Apa itu Efek Ferranti?

Apa itu Efek Ferranti?

Definisi Efek Ferranti

Efek Ferranti didefinisikan sebagai peningkatan tegangan di ujung penerimaan pada garis transmisi panjang dibandingkan dengan ujung pengiriman. Efek ini lebih terlihat ketika beban sangat kecil atau tidak ada beban (sirkuit terbuka). Ini dapat dijelaskan sebagai faktor atau persentase kenaikan.

Dalam praktik umum, arus mengalir dari potensial yang lebih tinggi ke potensial yang lebih rendah untuk menyeimbangkan perbedaan potensial listrik. Biasanya, tegangan ujung pengiriman lebih tinggi daripada ujung penerimaan karena adanya kerugian garis, sehingga arus mengalir dari sisi suplai ke beban.

Namun Sir S.Z. Ferranti, pada tahun 1890, mengajukan teori yang mengejutkan tentang garis transmisi menengah atau garis transmisi jarak jauh, yang menyatakan bahwa dalam kasus beban ringan atau operasi tanpa beban, tegangan ujung penerimaan sering kali meningkat melebihi tegangan ujung pengiriman, yang mengarah pada fenomena yang dikenal sebagai efek Ferranti dalam sistem tenaga listrik.

Efek Ferranti pada Garis Transmisi

Garis transmisi panjang memiliki kapasitansi dan induktansi yang signifikan sepanjang panjangnya. Efek Ferranti terjadi ketika arus yang diambil oleh kapasitansi garis lebih besar dari arus beban di ujung penerimaan, terutama selama kondisi beban ringan atau tanpa beban.

Arus pengisian kapasitor menyebabkan penurunan tegangan di seberang induktor garis, yang berfase dengan tegangan ujung pengiriman. Penurunan tegangan ini meningkat sepanjang garis, membuat tegangan ujung penerimaan lebih tinggi daripada tegangan ujung pengiriman. Inilah yang dikenal sebagai efek Ferranti.

Jadi, baik kapasitansi maupun efek induktor dari garis transmisi sama-sama bertanggung jawab atas fenomena ini, dan oleh karena itu efek Ferranti hampir tidak terlihat pada garis transmisi pendek karena induktor garis tersebut dianggap mendekati nol. Secara umum, untuk garis 300 Km yang beroperasi pada frekuensi 50 Hz, tegangan ujung penerimaan tanpa beban telah ditemukan 5% lebih tinggi daripada tegangan ujung pengiriman.

Sekarang, untuk analisis efek Ferranti, mari kita pertimbangkan diagram fasa yang ditunjukkan di atas.

Di sini, Vr dianggap sebagai fasa referensi, yang direpresentasikan oleh OA.

Ini direpresentasikan oleh fasa OC.

Sekarang, dalam kasus "garis transmisi panjang," telah diamati secara praktis bahwa resistansi listrik garis sangat kecil dibandingkan dengan reaktansi garis. Oleh karena itu, kita bisa mengasumsikan panjang fasa Ic R = 0; kita bisa mempertimbangkan kenaikan tegangan hanya disebabkan oleh OA – OC = penurunan reaktif di garis.

Sekarang, jika kita mempertimbangkan c0 dan L0 adalah nilai kapasitansi dan induktor per km dari garis transmisi, di mana l adalah panjang garis.

Karena, dalam kasus garis transmisi panjang, kapasitansi tersebar sepanjang panjangnya, arus rata-rata yang mengalir adalah,

Dari persamaan di atas, jelas bahwa kenaikan tegangan di ujung penerimaan berbanding lurus dengan kuadrat panjang garis, dan oleh karena itu, dalam kasus garis transmisi panjang, kenaikan ini terus meningkat seiring panjang, dan bahkan melebihi tegangan ujung pengiriman yang diterapkan, mengarah pada fenomena yang disebut efek Ferranti. Jika Anda ingin diuji tentang efek Ferranti dan topik sistem tenaga listrik terkait, ceklah soal pilihan ganda kami (Multiple Choice Questions) tentang sistem tenaga listrik.

Jelas bahwa kenaikan tegangan di ujung penerimaan berbanding lurus dengan kuadrat panjang garis. Dalam garis transmisi panjang, kenaikan ini dapat bahkan melebihi tegangan ujung pengiriman, mengarah pada efek Ferranti. Jika Anda ingin menguji pengetahuan Anda, ceklah soal pilihan ganda kami (Multiple Choice Questions) tentang sistem tenaga listrik.