फीडर लाइनों में वोल्टेज ड्रॉप

Question

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A: ट्रांसफार्मर वोल्टेज ड्रॉप

Explanation & Concepts:
विद्युत वितरण प्रणालियों में वोल्टेज ड्रॉप से तात्पर्य स्रोत और लोड के बीच चालक माध्यम के प्रतिबाधा (impedance) के कारण वोल्टेज में होने वाली कमी से है। जहाँ फीडर लाइनों में प्रतिरोध $R$ और प्रतिघात $X$ के कारण गिरावट आती है, वहीं ट्रांसफार्मर वोल्टेज ड्रॉप एक महत्वपूर्ण घटक है जो लोड स्थितियों के तहत ट्रांसफार्मर के विनियमन (regulation) द्वारा अभिलक्षित होता है।

Working Principle: एक विद्युत घटक में वोल्टेज ड्रॉप धारा और प्रतिबाधा के गुणनफल ($V_{drop} = I \cdot Z$) द्वारा निर्धारित होता है। एक ट्रांसफार्मर के लिए, तुल्य प्रतिबाधा $Z_{eq} = R_{eq} + jX_{eq}$ के परिणामस्वरूप वोल्टेज ड्रॉप होता है जो लोड पावर फैक्टर पर काफी हद तक निर्भर करता है। विनियमन सूत्र के अनुसार, लीडिंग पावर फैक्टर वास्तव में वोल्टेज वृद्धि का कारण बन सकते हैं, जबकि लैगिंग पावर फैक्टर ड्रॉप के परिमाण को बढ़ाते हैं।

Key Formulas: $V_{drop} \approx I(R_{eq} \cos \phi \pm X_{eq} \sin \phi)$ — लोड पावर फैक्टर पर आधारित अनुमानित वोल्टेज ड्रॉप; $Regulation = \frac{V_{no-load} - V_{full-load}}{V_{no-load}} 	imes 100$ — प्रतिशत वोल्टेज विनियमन

Key Points: ट्रांसफार्मर वोल्टेज ड्रॉप काफी हद तक द्वितीयक (secondary) लोड पावर फैक्टर पर निर्भर करता है।; यूनिटी पावर फैक्टर की तुलना में लैगिंग पावर फैक्टर के परिणामस्वरूप अधिक वोल्टेज ड्रॉप होता है।; लीडिंग पावर फैक्टर ऋणात्मक वोल्टेज ड्रॉप की ओर ले जा सकता है, जो वास्तव में द्वितीयक टर्मिनलों पर वोल्टेज वृद्धि का कारण बनता है।; फीडर वोल्टेज ड्रॉप आमतौर पर लाइन की लंबाई और प्रतिबाधा के समानुपाती होता है।

Advantages: दक्षता की गणना करने की अनुमति देता है; वोल्टेज प्रोफाइल को वैधानिक सीमाओं के भीतर बनाए रखने के लिए आवश्यक है

Disadvantages: विद्युत वितरण दक्षता को कम करता है; प्रतिक्रियाशील शक्ति मुआवजे (जैसे कैपेसिटर या STATCOMs) की आवश्यकता हो सकती है

Applications: ग्रिड वोल्टेज स्थिरता विश्लेषण; ट्रांसफार्मर टैप-चेंजर नियंत्रण डिजाइन

Additional Info: IEEE मानक के अनुसार अंतिम उपयोगकर्ता का वोल्टेज नाममात्र मान के $\pm 5\%$ के भीतर होना चाहिए।. विकल्प B (लाइन ड्रॉप लैगिंग P.F) फीडर को प्रभावित करने वाली एक घटना है, लेकिन सबस्टेशन डिजाइन के संदर्भ में ट्रांसफार्मर से संबंधित विनियमन की व्यापक अवधारणा को अक्सर उद्धृत किया जाता है।

Answer: A सही है — ट्रांसफार्मर वोल्टेज ड्रॉप लोड के तहत आंतरिक रिसाव प्रतिबाधा (internal leakage impedance) के कारण द्वितीयक वोल्टेज में निहित कमी है।

Exam Tip: विनियमन सूत्र में $\pm$ चिह्न को हमेशा याद रखें: लैगिंग लोड के लिए प्लस, लीडिंग लोड के लिए माइनस। यह प्रतियोगी परीक्षाओं में संख्यात्मक प्रश्नों के लिए एक पसंदीदा बिंदु है।

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Option B: लाइन ड्रॉप लैगिंग P.F

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Option C: लीडिंग P.F पर वोल्टेज

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Option D: फीडर लाइनों में वोल्टेज ड्रॉप

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