FACTS कंट्रोलर्स के क्या लाभ हैं?

Question

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The correct answer is D: उपरोक्त सभी. फ्लेक्सिबल अल्टरनेटिंग करंट ट्रांसमिशन सिस्टम (FACTS) कंट्रोलर्स पावर इलेक्ट्रॉनिक्स-आधारित उपकरण हैं जिन्हें AC ट्रांसमिशन सिस्टम की नियंत्रणीयता और पावर ट्रांसफर क्षमता को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। प्रतिबाधा (impedance), वोल्टेज परिमाण और चरण कोण (phase angle) जैसे नेटवर्क मापदंडों को गतिशील रूप से समायोजित करके, वे ग्रिड की स्थिरता और विश्वसनीयता को बढ़ाते हैं।

Step-by-Step Solution & Concepts:
फ्लेक्सिबल अल्टरनेटिंग करंट ट्रांसमिशन सिस्टम (FACTS) कंट्रोलर्स पावर इलेक्ट्रॉनिक्स-आधारित उपकरण हैं जिन्हें AC ट्रांसमिशन सिस्टम की नियंत्रणीयता और पावर ट्रांसफर क्षमता को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। प्रतिबाधा (impedance), वोल्टेज परिमाण और चरण कोण (phase angle) जैसे नेटवर्क मापदंडों को गतिशील रूप से समायोजित करके, वे ग्रिड की स्थिरता और विश्वसनीयता को बढ़ाते हैं।

Working Principle: FACTS उपकरण पावर फ्लो फॉर्मूला $P = \frac{V_1 V_2}{X} \sin(\delta)$ को संशोधित करके काम करते हैं। पावर इलेक्ट्रॉनिक्स (जैसे थाइरिस्टर, GTOs, या IGBTs) का उपयोग करके, ये कंट्रोलर्स तेजी से प्रभावी लाइन प्रतिघात ($X$), टर्मिनल वोल्टेज परिमाण ($V$), या बसों के बीच चरण कोण शिफ्ट ($delta$) को बदल सकते हैं, जिससे अनुकूलित पावर डिस्पैच और क्षणिक दोलनों (transient oscillations) में कमी आती है।

Key Formulas: $P = \frac{V_1 V_2}{X} \sin(\delta)$ — FACTS द्वारा नियंत्रित मौलिक पावर फ्लो समीकरण; $Q = \frac{V_1}{X}(V_1 - V_2 \cos(\delta))$ — रिएक्टिव पावर फ्लो समीकरण

Key Points: FACTS उपकरण उच्च गति वाली रिएक्टिव पावर क्षतिपूर्ति प्रदान करके सिस्टम की स्थिरता में सुधार करते हैं।; वे स्थिरता से समझौता किए बिना ट्रांसमिशन लाइनों को उनकी थर्मल सीमाओं के करीब तक लोड करने की अनुमति देते हैं।; वे पावर फ्लो नियंत्रण में लचीलापन प्रदान करते हैं, जिससे इंटरकनेक्टेड ग्रिड में लूप फ्लो को रोका जा सकता है।; FACTS कंट्रोलर्स पूरे नेटवर्क में वोल्टेज प्रोफाइल को अनुकूलित करके बिजली के नुकसान को कम करते हैं।

Advantages: पावर सिस्टम की गतिशील स्थिरता में वृद्धि; बेहतर पावर ट्रांसफर क्षमता; मौजूदा ट्रांसमिशन बुनियादी ढांचे का बेहतर उपयोग; बेहतर वोल्टेज प्रोफाइल विनियमन

Disadvantages: पावर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उच्च प्रारंभिक पूंजी लागत; नियंत्रण और सुरक्षा योजनाओं में जटिलता; ग्रिड में हार्मोनिक विकृतियों का प्रवेश

Applications: कमजोर ग्रिड में वोल्टेज स्थिरता वृद्धि; इंटर-एरिया पावर दोलनों को कम करना (Damping); लंबी दूरी की लाइनों के लिए गतिशील स्थिरता में सुधार; लूप पावर फ्लो का सुधार

Additional Info: FACTS उपकरणों को शंट (जैसे SVC, STATCOM), सीरीज (जैसे TCSC, SSSC), और संयुक्त (जैसे UPFC) कॉन्फ़िगरेशन में वर्गीकृत किया गया है।. विकल्प D सही है क्योंकि सूचीबद्ध सभी बिंदु उच्च-वोल्टेज AC नेटवर्क में FACTS तकनीक स्थापित करने के प्राथमिक उद्देश्य और लाभ हैं।

Answer: D सही है — FACTS कंट्रोलर्स सिस्टम की नियंत्रणीयता में सुधार करते हैं, पावर ट्रांसफर क्षमता बढ़ाते हैं, और तीव्र वोल्टेज, प्रतिबाधा, और चरण कोण विनियमन के माध्यम से ग्रिड विश्वसनीयता को बढ़ाते हैं।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि FACTS उपकरण लाइन की भौतिक थर्मल सीमा को नहीं बदलते हैं, लेकिन वे सिस्टम को क्षणिक अस्थिरता सीमाओं को छुए बिना उस सीमा के करीब अधिक कुशलता से संचालित करने की अनुमति देते हैं।

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Option A: नियंत्रणीयता (controllability) को बढ़ाते हैं

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Option B: पावर ट्रांसफर क्षमता में वृद्धि करते हैं

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Option C: AC ग्रिड की विश्वसनीयता बढ़ाते हैं

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