Τι είναι το φαινόμενο Ferranti;

Τι είναι το φαινόμενο Ferranti;

Ορισμός του φαινομένου Ferranti

Το φαινόμενο Ferranti ορίζεται ως η αύξηση της τάσης στο παραλαβικό άκρο μιας μεγάλης γραμμής μεταφοράς σε σύγκριση με το εξαπέλυστικό άκρο. Αυτό το φαινόμενο είναι πιο εμφανές όταν η φορτία είναι πολύ μικρή ή δεν υπάρχει καθόλου (ανοιχτή κύκλωση). Μπορεί να περιγραφεί ως παράγοντας ή ποσοστιαία αύξηση.

Στη γενική πρακτική, ο ρεύματα πλέονει από την υψηλότερη προς την χαμηλότερη δυναμική για να ισορροπηθεί η διαφορά ηλεκτρικής δυναμικής. Συνήθως, η τάση στο εξαπέλυστικό άκρο είναι υψηλότερη από την τάση στο παραλαβικό άκρο λόγω των απωλειών της γραμμής, οπότε ο ρευματοδότηση πλέονει από το εξαπέλυστικό άκρο προς την φορτία.

Όμως, ο Sir S.Z. Ferranti, το 1890, παρουσίασε μια εκπληκτική θεωρία για τις μεσαίες γραμμές μεταφοράς ή τις γραμμές μεγάλης απόστασης, προτείνοντας ότι σε περίπτωση ελαφρού φορτίου ή λειτουργίας χωρίς φορτίο, η τάση στο παραλαβικό άκρο συχνά αυξάνεται πέρα από την τάση στο εξαπέλυστικό άκρο, οδηγώντας σε ένα φαινόμενο που ονομάζεται φαινόμενο Ferranti σε ένα σύστημα ενέργειας.

Το φαινόμενο Ferranti στη γραμμή μεταφοράς

Μια μεγάλη γραμμή μεταφοράς έχει σημαντική ικανότητα και αυξαντικότητα κατά τη διάρκεια της μήκους της. Το φαινόμενο Ferranti συμβαίνει όταν ο ρευματοδότηση που απαιτείται από την ικανότητα της γραμμής είναι μεγαλύτερος από τον ρευματοδότηση φορτίου στο παραλαβικό άκρο, ειδικά κατά τη διάρκεια ελαφρού ή καθόλου φορτίου.

Ο ρευματοδότηση φορτισμού της ικανότητας προκαλεί μείωση τάσης στον αυξαντικό της γραμμής, η οποία είναι σε φάση με την τάση στο εξαπέλυστικό άκρο. Αυτή η μείωση τάσης αυξάνεται κατά τη διάρκεια της γραμμής, κάνοντας την τάση στο παραλαβικό άκρο υψηλότερη από την τάση στο εξαπέλυστικό άκρο. Αυτό είναι γνωστό ως φαινόμενο Ferranti.

Έτσι, και η ικανότητα και ο αυξαντικός της γραμμής μεταφοράς είναι εξίσου υπεύθυνοι για αυτό το συγκεκριμένο φαινόμενο, και, επομένως, το φαινόμενο Ferranti είναι αμελητέο σε περίπτωση μικρής γραμμής μεταφοράς, καθώς ο αυξαντικός τέτοιας γραμμής θεωρείται στην πράξη ότι πλησιάζει το μηδέν. Γενικά, για μια γραμμή 300 χλμ. που λειτουργεί σε συχνότητα 50 Hz, η τάση στο παραλαβικό άκρο χωρίς φορτίο έχει βρεθεί 5% υψηλότερη από την τάση στο εξαπέλυστικό άκρο.

Τώρα, για την ανάλυση του φαινομένου Ferranti, ας θεωρήσουμε τα διαγράμματα φάσης που εμφανίζονται παραπάνω.

Εδώ, η Vr θεωρείται ως το φάση-αναφοράς, παρασταθείσα από το OA.

Αυτό παρασταθεί από το φάση OC.

Τώρα, σε περίπτωση μιας "μεγάλης γραμμής μεταφοράς," έχει παρατηρηθεί στην πράξη ότι η ηλεκτρική αντίσταση της γραμμής είναι αμελητέα σε σύγκριση με την αντίδραση της γραμμής. Επομένως, μπορούμε να υποθέσουμε ότι η μήκος του φάση Ic R = 0; μπορούμε να θεωρήσουμε ότι η αύξηση της τάσης είναι μόνο λόγω OA – OC = αντιδραστική μείωση στη γραμμή.

Τώρα, αν θεωρήσουμε ότι c0 και L0 είναι τις τιμές της ικανότητας και του αυξαντικού ανά χλμ. της γραμμής μεταφοράς, όπου l είναι το μήκος της γραμμής.

Επειδή, σε περίπτωση μιας μεγάλης γραμμής μεταφοράς, η ικανότητα είναι διανεμημένη κατά τη διάρκεια του μήκους της, ο μέσος ρευματοδότησης που ρέει είναι,

Από την παραπάνω εξίσωση, είναι απόλυτα σαφές ότι η αύξηση της τάσης στο παραλαβικό άκρο είναι ανάλογη με το τετράγωνο του μήκους της γραμμής, και, επομένως, σε περίπτωση μιας μεγάλης γραμμής μεταφοράς, αυξάνεται με το μήκος, και ακόμη μπορεί να ξεπεράσει την εφαρμοσμένη τάση στο εξαπέλυστικό άκρο, οδηγώντας στο φαινόμενο Ferranti. Εάν θέλετε να δοκιμάσετε τις γνώσεις σας σχετικά με το φαινόμενο Ferranti και συναφείς θέματα συστήματος ενέργειας, δείτε τα MCQ (Multiple Choice Questions) του IEE-Business.

Είναι σαφές ότι η αύξηση της τάσης στο παραλαβικό άκρο είναι ανάλογη με το τετράγωνο του μήκους της γραμμής. Σε μεγάλες γραμμές μεταφοράς, αυτή η αύξηση μπορεί ακόμη και να ξεπεράσει την τάση στο εξαπέλυστικό άκρο, οδηγώντας στο φαινόμενο Ferranti. Εάν θέλετε να δοκιμάσετε τις γνώσεις σας, δείτε τα MCQ (Multiple Choice Questions) του IEE-Business.