Power System Protection

Course: B.Tech Code: 701 Branch: GS Date: November 2023

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EX-701 (GS) [2]

B.Tech., VII Semester

Examination, November 2023

Grading System (GS)

Power System Protection

Time : Three Hours

Maximum Marks : 70

Note: i) Attempt any five questions.

किन्हीं पाँच प्रश्नों को हल कीजिए।

ii) All questions carry marks.

सभी प्रश्नों के समान अंक हैं।

iii) In case of any doubt or dispute the English version question should be treated as final.

किसी भी प्रकार के संदेह अथवा विवाद की स्थिति में अंग्रेजी भाषा के प्रश्न को अंतिम माना जायेगा।

1.

एक बिजली प्रणाली पर होने वाले स��मित और असममित दोषों के बीच भेद समझााइए तथा एक अनलोडेड जनरेटर के टर्मिनलों पर निम्नलिखित प्रकार के दोषों के लिए अनुक्रम-नेटवर्क आरेख बनाएं।

  1. थ्री-फेज शॉर्ट-सर्किट

  2. सिंगल लाइन-टू-ग्राउंड फॉल्ट

a) Explain why fault currents are more than load currents? What is meant by fault level or fault MVA? Explain. (7)
b)
Distinguish between symmetrical and unsymmetrical faults occurring on a power system and draw the sequence-network diagrams for the following types of faults at the terminals of an unloaded generator
  1. Three-phase short-circuit
  2. Single line-to-ground fault
(7)
2.
a)
Three Generator are rated as follows:
  • Generator 1 : 100MVA, 33 kV, reactance = 10%
  • Generator 2 : 150MVA, 33 kV, reactance = 8%
  • Generator 3 : 110MVA, 30 kV, reactance = 12%

तीन जनरेटर निम्नानुसार रेट किए गए :

  • जनरेटर 1 : 100MVA, 33 kV, प्रतिक्रिया = 10%

  • जनरेटर 2 : 150MVA, 33 kV, प्रतिक्रिया = 8%

  • जनरेटर 3 : 110MVA, 30 kV, प्रतिक्रिया = 12%

Choosing 200 MVA and 35 kV as base quantities, compute per unit reactance diagram of the three generators referred to these base quantities. Draw reactance diagram and mark per unit reactances. The three generators are connected to common bus-bars

आधार मात्र�� के रूप में 200 MVA और 35 kV का चयन करते हुए, इन आधार मात्राओं को संदर्भित तीनों के प्रति इकाई प्रतिक्रिया आरेख की गणना करें। प्रतिक्रिया आरेख बनाएं और प्रति इकाई प्रतिक्रियाओं को चिह्नित करें। तीन जनरेटर आम बस-बार से जुड़े हुए हैं।

(7)
EX-701 (GS) PTO Contd....
[3] [4]
b)
For what type of protective relay will you recommend ?

आप किस प्रकार के सुरक्षात्मक रिले के लिए सिफारिश करेंगे ?

  1. An induction disc type

  2. इंडक्शन डिस्क टाइप

  3. Induction cup type construction?

  4. इंडक्शन कप टाइप कंस्ट्रक्शन की सिफारिश करेंगे ?

What measures are taken to minimize the overrun of the disc?

डिस्क के ओवररन को कम करने के लिए क्या उपा��� किए जाते हैं ?

(7)
3.
a)
Determine the time of operation of a 1A, 3s over-current relay having plug setting of 125 per cent and a time multiplier of 0.6. The supplying CT is rated 400:1 A and fault current is 4,000 A. The relay characteristic curve is given below:

125 प्रतिशत प्लग सेटिंग और 0.6 के समय गुणक वाले 1A, 3s ओवर-करंट रिले के संचालन का समय निर्धारित करें। आपूर्ति करने वाली CT की 400:1 A रेट किया गया है और फॉल्ट करं��� 4,000 A है। रिले विशेषता वक्र नीचे दिया गया है।

PSM 1.3 2 4 8 10 20
Time of operations 30 10 5 3.3 3 2.2

PSM 1.3 2 4 8 10 20
संचालन का समय 30 10 5 3.3 3 2.2

(7)
b)
What is advantage of static relay over electromechanical relay?

