O que é o Efeito Ferranti?
O que é o Efeito Ferranti?
Definição do Efeito Ferranti
O efeito Ferranti é definido como o aumento de tensão no extremo receptor de uma linha de transmissão longa em comparação com o extremo de envio. Este efeito é mais notável quando a carga é muito pequena ou não há carga (circuito aberto). Pode ser descrito como um fator ou um percentual de aumento.
Na prática geral, a corrente flui do potencial mais alto para o potencial mais baixo para equilibrar a diferença de potencial elétrico. Geralmente, a tensão no extremo de envio é maior que a tensão no extremo receptor devido às perdas na linha, então a corrente flui do extremo de fornecimento para a carga.
Mas Sir S.Z. Ferranti, no ano de 1890, apresentou uma teoria surpreendente sobre linhas de transmissão de média distância ou longa distância, sugerindo que, em caso de carga leve ou operação sem carga do sistema de transmissão, a tensão no extremo receptor frequentemente aumenta além da tensão no extremo de envio, levando a um fenômeno conhecido como efeito Ferranti em um sistema de energia.
Efeito Ferranti em Linha de Transmissão
Uma linha de transmissão longa possui capacitância e indutância significativas ao longo de sua extensão. O efeito Ferranti ocorre quando a corrente consumida pela capacitância da linha é maior que a corrente de carga no extremo receptor, especialmente durante condições de carga leve ou sem carga.
A corrente de carregamento do capacitor causa uma queda de tensão no indutor da linha, que está em fase com a tensão no extremo de envio. Esta queda de tensão aumenta ao longo da linha, fazendo com que a tensão no extremo receptor seja maior que a tensão no extremo de envio. Isso é conhecido como o efeito Ferranti.
Assim, tanto a capacitância quanto o efeito indutor da linha de transmissão são igualmente responsáveis por este fenômeno específico, e, portanto, o efeito Ferranti é negligenciável no caso de uma linha de transmissão curta, pois o indutor de tal linha é praticamente considerado próximo a zero. Geralmente, para uma linha de 300 km operando em uma frequência de 50 Hz, a tensão no extremo receptor sem carga foi encontrada 5% maior que a tensão no extremo de envio.
Agora, para a análise do efeito Ferranti, vamos considerar os diagramas fasoriais mostrados acima.
Aqui, Vr é considerado o fasor de referência, representado por OA.
Isso é representado pelo fasor OC.
Agora, no caso de uma "linha de transmissão longa," foi observado na prática que a resistência elétrica da linha é negligenciavelmente pequena em comparação com a reatância da linha. Portanto, podemos assumir que o comprimento do fasor Ic R = 0; podemos considerar que o aumento de tensão é apenas devido a OA – OC = queda reativa na linha.
Agora, se considerarmos c0 e L0 como os valores de capacitância e indutor por km da linha de transmissão, onde l é o comprimento da linha.
Como, no caso de uma linha de transmissão longa, a capacitância é distribuída ao longo de sua extensão, a corrente média fluindo é,
A partir da equação acima, é absolutamente evidente que o aumento de tensão no extremo receptor é diretamente proporcional ao quadrado do comprimento da linha, e, portanto, no caso de uma linha de transmissão longa, ele continua aumentando com o comprimento, e até mesmo ultrapassa a tensão de envio aplicada em algumas ocasiões, levando ao fenômeno chamado efeito Ferranti. Se você quiser ser testado sobre o efeito Ferranti e tópicos relacionados a sistemas de energia, confira nossas perguntas de múltipla escolha (MCQ) sobre sistemas de energia.
É claro que o aumento de tensão no extremo receptor é diretamente proporcional ao quadrado do comprimento da linha. Em linhas de transmissão longas, esse aumento pode até exceder a tensão no extremo de envio, levando ao efeito Ferranti. Se você quiser testar seus conhecimentos, confira nossas perguntas de múltipla escolha (MCQ) sobre sistemas de energia.
