Transmission and Distribution MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Transmission and Distribution - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

रेडियल वितरण प्रणाली

• एक रेडियल वितरण प्रणाली एक प्रकार की विद्युत शक्ति वितरण प्रणाली है जहाँ प्रत्येक उपभोक्ता एकल शक्ति स्रोत या फीडर से जुड़ा होता है।
• यह कॉन्फ़िगरेशन सरल और लागत प्रभावी है, लेकिन इसमें विश्वसनीयता के मामले में एक नुकसान है, क्योंकि फीडर में एक दोष से सभी जुड़े उपभोक्ताओं को बिजली की हानि हो सकती है।

उच्च वोल्टेज ड्रॉप वाले रेडियल लेआउट औद्योगिक भार के लिए अनुपयुक्त हैं क्योंकि:

• रेडियल लेआउट में स्रोत से दूर बिंदुओं पर महत्वपूर्ण वोल्टेज ड्रॉप का अनुभव हो सकता है, खासकर उच्च भार की स्थिति में।
• औद्योगिक भार (जैसे मोटर, पीएलसी, स्वचालन प्रणाली) वोल्टेज भिन्नताओं के प्रति संवेदनशील होते हैं—उतार-चढ़ाव से अक्षमता, अधिक गरम होना या उपकरण की खराबी भी हो सकती है।
• इसलिए, उच्च वोल्टेज ड्रॉप वाले रेडियल सिस्टम ऐसे भार के लिए पसंद नहीं किए जाते हैं; इसके बजाय अक्सर रिंग या मेष प्रणाली जैसे अधिक विश्वसनीय लेआउट का उपयोग किया जाता है।

सिद्धांत

प्रति फेज वोल्टेज ड्रॉप (V/फेज में) दिया गया है:

V = I x Z_T

जहाँ, V = वोल्टेज ड्रॉप

I = धारा

Z_T = कुल प्रतिबाधा

गणना

दिया गया है, cosϕ = 0.8 lag → ϕ = 36.86°

I = 50∠-36.86°

लंबाई = 400 m = 0.4 km

Z_T = (0.15 + j0.2) x 0.4

ZT = (0.06 + j0.08) Ω/km

V = (50∠-36.86°) x (0.06 + j0.08)

V = 50(0.8 - j0.6) x (0.06 + j0.08)

V = (40 - j30) x (0.06 + j0.08)

V = 4.8 + j1.4

संप्रत्यय:

बड़ी मात्रा में विद्युत संचरण के लिए वोल्टेज स्तर इतना अधिक होना चाहिए कि धारा कम हो और इसलिए I²R हानि कम से कम हो और लंबे कंडक्टरों पर दक्षता में सुधार हो।

वोल्टेज स्तरों का वर्गीकरण इस प्रकार है:

• निम्न वोल्टेज (LV): 1 kV तक
• मध्यम वोल्टेज (MV): 1 kV से 33 kV - वितरण नेटवर्क में उपयोग किया जाता है
• उच्च वोल्टेज (HV): 33 kV से 220 kV - आमतौर पर मध्यम दूरी पर बड़ी मात्रा में विद्युत संचरण के लिए उपयोग किया जाता है
• अति उच्च वोल्टेज (UHV): 765 kV से ऊपर - लंबी दूरी, उच्च क्षमता वाले संचरण के लिए उपयोग किया जाता है

अंतिम उत्तर: उच्च वोल्टेज (HV)