इलेक्ट्रोमैकेनिकल रिले पर स्थैतिक रिले का क्या लाभ है ?

(7)
4.
a)
Explain the term 'pilot' with reference to power line protection. What are the different types of pilots which are presently employed? Discuss their fields of application.

पावर लाइन सुरक्षा के संदर्भ में 'पायलट' शब्द की व्याख्या कीजिए। वर्तमान में कार्यरत विभिन्न प्रकार के पायलट कौन से हैं? उन��े आवेदन के क्षेत्रों पर चर्चा करें।

(7)
b)
A 3-phase, 66/11 kV star-delta connected transformer is protected by Merrz-Price system the CTs on it side have a ratio of 420/5A. Find the ratio of the CTs on the ht side.

एक 3-फेज, 66/11 kV स्टार-डेल्टा कनेक्टेड ट्रांसफार्मर Merz-Price सिस्टम द्वारा संरक्षित है। इसके साइड पर CTs का अनुपात 420/5A है। ht तरफ CT के अनुपात का पता लगाएं।

(7)
5.
a)
What is carrier current protection? For what voltage range is it used for the protection of transmission lines? What are its merits and demerits? With neat sketches, discuss the phase comparison scheme of carrier current protection?

कैरियर करंट प्रोटेक्शन क्या है? ट्रांसमिशन लाइनों की सुरक्षा के लिए इसका उपयोग किस वोल्टेज रेंज के लिए किया जाता है? इसके गुण और दोष क्या हैं? स्वच्छ रेखाचित्रों के साथ, फेज कंपेरिजन स्कीम ऑफ कैरियर करंट प्रोटेक्शन पर चर्चा करें।

(7)
EX-701 (GS) PTO Contd....
[5] [6]
b)
What is the function of an explosion pot in an oil circuit breaker? What are the different types of explosion pot? Describe their construction, working principle and application.

तेल सर्किट ब्रेकर में विस्फोट पॉट का क्या कार्य है ? विस्फोट पॉट के विभिन्न प्रकार क्या है ? उनके निर्माण, कार्य सिद्धांत और अनुप्रयोग का वर्णन करें।

(7)
6.
a)
What are the different types of air blast circuit breaker? Discuss their operating principle and area of applications. Which type is less affected by current chopping?

एयर ब्लास्ट सर्किट ब्रेकर के विभिन्न प्रकार क्या हैं ? उनके संचालन सिद्धांत और अनुप्रयोग��ं के क्षेत्र पर चर्चा करें। करंट चॉपिंग से कौन सा प्रकार कम प्रभावित होता है?

(7)
b)
Discuss the operating principle of SF6 circuit breaker. What are its advantages over other types of circuit breakers? For what voltage range is it recommended?

SF6 सर्किट ब्रेकर के संचालन सिद्धांत पर चर्चा करें। अन्य प्रकार के सर्किट ब्रेकरों पर इसके क्या फायदे हैं? किस वोल्टेज रेंज के लिए इसकी सिफारिश की जाती है?

(7)
7.
a)
Discuss how an amplitude comparator can be converted to a phase comparator and vice versa.

चर्चा करें कि कैसे एक एम्प्लिट्यूड कम्पेरेटर को एक फेज कम्पेरेटर में परिवर्तित किया जा सकता है। और इसके विपरीत।

(7)
b)
Draw the schematic diagram of a numerical relay and briefly describe the functions of its various components.

एक संख्यात्मक रिले का योजनाबद्ध आरेख बनाएं और इसके विभिन्न घटकों के कार्यों का संक्षेप में वर्णन करें।

(7)
8:
Write a short notes on (any two):

किन्ही दो पर संक्षिप्त टिप्पणी लिखिए।

  1. Line to ground fault

    लाइन टू ग्राउंड फॉल्ट

  2. Distance relays on R-X diagram

    R-X आरेख पर दूरी रिले

  3. Bus bar protection

    बस बार सुरक्षा

  4. Software development for protection

    सुरक्षा के लिए सॉफ्टवेयर विकास

(14)

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EX-701 (GS)