Ferranti Etkisi nedir?

Ferranti Etkisi Nedir?

Ferranti Etkisi Tanımı

Ferranti etkisi, uzun bir iletim hattının alıcı ucundaki gerilimin gönderici ucuna göre artması olarak tanımlanır. Bu etki, yük çok küçük veya hiç yok (açık devre) olduğunda daha belirgindir. Bu etki bir faktör veya yüzde artışı olarak ifade edilebilir.

Genel uygulamada, akım yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru akar, böylece elektriksel potansiyel farkını dengeler. Genellikle, hat kayıpları nedeniyle gönderici ucundaki gerilim alıcı ucundakinden daha yüksektir, bu yüzden akım tedarik ucundan yüküne doğru akar.

Ancak Sir S.Z. Ferranti, 1890 yılında, orta uzunlukta veya uzun mesafeli iletim hatları hakkında şaşırtıcı bir teori ileri sürdü. Bu teoriye göre, iletim sisteminin hafif yük veya boş devre çalıştırılması durumunda, alıcı ucundaki gerilim genellikle gönderici ucundakinden daha yüksek olabilir, bu da güç sistemlerinde Ferranti etkisi olarak bilinen bir fenomene yol açar.

İletim Hattında Ferranti Etkisi

Uzun bir iletim hattı, uzunluğunda önemli kapasitans ve endüktans değerlerine sahiptir. Ferranti etkisi, özellikle hafif veya boş yük koşullarında, hattın kapasitansı tarafından çekilen akım alıcı ucundaki yük akımından daha büyük olduğunda meydana gelir.

Kapasitör şarj akımı, hattın endüktöründe bir gerilim düşmesine neden olur ve bu gerilim düşmesi, gönderici ucundaki gerilim ile fazdadır. Bu gerilim düşmesi hattın boyunca artarak, alıcı ucundaki gerilimi gönderici ucundakinden daha yüksek hale getirir. Bu, Ferranti etkisi olarak bilinir.

Bu nedenle, iletim hattının kapasitans ve endüktör etkileri, bu özel fenomenin oluşmasında eşit derecede sorumludur ve bu nedenle kısa bir iletim hattı için Ferranti etkisi ihmal edilebilir, çünkü bu tip bir hattın endüktörü neredeyse sıfıra yakındır. Genel olarak, 50 Hz frekansında çalışan 300 km'lik bir hatta, boş yükte alıcı ucundaki gerilimin gönderici ucundakinden %5 daha yüksek olduğu görülmüştür.

Şimdi Ferranti etkisinin analizi için yukarıda gösterilen fazör diyagramlarını ele alalım.

Burada, Vr referans fazörü olarak kabul edilir ve OA ile temsil edilir.

Bu, OC fazörü ile temsil edilir.

Şimdi, "uzun bir iletim hattı" durumunda, pratik olarak hattın elektrik direncinin hattın reaktansına kıyasla ihmal edilebilir düzeyde küçük olduğu gözlemlenmiştir. Bu nedenle Ic R = 0 olduğunu varsayabiliriz; gerilim yükselişinin sadece OA – OC = hattaki reaktif düşüşten kaynaklandığını düşünebiliriz.

Eğer c0 ve L0 iletim hattının kilometre başına kapasitans ve endüktör değerleri olarak düşünülürse, l hattın uzunluğunu temsil eder.

Uzun bir iletim hattı durumunda, kapasitans hattın uzunluğu boyunca dağıtıldığından, ortalama akım,

Yukarıdaki denklemden açıkça görülüyor ki, alıcı ucundaki gerilim yükselmesi hattın uzunluğunun karesine orantılıdır. Bu nedenle, uzun bir iletim hattı için, bu artış uzunlukla birlikte artar ve bazen uygulanan gönderici ucundaki gerilimi bile aşabilir, bu da Ferranti etkisi adı verilen fenomene yol açar. Eğer Ferranti etkisi ve ilgili güç sistem konuları hakkında test yapmak isterseniz, IEE-Business güç sistem MCQ (Çoktan Seçmeli Sorular) bölümüne göz atın.

Alıcı ucundaki gerilim yükselmesinin hattın uzunluğunun karesine orantılı olduğu açıkça görülüyor. Uzun iletim hatlarında, bu artış bazen gönderici ucundaki gerilimi aşabilir, bu da Ferranti etkisine yol açar. Bilginizi test etmek isterseniz, IEE-Business güç sistem MCQ (Çoktan Seçmeli Sorular) bölümüne göz atın.