व्याख्या

• वोल्टेज ड्रॉप विश्लेषण यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि अंतिम उपयोगकर्ता को विद्युत उपकरणों के सुरक्षित और विश्वसनीय संचालन के लिए आवश्यक सही वोल्टेज प्राप्त हो।
• नियामक मानक आमतौर पर निर्दिष्ट करते हैं कि उपयोगकर्ता के कनेक्शन बिंदु पर वोल्टेज अधिकांश प्रणालियों के लिए ±5% से अधिक नहीं भटकना चाहिए (जैसे, 230V नाममात्र से, सीमा 218.5V से 241.5V होगी)।
• अत्यधिक वोल्टेज ड्रॉप से उपकरण में खराबी या विफलता हो सकती है। इसलिए, वोल्टेज ड्रॉप का विश्लेषण और न्यूनीकरण बिजली की गुणवत्ता बनाए रखने और अंतिम उपयोगकर्ता के उपकरण की सुरक्षा में मदद करता है।
• इसके अलावा, इंजीनियर चालकों का सही आकार निर्धारित कर सकते हैं, नुकसान को कम कर सकते हैं, और इस स्वीकार्य सीमा के भीतर वोल्टेज बनाए रख सकते हैं।

भूमिगत केबल बिछाने के तरीके

डायरेक्ट बिछाने:

• इस विधि में 1.5 मीटर गहरी और 0.45 मीटर चौड़ी खाई खोदने की आवश्यकता होती है, जिसे फिर रेत से ढँक दिया जाता है।
• केबल खाई में बिछाई जाती हैं और 10 सेमी मोटी रेत की परत से ढँक दी जाती हैं। यांत्रिक क्षति से बचाने के लिए, खाई को फिर ईंटों और अन्य सामग्रियों से ढँक दिया जाता है।
• यदि एक से अधिक केबल को एक खाई में बिछाने की आवश्यकता है, तो पारस्परिक तापन को रोकने के लिए 30 सेमी का क्षैतिज या ऊर्ध्वाधर अंतर-अक्षीय अंतर प्रदान किया जाता है।
• लोड विस्तार या संशोधन की आवश्यकता होने पर डायरेक्ट बिछाने (डायरेक्ट दफ़न विधि) में पुनः खुदाई की आवश्यकता होती है, जिससे यह महँगा और श्रमसाध्य हो जाता है।

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ड्रा इन सिस्टम:

• ढलाई लोहे या कंक्रीट या चमकदार पत्थर के नलिकाएँ या नलिकाएँ या उपयुक्त स्थानों पर केबल मार्ग के साथ मैनहोल रखे जाते हैं। मैनहोल का उपयोग केबल को स्थिति में खींचने के लिए किया जाता है।

ट्रॉफिंग सिस्टम:

• एक ट्रॉफिंग सिस्टम, जिसे केबल ट्रॉफिंग सिस्टम या केबल रेसवे के रूप में भी जाना जाता है, एक विशेष प्रणाली है जिसे एक परिभाषित मार्ग के भीतर विद्युत केबलों की सुरक्षा, व्यवस्थित करने और मार्गदर्शन के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• केबल पूर्व-ढलाई कंक्रीट या फाइबरग्लास ट्रॉफ में बिछाई जाती हैं जिन्हें बाद में ढँक दिया जाता है।

सॉलिड सिस्टम:

• भूमिगत केबल केबल मार्ग के साथ खुले पाइप या ट्रॉफ में बिछाए जाते हैं। ट्रॉफ आमतौर पर डामर, पत्थर के पात्र या ढलाई लोहे से बने होते हैं।
• केबल को स्थिति में रखने के बाद ट्रॉफ को भरने के लिए डामर यौगिक का उपयोग किया जाता है।

वह न्यूनतम निकासी दूरी जिससे उपकरण को विभिन्न वोल्टेज स्तरों की विद्युत लाइनों से दूर रखा जाना चाहिए, नीचे तालिका में दर्शायी गयी है।

संचरण लाइनों को तीन श्रेणियों के आधार पर वर्गीकृत किया गया है।

a) संचरण लाइन की लम्बाई 

b) संचालन वोल्टेज 

c) धारिता का प्रभाव 

नीचे दी गई तालिका संचरण लाइनों के वर्गीकरण को सारांशित करती है।

निम्नलिखित प्रकार के केबल का उपयोग आमतौर पर 3-फेज वाले सेवा के लिए किया जाता है:

