एक ट्रांसमिशन लाइन में अधिकतम शक्ति प्राप्त की जा सकती है

Question

Accepted Answer

D: 1 और 2 दोनों

Explanation & Concepts:
एक ट्रांसमिशन लाइन की अधिकतम शक्ति स्थानांतरण क्षमता ($P_{max}$) स्थिर-अवस्था स्थिरता सीमा सूत्र द्वारा निर्धारित होती है। यह सीधे वोल्टेज के वर्ग के समानुपाती और ट्रांसफर रिएक्टेंस के व्युत्क्रमानुपाती होती है, जिसका अर्थ है कि वोल्टेज बढ़ाने या रिएक्टेंस को कम करने से शक्ति स्थानांतरण सीमा बढ़ जाएगी।

Working Principle: एक लॉसलेस (हानिरहित) ट्रांसमिशन लाइन के माध्यम से शक्ति प्रवाह $P = \frac{V_s V_r}{X} \sin\delta$ द्वारा दिया जाता है। टर्मिनल वोल्टेज ($V$) को बढ़ाकर, अंश द्विघातीय रूप से बढ़ता है, जबकि लाइन रिएक्टेंस ($X$) को कम करने से हर (denominator) घटता है, जिससे शक्ति स्थानांतरण क्षमता अधिकतम हो जाती है। सीरीज कंपनसेशन (कैपेसिटर) का उपयोग करके रिएक्टेंस को कम किया जा सकता है।

Key Formulas: $P_{max} = \frac{|V_s||V_r|}{X}$ — अधिकतम स्थिर-अवस्था शक्ति स्थानांतरण; $X = \omega L = 2\pi f L$ — ट्रांसफर रिएक्टेंस की परिभाषा

Key Points: वोल्टेज ($V$) को बढ़ाना शक्ति क्षमता बढ़ाने का सबसे प्रभावी तरीका है क्योंकि $P \propto V^2$।; सीरीज कैपेसिटिव कंपनसेशन का उपयोग आमतौर पर प्रभावी लाइन रिएक्टेंस ($X$) को कम करने के लिए किया जाता है।; ट्रांसमिशन लाइनों को आमतौर पर सुरक्षा मार्जिन बनाए रखने के लिए स्थिरता सीमा से नीचे संचालित किया जाता है।; उच्च वोल्टेज स्तर एक निश्चित शक्ति वितरण के लिए ट्रांसमिशन हानियों ($I^2R$ हानियाँ) को भी कम करते हैं।

Advantages: ट्रांजिएंट स्थिरता सीमाओं में वृद्धि; बेहतर स्थिर-अवस्था शक्ति स्थानांतरण क्षमता; उन्नत वोल्टेज विनियमन

Disadvantages: सीरीज कंपनसेशन उपकरणों की उच्च लागत; सब-सिंक्रोनस रेजोनेंस (SSR) के कारण सुरक्षा में जटिलता; उच्च वोल्टेज स्तरों के साथ इंसुलेशन लागत में काफी वृद्धि

Applications: EHV (अतिरिक्त उच्च वोल्टेज) ट्रांसमिशन नेटवर्क; लंबी दूरी के शक्ति ट्रांसमिशन कॉरिडोर; अंतर-क्षेत्रीय पावर ग्रिड इंटरकनेक्शन

Additional Info: रिएक्टेंस को कम करना आमतौर पर लाइन में सीरीज कैपेसिटर जोड़कर प्राप्त किया जाता है।. विकल्प '1 और 2 दोनों' तकनीकी रूप से सही है क्योंकि दोनों विधियां लाइन की शक्ति संचरण क्षमता को बढ़ाती हैं।. वोल्टेज स्तरों को बढ़ाना लंबी दूरी के भारी शक्ति संचरण (जैसे 400kV, 765kV) के लिए एक मानक अभ्यास है।

Answer: D सही है — एक ट्रांसमिशन लाइन की अधिकतम शक्ति स्थानांतरण क्षमता को ऑपरेटिंग वोल्टेज स्तर बढ़ाकर और सिस्टम के कुल ट्रांसफर रिएक्टेंस को कम करके बढ़ाया जाता है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि स्थिरता सीमाएँ थर्मल सीमाओं से भिन्न होती हैं; लंबी लाइनों के लिए शक्ति स्थानांतरण कोण स्थिरता (angle stability) द्वारा और छोटी लाइनों के लिए थर्मल क्षमता द्वारा सीमित होता है।

Answer

Option A: सिस्टम को कम करके

Answer

Option B: ट्रांसफर रिएक्टेंस

Answer

Option C: वोल्टेज स्तर को बढ़ाकर

Correct Answer

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