ما هو تأثير فيرانتي؟
ما هو تأثير فيرانتي؟
تعريف تأثير فيرانتي
يُعرف تأثير فيرانتي بأنه الزيادة في الجهد عند طرف الاستقبال من خط نقل طويل مقارنة بطرف الإرسال. هذا التأثير أكثر وضوحاً عندما يكون الحمل صغيراً جداً أو لا يوجد حمل (دائرة مفتوحة). يمكن وصفه كعامل أو نسبة زيادة.
في الممارسة العامة، يتدفق التيار من الجهد الأعلى إلى الجهد الأدنى لموازنة الفرق الكهربائي. عادةً ما يكون جهد طرف الإرسال أعلى من جهد طرف الاستقبال بسبب خسائر الخط، وبالتالي يتدفق التيار من طرف الإمداد إلى الحمل.
ولكن سير سي زد فيرانتي، في عام 1890، قدم نظرية مذهلة حول خطوط النقل المتوسطة أو طويلة المدى تشير إلى أنه في حالة التشغيل بحمل خفيف أو بدون حمل، غالبًا ما يزيد جهد طرف الاستقبال عن جهد طرف الإرسال، مما يؤدي إلى ظاهرة تُعرف بتأثير فيرانتي في نظام الطاقة.
تأثير فيرانتي في خط النقل
يحتوي خط النقل الطويل على سعة وكثافة كبيرة على طوله. يحدث تأثير فيرانتي عندما يكون التيار المستهلك بواسطة السعة الخط أكبر من تيار الحمل عند طرف الاستقبال، خاصة في حالات الحمل الخفيف أو عدم وجود حمل.
يسبب تيار شحن المكثف هبوطاً في الجهد عبر الملف inducer للخط، وهو في الطور مع جهد طرف الإرسال. يتزايد هذا الهبوط في الجهد على طول الخط، مما يجعل جهد طرف الاستقبال أعلى من جهد طرف الإرسال. وهذا يعرف بتأثير فيرانتي.
لذا فإن تأثير السعة والمكثف للخط الناقل مسؤولان بشكل متساوٍ عن حدوث هذه الظاهرة، ولذلك يكون تأثير فيرانتي ضئيلاً في حالة خط النقل القصير حيث يعتبر الملف للخط قريبًا من الصفر عملياً. بشكل عام، بالنسبة لخط بطول 300 كم يعمل بتردد 50 هرتز، تم العثور على أن جهد طرف الاستقبال بدون حمل أعلى بنسبة 5% من جهد طرف الإرسال.
والآن لتحليل تأثير فيرانتي دعونا نعتبر الرسوم البيانية المتجهة الموضحة أعلاه.
هنا، يعتبر Vr المتجه المرجعي، ويمثل بواسطة OA.
وهذا يتم تمثيله بواسطة المتجه OC.
والآن في حالة "خط النقل الطويل"، تم ملاحظة أن مقاومة الخط الكهربائية صغيرة بشكل مهمل مقارنة بالرداءة. لذا يمكننا افتراض أن طول المتجه Ic R = 0؛ يمكن اعتبار الارتفاع في الجهد فقط بسبب OA – OC = الهبوط الردائي في الخط.
والآن إذا اعتبرنا c0 و L0 قيم السعة والملف لكل كم من خط النقل، حيث l هي طول الخط.
بما أن السعة موزعة على طول خط النقل الطويل، فإن التيار المتوسط الذي يتدفق هو:
من المعادلة أعلاه، من الواضح تمامًا أن الارتفاع في الجهد عند طرف الاستقبال يتناسب طرديًا مع مربع طول الخط، وبالتالي في حالة خط النقل الطويل يستمر في الزيادة مع الطول، وأحياناً يتجاوز الجهد المطبق عند طرف الإرسال، مما يؤدي إلى ظاهرة تُعرف بتأثير فيرانتي. إذا كنت ترغب في اختبار معرفتك حول تأثير فيرانتي ومواضيع نظام الطاقة ذات الصلة، تحقق من أسئلتنا الاختيارية المتعددة (MCQ) لنظام الطاقة.
من الواضح أن الارتفاع في الجهد عند طرف الاستقبال يتناسب طرديًا مع مربع طول الخط. في خطوط النقل الطويلة، يمكن لهذا الارتفاع أن يتجاوز جهد طرف الإرسال، مما يؤدي إلى ظاهرة تأثير فيرانتي. إذا كنت ترغب في اختبار معرفتك، تحقق من أسئلتنا الاختيارية المتعددة (MCQ) لنظام الطاقة.