1. बेल्ट युक्त केबल - 11 kV तक

2. आवरित केबल - 22 kV से 66 kV तक

3. दबाव युक्त केबल - 66 kV से अधिक के लिए

बेल्ट युक्त केबल:

• इन केबलों का उपयोग 11 kV तक के वोल्टेज के लिए किया जाता है लेकिन असाधारण परिस्थितियों में, उनका उपयोग 22 kV तक बढ़ाया जा सकता है
• बेल्ट प्रकार का निर्माण केवल निम्न और मध्यम वोल्टेज के लिए उपयुक्त है क्योंकि इन वोल्टेज के लिए केबलों में विकसित विद्युत्स्थैतिक प्रतिबल अधिक या कम अरीय यानी अवरोधन के पार होता है
• उच्च वोल्टेज (22 kV से अधिक) के लिए, स्पर्शीय प्रतिबल भी महत्वपूर्ण हो जाते हैं
• यह प्रतिबल कागज के अवरोधन की परतों के अनुदिश लागू होते हैं
• चूँकि कागज के अवरोध का प्रतिरोध परतों के अनुदिश काफी कम होता है, इसलिए, स्पर्शीय तनाव कागज़ के अवरोध की परतों के अनुदिश रिसाव धारा का निर्माण करते हैं
• रिसाव धारा के कारण स्थानीय तापन होता है, जिसके परिणामस्वरूप किसी भी समय अवरोधन के टूटने का जोखिम होता है

परावैद्युत सामर्थ्य:

यह विभिन्न सामर्थ्य आवृत्तियों पर रोधक सामग्री के विद्युत सामर्थ्य को दर्शाता है।

यह वोल्टेज प्रति यूनिट मोटाई है जिस पर सामग्री विद्युत का संचालन करती है।

कॉन्सेप्ट:

एकल फेज की वास्तविक शक्ति P = VI cosθ

एकल फेज की प्रतिघाती शक्ति Q = VI sinθ

शुद्ध धारिता परिपथ Q = v²ω c

नोट: प्रेरणिक प्रभाव का अवरोध करने के लिए, हम भार में शुद्ध धारिता भार को जोडते हैं।

गणना:

दिया गया है  V = 250 volt

I = 50 amp

θ = 30°

ω = 2 × π × 50 = 314

प्रतिघाती शक्ति = 250 × 50 × sin30° = 6250 VAr

इकाई शक्ति गुणक के लिए हम भार में धारिता जोडते हैं

V²ωC = 6250 VAr

⇒ 250² × 314 × C = 6250 VAr

संकल्पना:

• पिन विद्युतरोधक का उपयोग ध्रुव के स्ट्रेट रनिंग पर लाइन चालक धारण करने के लिए किया जाता है। ये आमतौर पर 33 kV प्रणाली तक के विद्युत नेटवर्क में उपयोग किए जाते हैं। 
• निलंबन विद्युतरोधक में धातु लिंक द्वारा श्रेणी में संयोजित कई पार्सेलिन की डिस्क एक स्ट्रिंग के रूप में होती हैं। चालक को इस स्ट्रिंग के निचले छोर पर निलंबित कर दिया जाता है, जबकि स्ट्रिंग के दूसरे छोर को टॉवर के क्रॉस-आर्म पर स्थिर किया जाता है। उच्च वोल्टेज  (>33KV) के लिए, निलंबन प्रकार के विद्युतरोधक का उपयोग करना एक सामान्य अभ्यास है।
• जब लाइन का डेड-एंड होता है या कोई कोना या तीव्र वक्र होता है, तो लाइन को अधिक तनाव के अधीन किया जाता है। अत्यधिक तनाव वाली लाइन को राहत देने के लिए, तनन विद्युतरोधक का उपयोग किया जाता है।
• कम वोल्टेज वाली लाइनों के लिए (<11 kV)  शेकल विद्युतरोधक का उपयोग तनन विद्युतरोधक के रूप में किया जाता है।
• स्टे विद्युतरोधक को तनन विद्युतरोधक के रूप में भी जाना जाता है और आमतौर पर 33 kV तक की लाइन में उपयोग किया जाता है। ये विद्युतरोधक जमीन के स्तर से तीन मीटर नीचे तय नहीं किए जाने चाहिए। इन विद्युतरोधक का उपयोग वहाँ भी किया जाता है जहां लाइनें तनावपूर्ण होती हैं।

