हम कम दूरी के पारेषण (transmission) के लिए HVDC लिंक को प्राथमिकता क्यों नहीं देते हैं?

Question

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D: किफायती नहीं होना

Explanation & Concepts:
कम दूरी के लिए HVDC पारेषण को प्राथमिकता नहीं दी जाती है क्योंकि कनवर्टर स्टेशनों (रेक्टिफायर और इनवर्टर) की उच्च पूंजीगत लागत लाइन निर्माण लागत में होने वाली बचत से अधिक होती है। हालांकि HVDC लाइनें प्रति किलोमीटर सस्ती होती हैं, लेकिन कुल लागत HVAC पारेषण से कम होने से पहले प्रारंभिक 'ब्रेक-ईवन' (समतुल्य) दूरी को पार करना आवश्यक होता है।

Working Principle: HVAC में, स्टेशनों को केवल ट्रांसफार्मर की आवश्यकता होती है, जो अपेक्षाकृत सस्ते होते हैं। HVDC प्रणालियों को AC-DC और DC-AC रूपांतरण करने के लिए दोनों सिरों पर महंगे पावर इलेक्ट्रॉनिक कनवर्टर स्टेशनों की आवश्यकता होती है। कुल लागत फलन को $C_{Total} = C_{Converter} + (C_{Line} 	imes Length)$ के रूप में दर्शाया गया है। चूंकि $C_{Converter}$ काफी अधिक है, $C_{Line}$ की बचत केवल 500-800 किमी से अधिक की दूरी पर ही कनवर्टर निवेश की भरपाई करती है।

Key Formulas: $C_{Total} = C_{station} + C_{line} \cdot L$ — पारेषण की कुल लागत जहां $L$ दूरी है।; $Break 	ext{-} even \ distance = \frac{C_{HVDC_station} - C_{HVAC_station}}{C_{AC_line_cost} - C_{DC_line_cost}}$

Key Points: जटिल पावर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों (Thyristors/IGBTs) के कारण HVDC कनवर्टर स्टेशन अत्यधिक महंगे होते हैं।; DC के लिए लाइन की लागत कम होती है क्योंकि इसमें कम कंडक्टरों (आमतौर पर दो) की आवश्यकता होती है और इन्सुलेशन की आवश्यकताएं भी कम होती हैं।; आर्थिक व्यवहार्यता लागत वक्रों के प्रतिच्छेदन द्वारा निर्धारित की जाती है।; छोटी लाइनों को कम कनवर्टर लागत की भरपाई करने के लिए लाइन सामग्री लागत में कमी का लाभ नहीं मिलता है।

Advantages: कम लाइन निर्माण लागत (कम कंडक्टर); त्वचा प्रभाव (Skin effect) नहीं; सक्रिय शक्ति प्रवाह को नियंत्रित करना आसान; ग्रिडों का अतुल्यकालिक (Asynchronous) इंटरकनेक्शन

Disadvantages: कनवर्टर स्टेशनों की उच्च लागत; हार्मोनिक्स का उत्पादन; सीमित ओवरलोड क्षमता; जटिल सर्किट ब्रेकिंग

Applications: लंबी दूरी का थोक शक्ति पारेषण; समुद्र के नीचे केबल इंटरकनेक्शन; अतुल्यकालिक ग्रिड सिंक्रोनाइज़ेशन

Additional Info: विकल्प A: हालांकि कन्वर्टर्स द्वारा उत्पन्न हार्मोनिक्स को दबाने के लिए फिल्टर की आवश्यकता होती है, लेकिन यह प्राथमिक कारण नहीं है कि HVDC से छोटी दूरियों पर परहेज किया जाता है।. विकल्प B: ऑडियो फ्रीक्वेंसी इंटरफेरेंस एक तकनीकी चुनौती है, लेकिन इसे शील्डिंग के साथ प्रबंधित किया जा सकता है और यह दूरी की प्राथमिकता के लिए आर्थिक चालक नहीं है।. विकल्प C: नियंत्रण की जटिलता अधिक है, लेकिन आधुनिक माइक्रोप्रोसेसरों ने इसे आधुनिक ग्रिडों में एक मानक परिचालन सुविधा बना दिया है।

Answer: D सही है — कनवर्टर स्टेशनों की उच्च प्रारंभिक निवेश लागत पारंपरिक HVAC प्रणालियों की तुलना में कम पारेषण दूरी के लिए HVDC को आर्थिक रूप से अक्षम बनाती है।

Exam Tip: हमेशा याद रखें कि विद्युत प्रणालियों में, AC और DC पारेषण के बीच का चुनाव स्टेशनों की उच्च निश्चित लागत और पारेषण लाइन की प्रति इकाई लंबाई परिवर्तनीय लागत के बीच के ट्रेड-ऑफ पर निर्भर करता है।

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Option A: विशाल फिल्टर की आवश्यकता

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Option B: ऑडियो फ्रीक्वेंसी इंटरफेरेंस

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Option C: नियंत्रण की जटिलता

Feature	HVDC	HVAC
कनवर्टर स्टेशन लागत	बहुत अधिक	कम (ट्रांसफार्मर आधारित)
पारेषण लाइन लागत	कम	अधिक

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