1000 kV का सर्ज वोल्टेज एक ओवरहेड लाइन पर लागू किया गया है जिस... | Electrical MCQ (हिंदी) | Examoogle

ElectricalPower System

1000 kV का सर्ज वोल्टेज एक ओवरहेड लाइन पर लागू किया गया है जिसका रिसीविंग एंड खुला है। यदि लाइन का सर्ज इम्पीडेंस 500 Ω है, तो लाइन में कुल सर्ज पावर कितनी होगी?

2000 MW

500 MW

2 MW

0.5 MW

Correct Answer

⚙️ TE • Technical अवधारणा और सिद्धांतElectricalPower System

2000 MW

Quick Summary:

सर्ज पावर को लागू वोल्टेज और ट्रांसमिशन लाइन के सर्ज इम्पीडेंस के बीच के संबंध द्वारा परिभाषित किया जाता है। चूंकि सर्ज एक ट्रैवलिंग वेव है, इसलिए इसके द्वारा ले जाई जाने वाली पावर की गणना वोल्टेज के वर्ग को सर्ज इम्पीडेंस से विभाजित करके की जाती है, जो प्रोपेगेटिंग वेव से जुड़ी तात्कालिक पावर को दर्शाती है।

⚙️TETechnical Solutionअवधारणा और सिद्धांत

💡 Explanation

🔢 Key Formulas

$P = \frac{V²}{Z_0}$ — तात्कालिक सर्ज पावर के लिए सूत्र

$I = \frac{V}{Z_0}$ — सर्ज करंट के लिए सूत्र

⚙️ Working Principle

जब एक सर्ज वोल्टेज $V$ ट्रांसमिशन लाइन में प्रवेश करता है, तो यह एक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव स्थापित करता है। सर्ज इम्पीडेंस $Z_0$ इस वेव के लिए वोल्टेज और करंट का अनुपात ( $V/I$ ) निर्धारित करता है। इस सर्ज द्वारा डिलीवर की गई पावर $P$ का मान $P = V² / Z_0$ द्वारा दिया जाता है। 500 Ω लाइन पर 1000 kV सर्ज के लिए, गणना इस प्रकार है: $(1000 \times 10³)^2 / 500 = 10^{12} / 500 = 2 \times 10⁹$ वॉट, जो 2000 MW है।

📌 Key Points

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सर्ज इम्पीडेंस $Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$ लाइन की लंबाई से स्वतंत्र होता है।
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ट्रैवलिंग वेव द्वारा ले जाई जाने वाली पावर प्रकृति में पूरी तरह से प्रतिरोधी (resistive) होती है क्योंकि लॉसलेस लाइनों के लिए $Z_0$ वास्तविक होता है।
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खुला रिसीविंग एंड पूर्ण परावर्तन (reflection) का कारण बनता है, जिससे वोल्टेज दोगुना हो जाता है लेकिन टर्मिनल पर करंट शून्य हो जाता है।

✅ Advantages

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बिजली या स्विचिंग ट्रांजिएंट्स के प्रभाव का आकलन करने के लिए एक सरल मेट्रिक प्रदान करता है।
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हाई वोल्टेज उपकरणों के लिए इंसुलेशन स्तर (BIL) का चयन करने में मदद करता है।

❌ Disadvantages / Limitations

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व्यावहारिक लाइनों में आवृत्ति-निर्भर नुकसान (frequency-dependent losses) को ध्यान में नहीं रखता है।
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एक आयताकार वेव फ्रंट को मानता है जो एक आदर्श स्थिति है।

🛠️ Applications / Uses

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EHV और UHV सबस्टेशनों में इंसुलेशन समन्वय।
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सर्ज अरेस्टर और सुरक्षा उपकरणों का डिज़ाइन।

📄 Additional Information

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गणना: $P = \frac{(10⁶)^2}{500} = \frac{10^{12}}{500} = 2 \times 10⁹ W = 2000 MW$ |
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विकल्प B, C, और D गलत हैं क्योंकि वे $P = V² / Z_0$ के गणितीय संबंध को संतुष्ट नहीं करते हैं।

📊 Diagram / Illustration

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A सही है — सर्ज पावर की गणना $P = \frac{V²}{Z_0}$ का उपयोग करके की जाती है, जिससे $2000 MW$ प्राप्त होता है।

Core Concepts Used

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सर्ज इम्पीडेंस ट्रैवलिंग वेव सिद्धांत पावर सिस्टम ट्रांजिएंट्स

💡 EXAM TIP

अंतिम परिणाम में परिमाण की त्रुटियों से बचने के लिए पावर की गणना करने से पहले हमेशा वोल्टेज को वोल्ट में और इम्पीडेंस को ओहम में बदलें।

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