूनिटी पावर फैक्टर पर काम करती है, जिससे रिएक्टिव पावर का नुकसान कम हो जाता है।

📌 Key Points

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SIL लाइन की लंबाई से स्वतंत्र है।
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SIL पर, ट्रांसमिशन लाइन न तो रिएक्टिव पावर का स्रोत होती है और न ही सिंक।
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मानक ओवरहेड लाइनों के लिए, सर्ज इम्पीडेंस ( $Z_s$ ) आमतौर पर $400 \Omega$ लिया जाता है।
▸
गणना: $(220^2) / 400 = 48400 / 400 = 121$ MW, जो 120 MW के करीब है।

✅ Advantages

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लाइन के साथ वोल्टेज के उतार-चढ़ाव को कम करता है।
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नेटवर्क की ट्रांसमिशन क्षमता को अनुकूलित करता है।

❌ Disadvantages / Limitations

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यदि लोड > SIL है, तो लाइन रिएक्टिव पावर का उपभोग करती है, जिससे वोल्टेज में गिरावट आती है।
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यदि लोड < SIL है, तो लाइन रिएक्टिव पावर उत्पन्न करती है, जिससे फेरेंटी प्रभाव (Ferranti effect) होता है।

🛠️ Applications / Uses

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EHV/UHV ट्रांसमिशन सिस्टम की योजना और संचालन।
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लंबी दूरी की लाइनों के लिए क्षतिपूर्ति (compensation) आवश्यकता का निर्धारण करना।

📄 Additional Information

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$Z_s$ का मान कंडक्टर कॉन्फ़िगरेशन के आधार पर थोड़ा बदलता रहता है, जो आमतौर पर $350 \Omega$ से $450 \Omega$ तक होता है।
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विकल्प B, C, और D गलत हैं क्योंकि वे उन पावर स्तरों का प्रतिनिधित्व करते हैं जो 220 kV नॉमिनल सिस्टम के लिए सर्ज इम्पीडेंस लोडिंग मानदंडों के अनुरूप नहीं हैं।

📊 Diagram / Illustration

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A सही है — सर्ज इम्पीडेंस लोडिंग की गणना लाइन-टू-लाइन वोल्टेज के वर्ग को सर्ज इम्पीडेंस से विभाजित करके की जाती है, जो 220 kV लाइन के लिए लगभग 120 MW प्राप्त होता है।

Core Concepts Used

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सर्ज इम्पीडेंस लोडिंग कैरेक्टरिस्टिक इम्पीडेंस रिएक्टिव पावर बैलेंस

💡 EXAM TIP

हमेशा याद रखें कि $SIL \propto V²$ ; वोल्टेज को दोगुना करने से SIL चार गुना बढ़ जाता है, जो हाई-वोल्टेज इंजीनियरिंग में एक महत्वपूर्ण डिजाइन कारक है।

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