पावर सिस्टम का न्यूट्रल पृथ्वी से जुड़ा हो सकता है

Question

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D: उपरोक्त में से कोई भी

Explanation & Concepts:
न्यूट्रल अर्थिंग का अर्थ स्टार-कनेक्टेड पावर सिस्टम (ट्रांसफॉर्मर या जनरेटर) के न्यूट्रल पॉइंट को जानबूझकर पृथ्वी से जोड़ना है, आमतौर पर सिस्टम विभव (potential) को स्थिर करने और फॉल्ट करंट को नियंत्रित करने के लिए। वांछित सिस्टम व्यवहार के आधार पर—जैसे क्षणिक ओवरवोल्टेज (transient overvoltages) को सीमित करना या ग्राउंड फॉल्ट करंट को नियंत्रित करना—यह कनेक्शन सीधे या विभिन्न प्रतिबाधाओं (impedances) के माध्यम से किया जा सकता है।

Working Principle: ग्राउंडिंग की विधि फॉल्ट करंट के परिमाण और उत्पन्न होने वाले क्षणिक वोल्टेज को निर्धारित करती है। ठोस (सीधी) ग्राउंडिंग इन्सुलेशन तनाव को कम करती है लेकिन उच्च फॉल्ट करंट की ओर ले जाती है। रेजिस्टेंस ग्राउंडिंग उपकरणों की सुरक्षा के लिए फॉल्ट करंट को सीमित करती है, जबकि इंडक्टेंस (पीटरसन कॉइल) ग्राउंडिंग एकल लाइन-टू-ग्राउंड फॉल्ट के दौरान कैपेसिटिव चार्जिंग करंट को बेअसर करने के लिए अनुनाद (resonant) मुआवजे का उपयोग करती है।

Key Formulas: $I_g = \frac{V_n}{Z_n}$ — जहाँ $I_g$ ग्राउंड फॉल्ट करंट है और $Z_n$ न्यूट्रल अर्थिंग प्रतिबाधा है; $L = \frac{1}{3\omega^2 C_0}$ — पीटरसन कॉइल ग्राउंडिंग के लिए आवश्यक अनुनाद इंडक्टेंस

Key Points: स्थिर फेज वोल्टेज बनाए रखने के लिए लो-वोल्टेज वितरण में सीधी अर्थिंग का उपयोग किया जाता है।; ग्राउंड फॉल्ट के दौरान मशीनों को होने वाले नुकसान को सीमित करने के लिए मीडियम वोल्टेज सिस्टम में रेजिस्टेंस अर्थिंग को प्राथमिकता दी जाती है।; इंडक्टिव ग्राउंडिंग (पीटरसन कॉइल) का उपयोग ओवरहेड लाइनों में किया जाता है ताकि सिस्टम कैपेसिटेंस के साथ अनुनाद करके आर्किंग ग्राउंड को खत्म किया जा सके।; स्टार-कनेक्टेड सिस्टम का न्यूट्रल पॉइंट सुरक्षा योजनाओं के लिए एक संदर्भ प्रदान करता है।

Advantages: आर्किंग ग्राउंड के कारण होने वाले क्षणिक ओवरवोल्टेज को सीमित करता है; रिले संचालन को सुविधाजनक बनाने के लिए अर्थ फॉल्ट करंट के लिए एक स्पष्ट रिटर्न पाथ प्रदान करता है; विभव वृद्धि के कारण इन्सुलेटर विफलता के जोखिम को कम करता है

Disadvantages: उच्च फॉल्ट करंट (सीधी अर्थिंग में) उपकरणों को नुकसान पहुँचा सकते हैं; प्रतिबाधा-आधारित ग्राउंडिंग सिस्टम के साथ जटिलता बढ़ जाती है; संचार लाइनों के साथ हस्तक्षेप की संभावना

Applications: पावर ट्रांसफॉर्मर न्यूट्रल; जनरेटर स्टार-पॉइंट ग्राउंडिंग; वितरण नेटवर्क स्थिरता

Additional Info: ठोस ग्राउंडिंग को $Z_n = 0$ के रूप में परिभाषित किया गया है।. रेजिस्टेंस ग्राउंडिंग ऊर्जा को नष्ट करने और करंट को सीमित करने के लिए $R_n$ का उपयोग करती है।. इंडक्टिव ग्राउंडिंग फेज-टू-ग्राउंड कैपेसिटेंस $C_0$ की भरपाई के लिए एक कॉइल ($L_n$) का उपयोग करती है।

Answer: D सही है — पावर सिस्टम का न्यूट्रल सिस्टम की आवश्यकताओं के आधार पर पृथ्वी से सीधे, एक प्रतिरोधक (रेजिस्टर) के माध्यम से, या एक इंडक्टर के माध्यम से जुड़ा हो सकता है।

Exam Tip: ग्राउंडिंग प्रतिबाधा के चयन को हमेशा फॉल्ट करंट के परिमाण से जोड़ें; उच्च प्रतिबाधा = कम फॉल्ट करंट लेकिन वोल्टेज अस्थिरता की अधिक संभावना।

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Option A: सीधे (Directly)

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Option B: रजिस्टर के माध्यम से

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Option C: इंडक्टर के माध्यम से

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