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बल्क AC शक्ति के संचरण में अधिकतम दक्षता तब प्राप्त होगी जब भार (load) का शक्ति गुणांक (power factor) हो:
इकाई (unity) से थोड़ा कम लीडिंग (leading)
इकाई (unity) से थोड़ा कम लैगिंग (lagging)
इकाई से काफी कम
इकाई (unity)
इकाई (unity) से थोड़ा कम लीडिंग (leading)
अधिकतम संचरण दक्षता तब होती है जब स्थानांतरित शक्ति के सापेक्ष I2R हानियों को न्यूनतम किया जाता है। थोड़े लीडिंग पावर फैक्टर पर कार्य करने से, लाइन इंडक्टेंस के कारण होने वाला वोल्टेज ड्रॉप कैपेसिटिव करंट द्वारा संतुलित हो जाता है, जिससे लाइन उच्च दक्षता पर बिजली वितरित कर पाती है।
अधिकतम संचरण दक्षता तब होती है जब स्थानांतरित शक्ति के सापेक्ष I2R हानियों को न्यूनतम किया जाता है। थोड़े लीडिंग पावर फैक्टर पर कार्य करने से, लाइन इंडक्टेंस के कारण होने वाला वोल्टेज ड्रॉप कैपेसिटिव करंट द्वारा संतुलित हो जाता है, जिससे लाइन उच्च दक्षता पर बिजली वितरित कर पाती है।
η=Pout+3I2RPout×100% — तीन-चरण ट्रांसमिशन लाइन की दक्षता
P=XVSVRsinδ — शक्ति स्थानांतरण क्षमता का सूत्र
एक लंबी ट्रांसमिशन लाइन में, वोल्टेज ड्रॉप VS≈VR+I(Rcosϕ+Xsinϕ) द्वारा दिया जाता है। जब लोड का पावर फैक्टर थोड़ा लीडिंग (ϕ<0) होता है, तो Xsinϕ पद ऋणात्मक हो जाता है, जो सेंडिंग एंड वोल्टेज को रिसीविंग एंड वोल्टेज के करीब बनाए रखने में मदद करता है। दी गई वास्तविक शक्ति के लिए करंट के परिमाण में यह कमी ओमिक हानियों (I2R) को कम करती है, जिससे दक्षता अधिकतम हो जाती है।
दक्षता को लोड पर वितरित शक्ति और स्रोत से भेजी गई शक्ति के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।
लीडिंग पावर फैक्टर वाले लोड रिएक्टिव पावर के स्रोत के रूप में कार्य करते हैं, जिससे ट्रांसमिशन लाइन पर इंडक्टिव VARs की आपूर्ति करने का बोझ कम हो जाता है।
ट्रांसमिशन लाइनों में अंतर्निहित सीरीज इंडक्टेंस और शंट कैपेसिटेंस होता है।
थोड़ा लीडिंग पावर फैक्टर बनाए रखने से ट्रांसमिशन दक्षता के साथ-साथ वोल्टेज विनियमन (voltage regulation) को अनुकूलित करने में मदद मिलती है।
निश्चित वास्तविक शक्ति के लिए ट्रांसमिशन लाइन करंट में कमी।
कम I2R शक्ति हानियां।
लाइन के साथ बेहतर वोल्टेज प्रोफाइल।
रिएक्टिव पावर क्षतिपूर्ति (जैसे, सिंक्रोनस कंडेनसर या शंट कैपेसिटर) की आवश्यकता होती है।
हल्के भार के दौरान रिसीविंग एंड पर ओवरवोल्टेज की स्थिति पैदा हो सकती है (फेरांटी प्रभाव)।
हाई वोल्टेज AC (HVAC) ट्रांसमिशन नेटवर्क।
औद्योगिक पावर फैक्टर सुधार योजनाएं।
इकाई पावर फैक्टर निश्चित वोल्टेज के लिए करंट को न्यूनतम करता है, लेकिन ट्रांसमिशन लाइन प्रतिबाधा इंडक्टिव होती है, जिससे लंबी लाइनों में दक्षता के लिए थोड़ा लीडिंग पावर फैक्टर बेहतर होता है।
विकल्प D को अक्सर सही उत्तर समझ लिया जाता है क्योंकि इकाई पावर फैक्टर साधारण प्रतिरोधक सर्किट में करंट को कम करता है, लेकिन यह ट्रांसमिशन लाइन प्रतिबाधा (XL) के रिएक्टिव घटक की उपेक्षा करता है।
A सही है — इकाई से थोड़ा कम लीडिंग पावर फैक्टर लाइन के इंडक्टिव रिएक्टेंस की भरपाई करता है, जिससे लाइन हानियां न्यूनतम होती हैं और दक्षता अधिकतम हो जाती है।
याद रखें कि लोड में न्यूनतम करंट के लिए इकाई पावर फैक्टर आदर्श है, लेकिन महत्वपूर्ण इंडक्टेंस वाले ट्रांसमिशन सिस्टम के लिए, थोड़ा लीडिंग पावर फैक्टर सबसे अच्छा इंजीनियरिंग समझौता है।
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