Επίδραση Ferranti σε Γραμμές Μεταφοράς: Τι είναι;

Τι είναι το φαινόμενο Ferranti;

Το φαινόμενο Ferranti είναι ένα φαινόμενο που περιγράφει την αύξηση της τάσης που συμβαίνει στο πέρασμα μιας μεγάλης γραμμής μεταφοράς σε σχέση με την τάση στην αποστολή. Το φαινόμενο Ferranti είναι πιο εμφανές όταν η φορτία είναι πολύ μικρή ή δεν υπάρχει σύνδεση (δηλαδή, ανοιχτή κύκλωση). Το φαινόμενο Ferranti μπορεί να εκφραστεί ως παράγοντας ή ως ποσοστιαία αύξηση.

Στη γενική πρακτική, γνωρίζουμε ότι για όλα τα ηλεκτρικά συστήματα, ο ρεύμα ρέει από την περιοχή με υψηλότερη δυναμική προς την περιοχή με χαμηλότερη δυναμική, για να αντισταθμίσει την ηλεκτρική δυναμική διαφορά που υπάρχει στο σύστημα. Σε όλες τις πρακτικές περιπτώσεις, η τάση στην αποστολή είναι υψηλότερη από την τάση στη λήψη λόγω των απωλειών στη γραμμή, οπότε ο ρεύμα ρέει από την πηγή ή το σημείο παροχής προς τη φορτία.

Αλλά ο Sir S.Z. Ferranti, το 1890, παρουσίασε μια εκπληκτική θεωρία για μεσαίες γραμμές μεταφοράς ή γραμμές μεταφοράς μεγάλης απόστασης, προτείνοντας ότι σε περίπτωση ελαφρού φορτίου ή λειτουργίας χωρίς φορτίο, η τάση στη λήψη συχνά αυξάνεται πέρα από την τάση στην αποστολή, οδηγώντας σε ένα φαινόμενο γνωστό ως φαινόμενο Ferranti σε ηλεκτρικό σύστημα.

Φαινόμενο Ferranti σε Γραμμή Μεταφοράς

Μια μεγάλη γραμμή μεταφοράς μπορεί να θεωρηθεί ότι αποτελείται από μεγάλη ποσότητα ικανότητας και ενδυνάμωσης, διανεμημένη κατά μήκος όλης της γραμμής. Το φαινόμενο Ferranti συμβαίνει όταν ο ρεύμα που προέρχεται από τη διανεμημένη ικανότητα της γραμμής είναι μεγαλύτερος από τον ρεύμα που συνδέεται με τη φορτία στη λήψη της γραμμής (κατά την λειτουργία με ελαφρύ ή καθόλου φορτίο).

Αυτός ο ρεύμα φορτισμού της ικανότητας οδηγεί σε μείωση της τάσης στον ενδυνάμωση του συστήματος μεταφοράς, η οποία είναι σε φάση με την τάση στην αποστολή. Αυτή η μείωση της τάσης συνεχίζει να αυξάνεται προσθετικά καθώς προχωρούμε προς τη φορτία, και συνεπώς η τάση στη λήψη τείνει να γίνει μεγαλύτερη από την εφαρμοσμένη τάση, οδηγώντας στο φαινόμενο που ονομάζεται φαινόμενο Ferranti σε ηλεκτρικό σύστημα. Θα το απεικονίσουμε με τη βοήθεια ενός διαγράμματος φασημόριων παρακάτω.

Έτσι, και η ικανότητα και η ενδυνάμωση της γραμμής μεταφοράς είναι εξίσου υπεύθυνες για την εμφάνιση αυτού του φαινομένου, και συνεπώς το φαινόμενο Ferranti είναι αμελητέο σε περίπτωση μικρής γραμμής μεταφοράς, καθώς η ενδυνάμωση τέτοιας γραμμής θεωρείται πρακτικά ότι πλησιάζει το μηδέν. Γενικά, για μια γραμμή 300 χλμ με λειτουργία σε συχνότητα 50 Hz, η τάση στη λήψη χωρίς φορτίο έχει αναδειχθεί 5% υψηλότερη από την τάση στην αποστολή.

Τώρα, για την ανάλυση του φαινομένου Ferranti, θεωρήστε τα διαγράμματα φασημόριων που εμφανίζονται παρακάτω.
Εδώ, Vr θεωρείται ως το αναφερόμενο φασημόρι, παρασταθέντας από την OA.

Αυτό παρασταθέντας από το φασημόρι OC.

Τώρα, στην περίπτωση μιας "μεγάλης γραμμής μεταφοράς", έχει πρακτικά παρατηρηθεί ότι η ηλεκτρική αντίσταση της γραμμής είναι αμελητέα σε σχέση με την αντίδραση της γραμμής. Έτσι, μπορούμε να υποθέσουμε ότι η μήκος του φασημορίου Ic R = 0; μπορούμε να θεωρήσουμε ότι η αύξηση της τάσης είναι μόνο λόγω OA – OC = μειώσης της αντίδρασης στη γραμμή.

Τώρα, αν θεωρήσουμε c0 και L0 είναι τιμές της ικανότητας και ενδυνάμωσης ανά χλμ της γραμμής μεταφοράς, όπου l είναι το μήκος της γραμμής.

Επειδή, στην περίπτωση μιας μεγάλης γραμμής μεταφοράς, η ικανότητα είναι διανεμημένη κατά μήκος όλης της γραμμής, ο μέσος ρεύμα που ρέει είναι,

Έτσι, η αύξηση της τάσης λόγω της ενδυνάμωσης της γραμμής δίνεται από,

Από την παραπάνω εξίσωση, είναι απολύτως σαφές ότι η αύξηση της τάσης στη λήψη είναι ανάλογη με το τετράγωνο του μήκους της γραμμής, και συνεπώς, στην περίπτωση μιας μεγάλης γραμμής μεταφοράς, συνεχίζει να αυξάνεται με το μήκος, και μερικές φορές υπερβαίνει την εφαρμοσμένη τάση στην αποστολή, οδηγώντας στο φαινόμενο Ferranti. Εάν θέλετε να δοκιμαστείτε στο φαινόμενο Ferranti και συναφή θέματα ηλεκτρικών συστημάτων, ελέγξτε τα ηλεκτρικά συστήματα MCQ (Multiple Choice Questions).

Δήλωση: Σεβαστείτε το αρχικό, καλά άρθρα αξίζουν κοινή χρήση, εάν υπάρχει παραβίαση πνευματικών δικαιωμάτων επικοινωνήστε για διαγραφή.