چه کسی اثر فرانتی است

چه می‌باشد اثر فرانتی؟

تعریف اثر فرانتی

اثر فرانتی به افزایش ولتاژ در سمت دریافت کننده خط انتقال بلند نسبت به سمت ارسال کننده اشاره دارد. این اثر زمانی بیشتر قابل مشاهده است که بار بسیار کم یا بدون بار (مدار باز) باشد. آن را می‌توان به صورت عامل یا درصد افزایش توصیف کرد.

در عمل عمومی، جریان از پتانسیل بالاتر به پتانسیل پایین‌تر جریان می‌یابد تا اختلاف پتانسیل الکتریکی تعادل یابد. معمولاً، ولتاژ سمت ارسال کننده به دلیل تلفات خط بالاتر از سمت دریافت کننده است، بنابراین جریان از سمت تأمین به بار جریان می‌یابد.

اما سر S.Z. فرانتی در سال ۱۸۹۰ نظریه شگفت‌انگیزی درباره خطوط انتقال متوسط و بلند مسافت ارائه داد که بر اساس آن، در حالت بار کم یا بدون بار عملیاتی سیستم انتقال، ولتاژ سمت دریافت کننده غالباً فراتر از ولتاژ سمت ارسال کننده افزایش می‌یابد که منجر به پدیده‌ای شناخته شده به عنوان اثر فرانتی در سیستم قدرت می‌شود.

اثر فرانتی در خط انتقال

خط انتقال بلند دارای ظرفیت خازنی و القایی قابل توجه در طول خود است. اثر فرانتی زمانی رخ می‌دهد که جریان توسط خازن خط بیشتر از جریان بار در سمت دریافت کننده باشد، به ویژه در شرایط بار کم یا بدون بار.

جریان شارژ خازن باعث سقوط ولتاژ در القاءگر خط می‌شود که در فاز با ولتاژ سمت ارسال کننده است. این سقوط ولتاژ در طول خط افزایش می‌یابد که ولتاژ سمت دریافت کننده را بالاتر از ولتاژ سمت ارسال کننده می‌کند. این پدیده به عنوان اثر فرانتی شناخته می‌شود.

بنابراین هر دو تأثیر خازنی و القایی خط انتقال به یک اندازه در وقوع این پدیده نقش دارند و اثر فرانتی در خطوط انتقال کوتاه ناچیز است زیرا القاءگر چنین خطی تقریباً صفر در نظر گرفته می‌شود. به طور کلی برای خط ۳۰۰ کیلومتری که در فرکانس ۵۰ هرتز عمل می‌کند، ولتاژ سمت دریافت کننده در حالت بدون بار ۵٪ بالاتر از ولتاژ سمت ارسال کننده است.

حال برای تحلیل اثر فرانتی، نمودارهای فازی فوق را در نظر بگیرید.

در اینجا Vr به عنوان فازور مرجع در نظر گرفته شده و با OA نشان داده شده است.

این با فازور OC نشان داده شده است.

حال در مورد "خط انتقال بلند"، مشاهده شده است که مقاومت الکتریکی خط نسبت به واکنش خط بسیار کوچک است. بنابراین می‌توان طول فازور Ic R = 0 را در نظر گرفت؛ می‌توان افزایش ولتاژ را فقط به دلیل OA – OC = سقوط واکنشی در خط در نظر گرفت.

حال اگر c0 و L0 مقادیر خازنی و القایی در هر کیلومتر خط انتقال باشند، که l طول خط است.

از آنجا که در خطوط انتقال بلند، خازن در طول خط توزیع شده است، جریان متوسط عبارت است از،

از معادله فوق آشکار است که افزایش ولتاژ در سمت دریافت کننده مستقیماً با مجذور طول خط متناسب است و بنابراین در خطوط انتقال بلند با افزایش طول افزایش می‌یابد و گاهی حتی فراتر از ولتاژ اعمال شده در سمت ارسال کننده می‌رسد که منجر به پدیده‌ای به نام اثر فرانتی می‌شود. اگر می‌خواهید در مورد اثر فرانتی و مباحث مرتبط با سیستم قدرت آزمون دهید، مسائل چندگزینه‌ای (MCQ) ما را بررسی کنید.

آشکار است که افزایش ولتاژ در سمت دریافت کننده مستقیماً با مجذور طول خط متناسب است. در خطوط انتقال بلند، این افزایش می‌تواند حتی فراتر از ولتاژ سمت ارسال کننده برسد که منجر به اثر فرانتی می‌شود. اگر می‌خواهید دانش خود را آزمون دهید، مسائل چندگزینه‌ای (MCQ) ما را بررسی کنید.