Mikä on Ferranti-efekti?
Mikä on Ferranti-efekti?
Ferranti-efektin määritelmä
Ferranti-efekti määritellään pitkän siirtolinjan vastaanottopään jännitteen kasvuna lähetyspään jännitteeseen nähden. Tämä ilmiö on huomattavampi, kun kuorma on hyvin pieni tai puuttuu kokonaan (avoin piiri). Sitä voidaan kuvata tekijänä tai prosenttiosuutena.
Yleisesti sanoen virta virtaa korkeammasta potentiaalista alhaisempaan potentiaaliin tasapainottaakseen sähköisen potentiaeroksi. Yleensä lähetyspään jännite on korkeampi kuin vastaanottopään jännite linjahäviön vuoksi, joten virta virtaa tuotantopäästä kuormaan.
Mutta Sir S.Z. Ferranti esitti vuonna 1890 hämmästyttävän teorian keskipitkistä siirtolinjoista tai pitkien etäisyyksien siirtolinjoista, jonka mukaan valoisa kuormitus tai ei-kuormitus siirtosysteemin toiminnassa johtaa usein siihen, että vastaanottopään jännite ylittää lähetyspään jännitteen, mikä johtaa ilmiöön, joka tunnetaan nimellä Ferranti-efekti sähköverkossa.
Ferranti-efekti siirtolinjassa
Pitkällä siirtolinjalla on merkittävä kapasitiivisuus ja induktiivisuus sen pituuden yli. Ferranti-efekti tapahtuu, kun linjan kapasitiivisuudesta aiheutuva virta on suurempi kuin vastaanottopään kuormavirta, erityisesti valoisessa tai ei-kuormituksessa.
Kapasitatorin latausvirta aiheuttaa jännitetten pudotuksen linjan induktorissa, joka on vaiheessa lähetyspään jännitteen kanssa. Tämä jännitteen pudotus kasvaa linjan pituudessa, mikä tekee vastaanottopään jännitteestä korkeamman kuin lähetyspään jännitteestä. Tätä kutsutaan Ferranti-efektiksi.
Näin ollen sekä kapasitiivisuus että induktiivisuus ovat yhtä vastuussa tälle ilmiölle, ja siksi Ferranti-efekti on huomioitava vain pitkissä siirtolinjoissa, sillä lyhyiden siirtolinjojen induktiivisuus on käytännössä melkein nolla. Yleisesti ottaen 300 km:n pituisella linjalla, joka toimii 50 Hz:n taajuudella, vastaanottopään tyhjäkuormituksen jännite on osoitettu olevan 5 % korkeampi kuin lähetyspään jännite.
Nyt Ferranti-efektin analyysiä varten tarkastelemme yllä olevia fasorikaavioita.
Tässä Vr on otettu viitefasoriksi, jota edustaa OA.
Tämä on edustettu fasorilla OC.
Nyt "pitkän siirtolinjan" tapauksessa on käytännössä havaittu, että linjan sähköinen vastus on huomattavasti pienempi kuin linjan reaktanssi. Siksi voimme olettaa, että fasorin Ic R pituus on 0; voimme olettaa, että jännitteen nousu johtuu vain OA – OC = reaktiivinen pudotus linjassa.
Jos nyt oletamme, että c0 ja L0 ovat siirtolinjan kapasitiivisuuden ja induktiivisuuden arvoja kilometriä kohden, missä l on linjan pituus.
Koska pitkän siirtolinjan tapauksessa kapasitiivisuus on levitetty sen pituuden yli, keskimääräinen virta, joka virtaa, on,
Yllä olevasta yhtälöstä on täysin ilmeistä, että vastaanottopään jännitteen nousu on suoraan verrannollinen linjan pituuden neliöön, ja siksi pitkän siirtolinjan tapauksessa se jatkaa kasvua linjan pituuden myötä, ja joskus se ylittää jopa sovelletun lähetyspään jännitteen, mikä johtaa Ferranti-efektiin. Jos haluat testata tietosi Ferranti-efektistä ja liittyvistä sähköverkon aiheista, katso sähköverkon monivalintakysymykset (MCQ).
On selvää, että vastaanottopään jännitteen nousu on suoraan verrannollinen linjan pituuden neliöön. Pitkissä siirtolinjoissa tämä kasvu voi jopa ylittää lähetyspään jännitteen, mikä johtaa Ferranti-efektiin. Jos haluat testata tietosi, katso sähköverkon monivalintakysymykset (MCQ).
