नो-लोड स्थितियों के तहत ट्रांसमिशन लाइन में धारा किसके कारण होती है?

Question

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A: कैपेसिटेंस प्रभाव

Explanation & Concepts:
नो-लोड स्थितियों में, हवा (डाइलेक्ट्रिक) द्वारा अलग किए गए कंडक्टरों के बीच विभवांतर के कारण ट्रांसमिशन लाइन एक बड़े कैपेसिटर की तरह व्यवहार करती है। यह वितरित शंट कैपेसिटेंस स्रोत से एक लीडिंग चार्जिंग करंट खींचता है, तब भी जब किसी लोड को कोई सक्रिय शक्ति नहीं दी जा रही हो।

Working Principle: ट्रांसमिशन लाइन के कंडक्टर एक कैपेसिटर की प्लेटों का निर्माण करते हैं, और उनके बीच की हवा डाइलेक्ट्रिक माध्यम के रूप में कार्य करती है। चूंकि लाइन को AC वोल्टेज द्वारा सक्रिय किया जाता है, इसलिए चार्जिंग करंट इन शंट कैपेसिटर के माध्यम से प्रवाहित होता है। यह धारा $I_{ch} = V_{ph} \cdot \omega C$ द्वारा दी जाती है, जो फेरेंटी प्रभाव (Ferranti effect) की ओर ले जाती है, जहाँ नो-लोड पर प्राप्त छोर (receiving end) का वोल्टेज भेजने वाले छोर (sending end) के वोल्टेज से अधिक हो सकता है।

Key Formulas: $I_{ch} = V_{ph} \cdot 2\pi f C$ — ट्रांसमिशन लाइन में चार्जिंग करंट; $C = \frac{2\pi \epsilon_0}{\ln(D/r)}$ — दो-तार वाली लाइन की प्रति इकाई लंबाई कैपेसिटेंस

Key Points: चार्जिंग करंट कैपेसिटिव होता है और वोल्टेज से 90 डिग्री आगे (lead) रहता है।; यह प्रभाव उच्च वोल्टेज वाली लंबी ट्रांसमिशन लाइनों में अधिक स्पष्ट होता है।; फेरेंटी प्रभाव इस नो-लोड कैपेसिटिव चार्जिंग करंट का सीधा परिणाम है।; हल्के लोड पर इस प्रभाव की भरपाई के लिए अक्सर शंट रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है।

Advantages: लंबी लाइनों में वोल्टेज प्रोफाइल बनाए रखने में मदद करता है; रिएक्टिव पावर सहायता प्रदान करता है

Disadvantages: प्राप्त छोर पर वोल्टेज में वृद्धि का कारण बनता है (फेरेंटी प्रभाव); ओवरवॉल्टेज स्थितियों के दौरान इंसुलेशन स्ट्रेस का कारण बन सकता है

Applications: EHV (एक्स्ट्रा हाई वोल्टेज) ट्रांसमिशन लाइन की योजना; रिएक्टिव पावर क्षतिपूर्ति अध्ययन

Additional Info: कोरोना प्रभाव केवल तब होता है जब विद्युत क्षेत्र की तीव्रता हवा की डाइलेक्ट्रिक शक्ति (लगभग 30 kV/cm) से अधिक हो जाती है।. प्रॉक्सिमिटी प्रभाव पास के कंडक्टरों के चुंबकीय क्षेत्रों के कारण कंडक्टरों में करंट के असमान वितरण के कारण होता है, जो केवल लोड के तहत महत्वपूर्ण होता है।. पृथ्वी से बैक फ्लो नो-लोड करंट तंत्र के लिए एक मानक शब्द नहीं है।

Answer: A सही है — नो-लोड करंट मुख्य रूप से ट्रांसमिशन लाइन के शंट कैपेसिटेंस को चार्ज करने के लिए आवश्यक चार्जिंग करंट है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि चार्जिंग करंट लाइन की लंबाई और वोल्टेज के समानुपाती होता है; इसलिए, यह EHV/UHV लाइनों (400kV और उससे अधिक) में महत्वपूर्ण हो जाता है।

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Option B: कोरोना प्रभाव

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Option C: प्रॉक्सिमिटी प्रभाव

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Option D: पृथ्वी से बैक फ्लो

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