ओवरहेड लाइन पर सबसे किफायती भार (load) होता है

Question

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A: प्राकृतिक भार (natural load) से अधिक

Explanation & Concepts:
ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइन पर सबसे किफायती भार को आमतौर पर प्राकृतिक भार (सर्ज इम्पीडेंस लोडिंग) से अधिक चुना जाता है ताकि कंडक्टर की करंट ले जाने की क्षमता का कुशल उपयोग सुनिश्चित किया जा सके। हालांकि प्राकृतिक भार प्रतिक्रियाशील शक्ति (reactive power) मुआवजे की आवश्यकताओं को कम करता है, लेकिन आर्थिक लोडिंग ऊर्जा हानि और पूंजी निवेश की कुल लागत पर विचार करती है, जिससे अक्सर उच्च परिचालन करंट घनत्व होता है।

Working Principle: प्राकृतिक भार, या सर्ज इम्पीडेंस लोडिंग (SIL), को $P_{SIL} = \frac{V^2}{Z_0}$ के रूप में परिभाषित किया गया है, जहाँ $Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$ है। इस भार पर, लाइन की धारिता (capacitance) द्वारा उत्पन्न प्रतिक्रियाशील शक्ति, लाइन की अधिष्ठापन (inductance) द्वारा अवशोषित प्रतिक्रियाशील शक्ति के बराबर होती है। केवल SIL पर संचालन करने से बिजली हस्तांतरण क्षमता सीमित हो जाती है। केल्विन के नियम (Kelvin's Law) द्वारा शासित आर्थिक लोडिंग अनुकूलन, ट्रांसमिशन नुकसान की लागत को लाइन इन्फ्रास्ट्रक्चर के पूंजी निवेश के साथ संतुलित करता है, जिसके लिए अक्सर SIL सीमा से अधिक लोडिंग की आवश्यकता होती है।

Key Formulas: $P_{SIL} = \frac{V^2}{Z_0}$ — सर्ज इम्पीडेंस लोडिंग; $Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}}$ — लॉसलेस लाइन का सर्ज इम्पीडेंस

Key Points: सर्ज इम्पीडेंस लोडिंग (SIL) तब होती है जब प्रतिक्रियाशील उत्पादन अवशोषण के बराबर होता है।; केल्विन का नियम ऊर्जा हानि और ब्याज शुल्क के आधार पर कंडक्टरों के आर्थिक क्रॉस-सेक्शन को निर्धारित करता है।; SIL से अधिक भार पर संचालन करना आमतौर पर ट्रांसमिशन लाइन निवेश की आर्थिक दक्षता में सुधार करता है।; वोल्टेज प्रोफाइल स्थिरता बनाए रखने के लिए लंबी ट्रांसमिशन लाइनों को अक्सर SIL के पास संचालित किया जाता है।

Advantages: संचरित ऊर्जा की प्रति इकाई अनुकूलित लागत; पूंजीगत व्यय का संतुलित उपयोग

Disadvantages: SIL से अधिक लोडिंग वोल्टेज ड्रॉप को बढ़ाती है; SIL पर संचालन की तुलना में I^2R नुकसान में वृद्धि

Applications: EHV और UHV ट्रांसमिशन योजना; आर्थिक ग्रिड संचालन और नुकसान न्यूनीकरण

Additional Info: केल्विन का नियम कहता है कि कंडक्टर का सबसे किफायती आकार वह है जिसके लिए ऊर्जा हानि की वार्षिक लागत, कंडक्टर की पूंजी लागत पर वार्षिक ब्याज और मूल्यह्रास के बराबर हो।. विकल्प B गलत है क्योंकि प्राकृतिक भार से नीचे संचालन करने से लाइन की तापीय और यांत्रिक क्षमता का कम उपयोग होता है।

Answer: A सही है — आर्थिक लोडिंग आमतौर पर प्राकृतिक भार से अधिक होती है ताकि पूंजीगत लागत और परिचालन ऊर्जा हानि दक्षता के बीच संतुलन बनाया जा सके।

Exam Tip: याद रखें कि SIL एक विशेषता गुण है जो केवल ज्यामिति (L और C) और वोल्टेज पर निर्भर करता है, जबकि आर्थिक भार कुल लागत विश्लेषण से प्राप्त एक परिचालन और आर्थिक लक्ष्य है।

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Option B: प्राकृतिक भार (natural load) से कम

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Option C: प्राकृतिक भार (natural load) के बराबर

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Option D: उपरोक्त में से कोई नहीं

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