Ferranti Etkisi nedir?

Ferranti Etkisi Nedir?

Ferranti Etkisi Tanımı

Ferranti etkisi, uzun bir transmisyon hattının alıcı ucundaki gerilimin gönderici ucu ile karşılaştırıldığında artması olarak tanımlanır. Bu etki, yük çok küçük veya hiç yoksa (açık devre) daha belirgin hale gelir. Bu, faktör veya yüzde artış olarak ifade edilebilir.

Genel uygulamada, akım yüksek potansiyelden düşük potansiyele doğru akar ve elektriksel potansiyel farkını dengeler. Genellikle, hat kayıpları nedeniyle gönderici ucu gerilimi alıcı ucu geriliminden yüksektir, bu nedenle akım tedarik ucundan yüküne doğru akar.

Ancak Sir S.Z. Ferranti, 1890 yılında, orta mesafe veya uzun mesafe transmisyon hatları hakkında şaşırtıcı bir teori ileri sürdü. Bu teoriye göre, transmisyon sisteminin hafif yüklü veya boş işlem sırasında, alıcı ucu gerilimi genellikle gönderici ucu gerilimini aşar ve bu durum güç sistemlerinde "Ferranti etkisi" olarak bilinen bir olguya yol açar.

Transmisyon Hatlarında Ferranti Etkisi

Uzun bir transmisyon hattı, boyunca önemli kapasitans ve endüktans değerlerine sahiptir. Ferranti etkisi, özellikle hafif veya boş yük koşullarında, hat kapasitansının çektiği akım alıcı ucu yük akımından daha büyük olduğunda meydana gelir.

Kapasitör şarj akımı, hat endüktöründe bir gerilim düşmesine neden olur ve bu gerilim düşümü, gönderici ucu gerilimi ile faz uygunluğuna sahiptir. Bu gerilim düşümü, hat boyunca artarak, alıcı ucu gerilimini gönderici ucu geriliminden daha yüksek hale getirir. Bu, Ferranti etkisi olarak bilinir.

Bu nedenle, transmisyon hattının kapasitans ve endüktör etkileri, bu özel olgunun oluşmasında eşit derecede sorumludur ve bu nedenle kısa bir transmisyon hattında Ferranti etkisi ihmal edilebilir çünkü bu tip bir hattın endüktörü neredeyse sıfır kabul edilir. Genel olarak, 300 km uzunluğunda ve 50 Hz frekansta çalışan bir hat için, yük olmayan durumda alıcı ucu geriliminin, gönderici ucu geriliminden %5 daha yüksek olduğu bulunmuştur.

Şimdi, Ferranti etkisinin analizi için yukarıdaki fazör diyagramlarını inceleyelim.

Burada, Vr referans fazörü olarak kabul edilir ve OA ile gösterilir.

Bu, OC fazörü ile temsil edilir.

Şimdi, "uzun bir transmisyon hattı" durumunda, pratikte hat elektirik direncinin, hat reaktansına kıyasla ihmal edilebilir derecede küçük olduğu gözlemlenmiştir. Bu nedenle, Ic R = 0 uzunluğundaki fazörün uzunluğunu varsayabiliriz; voltaj yükselişinin sadece OA – OC = hat reaktif düşümünden kaynaklandığını düşünebiliriz.

Şimdi, c0 ve L0'nun, l uzunluğundaki transmisyon hattının kilometre başına kapasitans ve endüktör değerleri olduğunu düşünürsek.

Uzun bir transmisyon hattında, kapasitans hattın tüm boyunca dağılmış olduğundan, ortalama akım,

Yukarıdaki denklemden açıkça görülüyor ki, alıcı ucu gerilimindeki artış doğrudan hat uzunluğunun karesine orantılıdır ve bu nedenle, uzun bir transmisyon hattında, bu artış uzunlukla birlikte artar ve bazen uygulanan gönderici ucu gerilimini bile aşar, bu da Ferranti etkisi adı verilen olguya yol açar. Eğer Ferranti etkisi ve ilgili güç sistem konuları hakkında test çözmek isterseniz, güç sistem MCQ (Çoktan Seçmeli Sorular) sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.

Açıkça görülüyor ki, alıcı ucu gerilimindeki artış doğrudan hat uzunluğunun karesine orantılıdır. Uzun transmisyon hatlarında, bu artış, gönderici ucu gerilimini bile aşabilir ve bu da Ferranti etkisine yol açar. Bilginizi test etmek isterseniz, güç sistem MCQ (Çoktan Seçmeli Sorular) sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.