स्थिर वोल्टेज संचरण (constant voltage transmission) के लिए, वोल्टेज ड्रॉप की भरपाई किसके द्वारा की जाती है?

Question

Accepted Answer

B: तुल्यकालिक मोटर (Synchronous motors)

Explanation & Concepts:
एक तुल्यकालिक मोटर (synchronous motor), जब ओवर-एक्साइटेड मोड में संचालित होती है, तो यह एक तुल्यकालिक कंडेंसर (कैपेसिटर) के रूप में कार्य करती है, जो आपूर्ति से अग्रणी (leading) प्रतिक्रियाशील शक्ति (reactive power) खींचती है। एक्साइटेशन को समायोजित करके, मोटर ट्रांसमिशन लाइन को प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रदान कर सकती है ताकि इंडक्टिव लोड के कारण होने वाले वोल्टेज ड्रॉप की भरपाई की जा सके, जिससे स्थिर वोल्टेज प्रोफाइल बना रहता है।

Working Principle: जब एक तुल्यकालिक मोटर का फील्ड एक्साइटेशन सामान्य स्तर से अधिक बढ़ाया जाता है (ओवर-एक्साइटेड), तो प्रेरित बैक EMF $E_b$ टर्मिनल वोल्टेज $V$ से अधिक हो जाता है। इससे मोटर अग्रणी करंट (leading current) खींचती है, और प्रभावी रूप से एक वेरिएबल कैपेसिटर की तरह व्यवहार करती है। लाइन में इंजेक्ट की गई प्रतिक्रियाशील शक्ति $Q$, लाइन रिएक्टेंस $X_L$ के पार वोल्टेज ड्रॉप को प्रभावी ढंग से कम करती है, जो $\Delta V \approx I_R R + I_X X_L$ द्वारा दिया गया है।

Key Formulas: $Q_{comp} = V^2 \omega C$ — प्रतिक्रियाशील शक्ति क्षतिपूर्ति सिद्धांत; $I_{leading} \propto I_f$ — फील्ड एक्साइटेशन पर अग्रणी करंट की निर्भरता

Key Points: ओवर-एक्साइटेड तुल्यकालिक मोटर अग्रणी पावर फैक्टर पर काम करती है।; पावर फैक्टर सुधार और वोल्टेज विनियमन के लिए उपयोग किए जाने पर इन्हें अक्सर 'तुल्यकालिक कंडेंसर' (Synchronous Condensers) कहा जाता है।; स्टैटिक कैपेसिटर के विपरीत, फील्ड करंट ($I_f$) को नियंत्रित करके प्रतिक्रियाशील शक्ति आउटपुट को लगातार बदला जा सकता है।

Advantages: सुचारू और स्टेपलेस वोल्टेज नियंत्रण; अग्रणी और लैगिंग दोनों प्रकार की प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रदान करती है (यदि एक्साइटेशन बदला जाए); सिस्टम स्थिरता में सुधार करती है

Disadvantages: स्टैटिक कैपेसिटर की तुलना में अधिक प्रारंभिक लागत; घूमने वाले भागों के कारण रखरखाव की आवश्यकता; अधिक परिचालन हानि

Applications: बड़े सब-स्टेशन; औद्योगिक पावर सिस्टम जिन्हें डायनेमिक वोल्टेज समर्थन की आवश्यकता होती है; वितरण छोरों पर पावर फैक्टर सुधार

Additional Info: हालांकि स्टैटिक कैपेसिटर सस्ते होते हैं, लेकिन बड़े सिस्टम में जहां डायनेमिक और समायोज्य क्षतिपूर्ति की आवश्यकता होती है, वहां तुल्यकालिक मोटर को प्राथमिकता दी जाती है।. विकल्प A निश्चित क्षतिपूर्ति के लिए आंशिक रूप से सही है, लेकिन 'स्थिर वोल्टेज संचरण' के लिए तुल्यकालिक मोटर (विकल्प B) बेहतर है क्योंकि इसमें समायोज्य प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रदान करने की क्षमता होती है।

Answer: B सही है — तुल्यकालिक मोटर, जब ओवर-एक्साइटेड होती है, तो निरंतर ट्रांसमिशन लाइन वोल्टेज बनाए रखने के लिए नियंत्रणीय प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रदान करने हेतु तुल्यकालिक कंडेंसर के रूप में कार्य करती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि ओवर-एक्साइटेड तुल्यकालिक मशीनें कैपेसिटर (अग्रणी pf) के रूप में कार्य करती हैं, जबकि अंडर-एक्साइटेड मशीनें इंडक्टर्स (लैगिंग pf) के रूप में कार्य करती हैं।

Answer

Option A: कैपेसिटर

Answer

Option C: इंडक्टर्स

Answer

Option D: उपरोक्त सभी

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