विभिन्न लंबाई की लाइनों के लिए ट्रांसमिशन लाइन वोल्टेज क्या है?

Question

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The correct answer is D: ये सभी. पावर सिस्टम में, ट्रांसमिशन वोल्टेज स्तर का चयन मुख्य रूप से ट्रांसमिशन दूरी और स्थानांतरित की जाने वाली शक्ति द्वारा निर्धारित होता है। एक सामान्य नियम के रूप में, $I^2R$ नुकसान, वोल्टेज ड्रॉप, और कंडक्टर सामग्री की आवश्यकता को कम करने के लिए लंबी दूरी के लिए उच्च वोल्टेज का उपयोग किया जाता है, जिससे सूचीबद्ध सभी जोड़ियां व्यावहारिक ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइनों के लिए तकनीकी रूप से स्वीकार्य हैं।

Step-by-Step Solution & Concepts:
पावर सिस्टम में, ट्रांसमिशन वोल्टेज स्तर का चयन मुख्य रूप से ट्रांसमिशन दूरी और स्थानांतरित की जाने वाली शक्ति द्वारा निर्धारित होता है। एक सामान्य नियम के रूप में, $I^2R$ नुकसान, वोल्टेज ड्रॉप, और कंडक्टर सामग्री की आवश्यकता को कम करने के लिए लंबी दूरी के लिए उच्च वोल्टेज का उपयोग किया जाता है, जिससे सूचीबद्ध सभी जोड़ियां व्यावहारिक ओवरहेड ट्रांसमिशन लाइनों के लिए तकनीकी रूप से स्वीकार्य हैं।

Working Principle: लाइन की लंबाई और वोल्टेज के बीच का संबंध 'स्टिल्स लॉ' (Still's law) द्वारा नियंत्रित होता है, जो यह सुझाव देता है कि ट्रांसमिशन वोल्टेज ($V_{kV}$) ट्रांसमिशन की दूरी ($L_{km}$) के लगभग आनुपातिक होता है। गणितीय रूप से, $V_{kV} \approx 5.5 	imes \sqrt{0.62L + \frac{P}{150}}$, जहाँ $P$ मेगावाट (MW) में शक्ति है; यह कुशल पावर फ्लो सुनिश्चित करता है और वैधानिक सीमाओं के भीतर वोल्टेज विनियमन बनाए रखता है।

Key Formulas: $V_{kV} \approx 5.5 \sqrt{0.62L + \frac{P}{150}}$ — ट्रांसमिशन वोल्टेज के लिए अनुभवजन्य संबंध; $P_{loss} = 3 I^2 R$ — तीन-चरण ट्रांसमिशन लाइन में पावर लॉस

Key Points: उच्च वोल्टेज एक निश्चित शक्ति के लिए आवश्यक कंडक्टर के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र को कम कर देता है।; ट्रांसमिशन लाइनों को लंबाई के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है: शॉर्ट (200 किमी)।; 400 kV लाइनों का उपयोग आमतौर पर स्थिरता बनाए रखने के लिए लंबी दूरी के थोक बिजली ट्रांसमिशन के लिए किया जाता है।; उपकरणों की इंटरऑपरेबिलिटी सुनिश्चित करने के लिए वोल्टेज स्तर विश्व स्तर पर मानकीकृत हैं।

Advantages: उच्च वोल्टेज $I^2R$ पावर लॉस को कम करता है।; निम्न वोल्टेज ड्रॉप वोल्टेज विनियमन में सुधार करता है।

Disadvantages: उच्च वोल्टेज के लिए लंबे टावरों और अधिक इन्सुलेशन क्लीयरेंस की आवश्यकता होती है।; अतिरिक्त उच्च वोल्टेज पर कोरोना डिस्चार्ज लॉस बढ़ जाता है।

Applications: 132 kV: सब-ट्रांसमिशन या मध्यम दूरी का ट्रांसमिशन।; 220 kV: क्षेत्रीय ग्रिड इंटरकनेक्शन।; 400 kV: लंबी दूरी की उच्च-वोल्टेज बैकबोन (EHV ट्रांसमिशन)।

Additional Info: वोल्टेज चयन के लिए अंगूठे का नियम (thumb rule) HV लाइनों के लिए ट्रांसमिशन दूरी के प्रति किलोमीटर लगभग 1 kV है।. विकल्प D सही है क्योंकि उल्लिखित सभी जोड़ियां ट्रांसमिशन सिस्टम के लिए मानक उद्योग कॉन्फ़िगरेशन हैं।

Answer: D सही है — प्रदान किए गए सभी विकल्प उनकी संबंधित ट्रांसमिशन लंबाई के अनुरूप मानक ट्रांसमिशन लाइन वोल्टेज स्तरों का प्रतिनिधित्व करते हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि ट्रांसमिशन वोल्टेज को $n$ के कारक से बढ़ाने पर, समान पावर लॉस और दूरी के लिए आवश्यक कंडक्टर क्रॉस-सेक्शन $n^2$ गुना कम हो जाता है।

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Option A: 120 किमी के लिए 132 kV

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Option B: 200 किमी के लिए 220 kV

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Option C: 300 किमी के लिए 400 kV

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