रेडियल वितरण प्रणाली के लिए वितरक (distributor) के आकार के चयन का मुख्य मानदंड क्या है?

Question

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A: वोल्टेज ड्रॉप

Explanation & Concepts:
एक रेडियल वितरण प्रणाली में, वितरक का आकार निर्धारित करने का मुख्य मानदंड सबसे दूरस्थ उपभोक्ता के अंत पर स्वीकार्य वोल्टेज ड्रॉप है। चूंकि लाइन के अंत में वोल्टेज को विनियमित सीमाओं (उदाहरण के लिए, नाममात्र के ±5% या ±6%) के भीतर रहना चाहिए, इसलिए कंडक्टर के क्रॉस-सेक्शन को यह सुनिश्चित करने के लिए चुना जाता है कि इम्पीडेंस ड्रॉप इन वैधानिक आवश्यकताओं से अधिक न हो।

Working Principle: वितरक अपनी पूरी लंबाई में विभिन्न टैपिंग बिंदुओं तक बिजली पहुंचाता है। कुल वोल्टेज ड्रॉप संचयी होता है, जो कंडक्टर खंडों के लाइन करंट, प्रतिरोध (resistance) और प्रतिक्रिया (reactance) द्वारा निर्धारित होता है। यदि क्रॉस-सेक्शन बहुत छोटा है, तो प्रतिरोध बढ़ जाता है, जिससे वोल्टेज ड्रॉप स्वीकार्य सीमा से अधिक हो जाता है, जिससे अंतिम-लाइन उपभोक्ताओं के लिए खराब प्रदर्शन होता है।

Key Formulas: $\Delta V = I \cdot R \cos\phi + I \cdot X \sin\phi$ — एसी वितरक के लिए वोल्टेज ड्रॉप का सूत्र; $R = \rho \frac{l}{A}$ — क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र $A$ पर प्रतिरोध की निर्भरता

Key Points: आपूर्ति की गुणवत्ता बनाए रखने के लिए वोल्टेज विनियमन वितरकों के लिए प्राथमिक डिजाइन बाधा है।; करंट ले जाने की क्षमता (थर्मल लिमिट) फीडरों के लिए प्राथमिक बाधा है।; वितरकों का आकार वोल्टेज ड्रॉप के लिए तय किया जाता है, जबकि फीडरों का आकार करंट ले जाने की क्षमता के लिए तय किया जाता है।; रेडियल सिस्टम सरल होते हैं लेकिन टर्मिनल सिरों पर उच्च वोल्टेज ड्रॉप का सामना करते हैं।

Advantages: उपभोक्ता वोल्टेज मानकों के अनुपालन को सुनिश्चित करता है; अंडर-वोल्टेज के कारण होने वाली फ्लिकरिंग और उपकरणों की खराबी को रोकता है

Disadvantages: यदि लंबी लाइनों के लिए मोटे कंडक्टर की आवश्यकता होती है तो पूंजीगत व्यय बढ़ जाता है; यह ओवरसाइजिंग के बिना भविष्य में लोड वृद्धि को ध्यान में नहीं रखता है

Applications: ग्रामीण विद्युतीकरण नेटवर्क; कम वोल्टेज वाले आवासीय वितरण फीडर

Additional Info: थर्मल लिमिट की जांच आमतौर पर वोल्टेज ड्रॉप गणनाओं के बाद की जाती है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि चयनित कंडक्टर अत्यधिक हीटिंग के बिना करंट को संभाल सकता है।. कोरोना लॉस (विकल्प B) को आम तौर पर कम वोल्टेज वितरण में अनदेखा किया जाता है क्योंकि यह उच्च ट्रांसमिशन वोल्टेज (33kV से ऊपर) पर होता है।. तापमान में वृद्धि (विकल्प C) अधिकतम सुरक्षित करंट को निर्धारित करती है, लेकिन वितरण प्रणालियों में, वोल्टेज ड्रॉप लगभग हमेशा कंडक्टर के आकार को सामान्य थर्मल लिमिट के लिए आवश्यक आकार से बड़ा होने के लिए मजबूर करता है।

Answer: A सही है — रेडियल प्रणाली में वितरक का आकार निर्धारित करने के लिए प्राथमिक डिजाइन बाधा वोल्टेज ड्रॉप को निर्धारित वैधानिक सीमाओं के भीतर बनाए रखना है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें: 'वितरकों' का आकार वोल्टेज ड्रॉप के आधार पर तय किया जाता है, जबकि 'फीडरों' का आकार करंट ले जाने की क्षमता (ampacity) के आधार पर तय किया जाता है।

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Option B: कोरोना लॉस

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Option C: तापमान में वृद्धि

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Option D: पूंजीगत लागत

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