फॉल्ट करंट (fault current) का परिमाण किस पर निर्भर करता है?

Question

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D: दोनों (a) और (b)

Explanation & Concepts:
पावर सिस्टम में फॉल्ट करंट का परिमाण फॉल्ट बिंदु पर प्री-फॉल्ट वोल्टेज और फॉल्ट के बिंदु तक नेटवर्क की कुल थेवेनिन प्रतिबाधा (Thevenin impedance) के अनुपात द्वारा निर्धारित किया जाता है। सर्किट के लिए ओम का नियम यहाँ लागू किया गया मौलिक सिद्धांत है, जहाँ $I_{fault} = \frac{V_{f}}{Z_{th}}$ है।

Working Principle: जब शॉर्ट सर्किट होता है, तो पथ की प्रतिबाधा तेजी से कम हो जाती है। $I = \frac{V}{Z}$ के अनुसार, चूंकि सिस्टम वोल्टेज $V$ अपेक्षाकृत स्थिर रहता है (स्रोत द्वारा नियंत्रित) और प्रतिबाधा $Z$ अचानक घटकर फॉल्ट बिंदु तक ट्रांसमिशन लाइनों और ट्रांसफार्मरों की प्रतिबाधा के बराबर हो जाती है, इसलिए परिणामी करंट बढ़कर उच्च मान तक पहुँच जाता है।

Key Formulas: $I_{f} = \frac{V_{f}}{Z_{th}}$ — फॉल्ट करंट की गणना के लिए मौलिक संबंध; $Z_{th} = Z_{source} + Z_{line}$ — स्रोत से फॉल्ट तक कुल प्रतिबाधा

Key Points: फॉल्ट करंट मुख्य रूप से सिस्टम प्रतिबाधा द्वारा सीमित होता है।; फॉल्ट विश्लेषण में प्री-फॉल्ट लोड करंट को आमतौर पर अनदेखा कर दिया जाता है क्योंकि यह फॉल्ट करंट के परिमाण की तुलना में नगण्य होता है।; फॉल्ट बिंदु पर वोल्टेज स्रोत से दूरी पर निर्भर करता है।

Advantages: थेवेनिन समतुल्य सर्किट का उपयोग करके सरलीकृत विश्लेषण।; सर्किट ब्रेकर रेटिंग चयन के लिए सबसे खराब स्थिति (worst-case scenarios) प्रदान करता है।

Disadvantages: उप-क्षणिक (sub-transient) घटकों को अनदेखा करते हुए स्थिर-अवस्था स्थितियों को मानता है।; बुनियादी गणनाओं में गैर-रैखिक फॉल्ट प्रतिबाधा का हिसाब नहीं रखता है।

Applications: रिले समन्वय अध्ययन।; सर्किट ब्रेकरों की रप्चरिंग क्षमता का चयन।; पावर सिस्टम स्थिरता विश्लेषण।

Additional Info: विकल्प C गलत है क्योंकि फॉल्ट करंट की तुलना में लोड करंट आमतौर पर नगण्य (अक्सर. फॉल्ट करंट का परिमाण फॉल्ट के दौरान विद्युत घटकों पर पड़ने वाले यांत्रिक और थर्मल तनाव को निर्धारित करता है।

Answer: D सही है — फॉल्ट करंट का परिमाण फॉल्ट स्थान पर स्रोत वोल्टेज और कुल श्रृंखला प्रतिबाधा के अनुपात द्वारा नियंत्रित होता है, जो वोल्टेज और प्रतिबाधा दोनों को महत्वपूर्ण कारक बनाता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि फॉल्ट विश्लेषण में, गणना को सरल बनाने के लिए प्री-फॉल्ट लोड करंट को नजरअंदाज कर दिया जाता है, जबकि सिस्टम की आंतरिक प्रतिबाधा प्रमुख सीमित कारक होती है।

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Option A: फॉल्ट तक कुल प्रतिबाधा (Total impedance up to faults)

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Option B: फॉल्ट पर वोल्टेज

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Option C: फॉल्ट होने से पहले आपूर्ति किया जा रहा लोड करंट

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