• चालक के पूर्ण अनुप्रस्थ-काट पर धारा के असमान वितरण के कारण होने वाली घटना को उपरिस्तर प्रभाव के रूप में संदर्भित किया जाता है।
• ऐसी घटना का उपयोग एक बहुत छोटे संचरण लाइन की स्थिति में बहुत अधिक नहीं होता है लेकिन चालक के प्रभावी लम्बाई में वृद्धि के साथ उपरिस्तर प्रभाव काफी बढ़ता है।
• चालक के पूर्ण अनुप्रस्थ-काट पर धारा का वितरण DC प्रणाली की स्थिति में काफी समान होता है।
• लेकिन प्रत्यावर्ती धारा प्रणाली में धारा में चालक (अर्थात् चालक का उपरिस्तर) की सतह के माध्यम से उच्चतम घनत्व के साथ प्रवाह की प्रवृत्ति होती है जिससे कोर धारा से वंचित हो जाता है।

	संचालित DC धारा (DC प्रतिरोध) के लिए उपलब्ध एक गोल चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल
	संचालित निम्न-आवृत्ति वाले AC (AC प्रतिरोध) के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल
	संचालित उच्च-आवृत्ति वाले AC (AC प्रतिरोध) के लिए उपलब्ध समान चालक का अनुप्रस्थ-काट क्षेत्रफल

संचरण लाइन में उपरिस्तर प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक निम्न है:

• आवृत्ति - उपरिस्तर प्रभाव आवृत्ति में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• व्यास - यह चालक के व्यास में वृद्धि के साथ बढ़ता है।
• चालक का आकार - उपरिस्तर प्रभाव ठोस चालक में अधिक होता है और मानक चालक में कम होता है क्योंकि ठोस चालक का पृष्ठीय क्षेत्रफल अधिक होता है।
• पदार्थ का प्रकार - उपरिस्तर प्रभाव पदार्थ के पारगम्यता में वृद्धि के साथ बढ़ता है (पारगम्यता  चुंबकीय क्षेत्र के निर्माण के समर्थन के लिए पदार्थ की क्षमता होती है)

महत्वपूर्ण तथ्य:

• यदि आवृत्ति 50 Hz से कम होती है और चालक का व्यास 1 cm से कम होता है, तो उपरिस्तर प्रभाव नगण्य होता है।
• ACSR (एल्यूमीनियम चालक इस्पात प्रबलित) जैसे मानक चालक में धारा अधिकांश एल्युमीनियम से बने बाहरी सतह में प्रवाहित होती है, जबकि केंद्र के निकट इस्पात में कोई धारा नहीं होती है और चालक के लिए उच्च तन्य दृढ़ता देती है।
• सतह के निकट धारा की एकाग्रता ACSR चालक के उपयोग को सक्षम करती है।

• बिना भार की स्थिति के दौरान प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा केवल लाइन धारिता के कारण आवेशित विद्युत धारा होती है। यह प्रणाली में धारिता var को बढ़ाती है।
• चूँकि, लाइन बिना भार की स्थिति में है तो लाइन प्रेरकत्व कम होगा। इसलिए बिना भार या हल्के भार की स्थिति के दौरान धारिता var प्रेरणिक var से अधिक हो जाता है।
• इस घटना के कारण ग्राहक छोर में वोल्टेज भेजने वाले छोर के वोल्टेज से अधिक हो जाता है। यह प्रभाव फेरांटी प्रभाव भी कहलाता है।

वोल्टेज स्तर के आधार पर भूमिगत केबल का वर्गीकरण नीचे दिया गया है