Šta je Farranti efekat?

Šta je Ferranti efekat?

Definicija Ferranti efekta

Ferranti efekat se definiše kao povećanje napona na prijemnoj strani dugog prenosnog kabela u odnosu na pošiljalnu stranu. Ovaj efekat je značajniji kada je opterećenje vrlo malo ili ne postoji (otvoreni krug). Može se opisati kao faktor ili procentualno povećanje.

U opštoj praksi, struja teče od veće do manje potencijalne razlike kako bi se izjednačile električne potencijalne razlike. Uobičajeno, napon na pošiljalnoj strani je veći nego na prijemnoj strani zbog gubitaka u liniji, tako da struja teče od izvora ka opterećenju.

Ali Sir S.Z. Ferranti, godine 1890, predstavio je izuzetnu teoriju o srednjim prenosnim kabelima ili dugim prenosnim linijama, sugerirajući da u slučaju laganog opterećenja ili rada bez opterećenja prenosnog sistema, napon na prijemnoj strani često premaši napon na pošiljalnoj strani, što dovodi do fenomena poznatog kao Ferranti efekt u elektroenergetskom sistemu.

Ferranti efekt u prenosnom kabelu

Dug prenosni kabel ima značajan kapacitet i induktivnost duž svoje dužine. Ferranti efekt se javlja kada je struja koju povlači kapacitet linije veća od struje opterećenja na prijemnoj strani, posebno tijekom rada sa laganim ili bez opterećenja.

Struja za punjenje kondenzatora uzrokuje pad napona na induktivnosti linije, koji je u fazi sa naponom na pošiljalnoj strani. Ovaj pad napona porasta duž linije, čime se napon na prijemnoj strani povećava u odnosu na napon na pošiljalnoj strani. To se naziva Ferranti efekt.

Stoga su kapacitivni i induktivni efekti prenosnog kabela jednako odgovorni za ovaj specifični fenomen, a Ferranti efekt je zanemariv u slučaju kratkog prenosnog kabela, jer se induktivnost takvog kabela praktički smatra gotovo nulom. Općenito, za liniju dužine 300 km koja radi na frekvenciji od 50 Hz, napon na prijemnoj strani bez opterećenja utvrđen je da je 5% veći od napona na pošiljalnoj strani.

Sada, za analizu Ferranti efekta, posmatrajmo fazorske dijagrame prikazane iznad.

Ovdje, Vr se smatra referentnim fazorom, predstavljenim OA.

To je predstavljeno fazorom OC.

Sada, u slučaju "dugog prenosnog kabela," praktično se utvrdilo da je električni otpor linije zanemariv u odnosu na reaktivni otpor. Stoga možemo pretpostaviti da je dužina fazora Ic R = 0; možemo smatrati da se povećanje napona javlja samo zbog OA – OC = reaktivni pad na liniji.

Sada, ako pretpostavimo da su c0 i L0 vrijednosti kapaciteta i induktivnosti po kilometru prenosnog kabela, gdje je l dužina linije.

Budući da je, u slučaju dugog prenosnog kabela, kapacitet raspodijeljen duž njegove dužine, prosječna struja koja teče je,

Iz gornje jednačine je apsolutno jasno da se povećanje napona na prijemnoj strani direktno proporcionalno odnosi na kvadrat dužine linije, stoga u slučaju dugog prenosnog kabela to povećanje raste s dužinom, a ponekad premaši primijenjeni napon na pošiljalnoj strani, što dovodi do fenomena poznatog kao Ferranti efekt. Ako biste želeli da budete testirani o Ferranti efektu i srodnim temama elektroenergetske mreže, pogledajte naše MCQ (Multiple Choice Questions) o elektroenergetskim sistemima.

Jasno je da je povećanje napona na prijemnoj strani direktno proporcionalno kvadratu dužine linije. U dugim prenosnim linijama, ovo povećanje može čak premašiti napon na pošiljalnoj strani, što dovodi do Ferranti efekta. Ako želite testirati svoje znanje, pogledajte naše MCQ (Multiple Choice Questions) o elektroenergetskim sistemima.