¿Qué es el efecto Ferranti?

¿Qué es el Efecto Ferranti?

Definición del Efecto Ferranti

El efecto Ferranti se define como el aumento de la tensión en el extremo receptor de una línea de transmisión larga en comparación con el extremo emisor. Este efecto es más notable cuando la carga es muy pequeña o no hay carga (circuito abierto). Puede describirse como un factor o un porcentaje de aumento.

En la práctica general, la corriente fluye desde un potencial más alto hacia uno más bajo para equilibrar la diferencia de potencial eléctrico. Generalmente, la tensión en el extremo emisor es mayor que en el extremo receptor debido a las pérdidas en la línea, por lo que la corriente fluye desde el extremo de suministro hacia la carga.

Pero Sir S.Z. Ferranti, en el año 1890, propuso una teoría asombrosa sobre las líneas de transmisión medias o de larga distancia, sugiriendo que en caso de carga ligera o operación sin carga del sistema de transmisión, la tensión en el extremo receptor a menudo aumenta más allá de la tensión en el extremo emisor, dando lugar a un fenómeno conocido como el efecto Ferranti en un sistema de potencia.

Efecto Ferranti en la Línea de Transmisión

Una línea de transmisión larga tiene una capacitancia e inductancia significativas a lo largo de su longitud. El efecto Ferranti ocurre cuando la corriente absorbida por la capacitancia de la línea es mayor que la corriente de carga en el extremo receptor, especialmente durante condiciones de carga ligera o sin carga.

La corriente de carga de los condensadores causa una caída de tensión a través del inductor de la línea, que está en fase con la tensión en el extremo emisor. Esta caída de tensión aumenta a lo largo de la línea, haciendo que la tensión en el extremo receptor sea mayor que la tensión en el extremo emisor. Esto se conoce como el efecto Ferranti.

Así, tanto la capacitancia como el efecto del inductor en la línea de transmisión son igualmente responsables de este fenómeno, y por lo tanto, el efecto Ferranti es insignificante en el caso de una línea de transmisión corta, ya que el inductor de tal línea se considera prácticamente cercano a cero. En general, para una línea de 300 km operando a una frecuencia de 50 Hz, se ha encontrado que la tensión en el extremo receptor sin carga es un 5% mayor que la tensión en el extremo emisor.

Ahora, para el análisis del efecto Ferranti, consideremos los diagramas fasoriales mostrados arriba.

Aquí, Vr se considera el fasor de referencia, representado por OA.

Esto se representa por el fasor OC.

Ahora, en el caso de una "línea de transmisión larga", se ha observado prácticamente que la resistencia eléctrica de la línea es despreciable en comparación con la reactancia de la línea. Por lo tanto, podemos asumir que la longitud del fasor Ic R = 0; podemos considerar que el aumento de la tensión es solo debido a OA – OC = caída reactiva en la línea.

Ahora, si consideramos que c0 y L0 son los valores de capacitancia e inductor por km de la línea de transmisión, donde l es la longitud de la línea.

Dado que, en el caso de una línea de transmisión larga, la capacitancia está distribuida a lo largo de su longitud, la corriente promedio que fluye es,

A partir de la ecuación anterior, es evidente que el aumento de la tensión en el extremo receptor es directamente proporcional al cuadrado de la longitud de la línea, y por lo tanto, en el caso de una línea de transmisión larga, sigue aumentando con la longitud, e incluso puede superar la tensión aplicada en el extremo emisor, llevando al fenómeno llamado efecto Ferranti. Si desea ser evaluado sobre el efecto Ferranti y temas relacionados con sistemas de potencia, consulte nuestras preguntas de opción múltiple (MCQ) sobre sistemas de potencia.

Es claro que el aumento de la tensión en el extremo receptor es directamente proporcional al cuadrado de la longitud de la línea. En las líneas de transmisión largas, este aumento puede incluso superar la tensión en el extremo emisor, llevando al efecto Ferranti. Si desea poner a prueba sus conocimientos, consulte nuestras preguntas de opción múltiple (MCQ) sobre sistemas de potencia.