تأثير فرانتي في خطوط النقل: ما هو؟

ما هو تأثير فيرانتي؟

يعتبر تأثير فيرانتي ظاهرة تصف الزيادة في الجهد الكهربائي التي تحدث في نهاية الاستقبال من خط نقل طويل مقارنة بالجهد في نهاية الإرسال. يصبح تأثير فيرانتي أكثر شيوعًا عندما يكون الحمل صغيرًا جدًا، أو لا يوجد حمل متصل (أي دارة مفتوحة). يمكن التعبير عن تأثير فيرانتي كعامل، أو كنسبة زيادة.

في الممارسة العامة، نعلم أن التيار الكهربائي يتدفق من منطقة الجهد الأعلى إلى منطقة الجهد الأدنى لتوفير الفرق الكهربائي الموجود في النظام. في جميع الحالات العملية، يكون الجهد في نهاية الإرسال أعلى من الجهد في نهاية الاستقبال بسبب خسائر الخط، لذا يتدفق التيار من المصدر أو نقطة الإمداد إلى الحمل.

لكن السير إس. ز. فيرانتي، في عام 1890، قدم نظرية مذهلة حول خطوط النقل المتوسطة أو طويلة المدى تشير إلى أنه في حالة التشغيل بحمل خفيف أو بدون حمل، غالبًا ما يزداد الجهد في نهاية الاستقبال عن الجهد في نهاية الإرسال، مما يؤدي إلى ظاهرة تُعرف باسم تأثير فيرانتي في نظام الطاقة.

تأثير فيرانتي في خط النقل

يمكن اعتبار خط نقل طويل يحتوي على كمية كبيرة من السعة الكهربائية و الحث موزعة على طول الخط بأكمله. يحدث تأثير فيرانتي عندما يكون التيار المستهلك بواسطة السعة الموزعة للخط نفسه أكبر من التيار المرتبط بالحمل في نهاية الاستقبال من الخط (خلال تشغيل بحمل خفيف أو بدون حمل).

يؤدي هذا التيار الشحن الكهربائي للمكثف إلى انخفاض في الجهد عبر المؤشر للنظام الناقل والذي يكون في الطور مع الجهود في نهاية الإرسال. يستمر هذا الانخفاض في الجهد في الزيادة بشكل تراكمي当我们翻译成阿拉伯语时，应避免使用中文或其他语言。以下是完全翻译后的阿拉伯语文本： ```html

ما هو تأثير فيرانتي؟

يعتبر تأثير فيرانتي ظاهرة تصف الزيادة في الجهد التي تحدث في نهاية استقبال خط نقل طويل مقارنة بالجهد في نهاية الإرسال. يصبح تأثير فيرانتي أكثر شيوعًا عندما يكون الحمل صغيرًا جدًا، أو لا يوجد حمل متصل (أي دارة مفتوحة). يمكن التعبير عن تأثير فيرانتي كعامل، أو كنسبة زيادة.

في الممارسة العامة، نعلم أن التيار الكهربائي يتدفق من منطقة الجهد الأعلى إلى منطقة الجهد الأدنى لتوفير الفرق الكهربائي الموجود في النظام. في جميع الحالات العملية، يكون الجهد في نهاية الإرسال أعلى من الجهد في نهاية الاستقبال بسبب خسائر الخط، لذا يتدفق التيار من المصدر أو نقطة الإمداد إلى الحمل.

لكن السير إس. ز. فيرانتي، في عام 1890، قدم نظرية مذهلة حول خطوط النقل المتوسطة أو طويلة المدى تشير إلى أنه في حالة التشغيل بحمل خفيف أو بدون حمل، غالبًا ما يزداد الجهد في نهاية الاستقبال عن الجهد في نهاية الإرسال، مما يؤدي إلى ظاهرة تُعرف باسم تأثير فيرانتي في نظام الطاقة.

تأثير فيرانتي في خط النقل

يمكن اعتبار خط نقل طويل يحتوي على كمية كبيرة من السعة الكهربائية و الحث موزعة على طول الخط بأكمله. يحدث تأثير فيرانتي عندما يكون التيار المستهلك بواسطة السعة الموزعة للخط نفسه أكبر من التيار المرتبط بالحمل في نهاية الاستقبال من الخط (خلال تشغيل بحمل خفيف أو بدون حمل).

يؤدي هذا التيار الشحن الكهربائي للمكثف إلى انخفاض في الجهد عبر المؤشر للنظام الناقل والذي يكون في الطور مع الجهود في نهاية الإرسال. يستمر هذا الانخفاض في الجهد في الزيادة بشكل تراكمي بينما ننتقل نحو نهاية الحمل من الخط، وبالتالي يميل الجهد في نهاية الاستقبال إلى أن يكون أكبر من الجهد المطبق، مما يؤدي إلى ظاهرة تُعرف باسم تأثير فيرانتي في نظام الطاقة. نوضح ذلك بمخطط فازوري أدناه.

وبالتالي، فإن كل من السعة والحث في خط النقل مسؤولان بشكل متساوٍ عن حدوث هذه الظاهرة، وبالتالي يكون تأثير فيرانتي ضئيل في حالة خط نقل قصير حيث يعتبر الحث لهذا الخط قريبًا من الصفر. عمومًا، بالنسبة لخط بطول 300 كم يعمل بتردد 50 هرتز، تم العثور على أن الجهد في نهاية الاستقبال بدون حمل أعلى بنسبة 5% من الجهد في نهاية الإرسال.

والآن لنقوم بتحليل تأثير فيرانتي بالرجوع إلى مخططات الفازور أعلاه.
هنا، Vr يعتبر متجه المرجع، ويتم تمثيله بواسطة OA.

وهذا يتم تمثيله بواسطة متجه OC.

وفي حالة "خط نقل طويل"، تم ملاحظة أن مقاومة الخط الكهربائية صغيرة جدًا مقارنة بالرد فعل الخط. لذا يمكننا افتراض أن طول متجه Ic R = 0؛ يمكن اعتبار الارتفاع في الجهد فقط بسبب OA – OC = الانخفاض الردعي في الخط.

والآن إذا اعتبرنا c0 و L0 هي قيم السعة والحث لكل كيلومتر من خط النقل، حيث l هو طول الخط.

نظرًا لأن السعة موزعة على طول خط النقل الطويل، فإن التيار المتوسط الذي يتدفق هو:

وبالتالي، فإن الارتفاع في الجهد بسبب الحث في الخط هو:

من المعادلة أعلاه، من الواضح تمامًا أن الارتفاع في الجهد في نهاية الاستقبال يتناسب طرديًا مع مربع طول الخط، وبالتالي في حالة خط نقل طويل يزداد باستمرار مع الطول، وأحيانًا يتجاوز الجهد المطبق في نهاية الإرسال، مما يؤدي إلى ظاهرة تُعرف باسم تأثير فيرانتي. إذا كنت ترغب في اختبار نفسك على تأثير فيرانتي والمواضيع ذات الصلة بنظام الطاقة، يمكنك مراجعة أسئلة الاختيار المتعدد حول نظام الطاقة.

بيان: احترم الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل للحذف.