Co to jest efekt Ferrantiego
Co to jest efekt Ferrantiego?
Definicja efektu Ferrantiego
Efekt Ferrantiego definiuje się jako zwiększenie napięcia na końcu odbiorczym długiej linii przesyłowej w porównaniu do końca nadawczego. Ten efekt jest bardziej widoczny, gdy obciążenie jest bardzo małe lub nie ma go w ogóle (obwód otwarty). Można go opisać jako czynnik lub procentowe zwiększenie.
W praktyce, prąd płynie od wyższego potencjału do niższego, aby zrównoważyć różnicę potencjałów elektrycznych. Zazwyczaj napięcie na końcu nadawczym jest wyższe niż na końcu odbiorczym ze względu na straty w linii, więc prąd płynie od źródła do obciążenia.
Ale sir S.Z. Ferranti w roku 1890 przedstawił zdumiewającą teorię dotyczącą średnich linii przesyłowych lub długodystansowych linii przesyłowych, sugerując, że w przypadku lekkiego obciążenia lub pracy bez obciążenia systemu przesyłowego, napięcie na końcu odbiorczym często wzrasta powyżej napięcia na końcu nadawczym, prowadząc do zjawiska znanego jako efekt Ferrantiego w systemie energetycznym.
Efekt Ferrantiego w linii przesyłowej
Długa linia przesyłowa ma istotną pojemność i indukcyjność wzdłuż swojej długości. Efekt Ferrantiego występuje, gdy prąd pobierany przez pojemność linii jest większy niż prąd obciążenia na końcu odbiorczym, szczególnie podczas lekkiego lub braku obciążenia.
Prąd ładowania kondensatora powoduje spadek napięcia na induktorze linii, który jest w fazie z napięciem na końcu nadawczym. Ten spadek napięcia zwiększa się wzdłuż linii, co sprawia, że napięcie na końcu odbiorczym jest wyższe niż napięcie na końcu nadawczym. To jest znane jako efekt Ferrantiego.
Tak więc zarówno pojemność, jak i indukcyjność linii przesyłowej są równie odpowiedzialne za to zjawisko, a efekt Ferrantiego jest zaniedbywalny w przypadku krótkiej linii przesyłowej, ponieważ induktor takiej linii praktycznie można uznać za zbliżony do zera. Ogólnie dla linii 300 km działającej przy częstotliwości 50 Hz, napięcie na końcu odbiorczym bez obciążenia okazało się być o 5% wyższe niż napięcie na końcu nadawczym.
Teraz, aby przeanalizować efekt Ferrantiego, rozważmy diagramy fazowe przedstawione powyżej.
Tutaj, Vr jest uznawany za wektor referencyjny, reprezentowany przez OA.
To jest reprezentowane przez wektor OC.
Teraz w przypadku „długiej linii przesyłowej” stwierdzono praktycznie, że opór elektryczny linii jest zaniedbywalnie mały w porównaniu z reaktancją linii. Stąd możemy założyć, że długość wektora Ic R = 0; możemy uznać, że wzrost napięcia wynika tylko z OA – OC = spadku reaktywnego w linii.
Teraz, jeśli weźmiemy pod uwagę, że c0 i L0 to wartości pojemności i indukcji na kilometr linii przesyłowej, gdzie l to długość linii.
Ponieważ w przypadku długiej linii przesyłowej, pojemność jest rozłożona wzdłuż jej długości, średni prąd płynący wynosi,
Z powyższego równania jest jasne, że wzrost napięcia na końcu odbiorczym jest bezpośrednio proporcjonalny do kwadratu długości linii, a więc w przypadku długiej linii przesyłowej wzrasta on wraz z długością, a nawet może przekroczyć napięcie zastosowane na końcu nadawczym, prowadząc do zjawiska znanego jako efekt Ferrantiego. Jeśli chcesz zostać przetestowany na temat efektu Ferrantiego i pokrewnych tematów systemów energetycznych, sprawdź nasze testy wielokrotnego wyboru (MCQ) z zakresu systemów energetycznych.
Jest jasne, że wzrost napięcia na końcu odbiorczym jest bezpośrednio proporcjonalny do kwadratu długości linii. W długich liniach przesyłowych ten wzrost może nawet przekroczyć napięcie na końcu nadawczym, prowadząc do efektu Ferrantiego. Jeśli chcesz przetestować swoją wiedzę, sprawdź nasze testy wielokrotnego wyboru (MCQ) z zakresu systemów energetycznych.
