Ефектът на Феранти в преходните линии: Какво е това?

Какво е ефектът на Феранти?

Ефектът на Феранти е феномен, който описва увеличението на напрежението, което се наблюдава в приемната част на дълга електропредавателна линия спрямо напрежението в изпращащата част. Ефектът на Феранти е по-разпространен, когато товарът е много малък или няма свързан товар (т.е. отворена верига). Ефектът на Феранти може да бъде изразен като фактор или процентно увеличение.

В общата практика знаем, че за всички електрически системи токът тече от областта с по-висок потенциал към областта с по-нисък потенциал, за да компенсира електрическата разлика в потенциала, която съществува в системата. Във всички практически случаи, напрежението в изпращащата част е по-високо от напрежението в приемната част поради загубите в линията, така че токът тече от източника или подаващата част към товара.

Но Сър С.З. Феранти през 1890 г. предложи удивителна теория за средната електропредавателна линия или дългата електропредавателна линия, която предполага, че при леко товарене или работа без товар, напрежението в приемната част често се увеличава над напрежението в изпращащата част, водейки до феномен, известен като ефектът на Феранти в електроенергийната система.

Ефектът на Феранти в електропредавателната линия

Дълга електропредавателна линия може да се счита за съставляваща значително високо количество капацитет и индуктивност, разпределени по цялата дължина на линията. Ефектът на Феранти се наблюдава, когато токът, извличан от разпределения капацитет на линията, е по-голям от тока, свързан с товара в приемната част на линията (при леко или без товар).

Този ток за зареждане на кондензатора води до падане на напрежението в индуктора на електропредавателната система, което е в фаза с напрежението в изпращащата част. Това падане на напрежението продължава да се увеличава адитивно, докато се придвижваме към товарната част на линията, и следователно, напрежението в приемната част се увеличава и става по-голямо от приложено напрежение, водейки до феномен, наречен ефектът на Феранти в електроенергийната система. Илюстрираме това с помощта на фазорова диаграма по-долу.

Така и капацитетът, и индуктивността на електропредавателната линия са равноправно отговорни за този конкретен феномен, и следователно, ефектът на Феранти е пренебрегаем в случай на кратка електропредавателна линия, тъй като индукторът на такава линия практически се счита за приближаващ се до нула. Обикновено за 300 км линия, работеща на честота от 50 Hz, напрежението в приемната част без товар се е установило, че е с 5% по-високо от напрежението в изпращащата част.

Сега, за анализ на ефекта на Феранти, нека разгледаме фазоровите диаграми, показани по-горе.
Тук, Vr се приема за референтен фазор, представен от OA.

Това е представено от фазора OC.

Сега, в случай на „дълга електропредавателна линия“, е практически наблюдавано, че електрическото съпротивление на линията е пренебрегаемо малко в сравнение с реактивното съпротивление на линията. Следователно, можем да приемем, че дължината на фазора Ic R = 0; можем да приемем, че увеличението на напрежението е само поради OA – OC = реактивно падане в линията.

Сега, ако приемем c0 и L0 са стойностите на капацитета и индуктивността на километър от електропредавателната линия, където l е дължината на линията.

Тъй като, в случай на дълга електропредавателна линия, капацитетът е разпределен по цялата й дължина, средният ток, протичащ, е,

Така, увеличението на напрежението, причинено от индуктора на линията, е дадено от,

От горния израз е абсолютно ясно, че увеличението на напрежението в приемната част е директно пропорционално на квадрата на дължината на линията, и следователно, в случай на дълга електропредавателна линия, то продължава да се увеличава с дължината, и дори понякога надхвърля приложеното напрежение в изпращащата част, водейки до феномен, наречен ефектът на Феранти. Ако желаете да бъдете тестирани по ефекта на Феранти и свързаните теми в електроенергийните системи, проверете нашите MCQ въпроси по електроенергийните системи (Многоизборни въпроси).

Изявление: Почитайте оригиналните, добри статии заслужават споделяне, ако има нарушение на права, моля се обратете за изтриване.