Ferranti efekt transmissioonijoontes: Mida see on?

Mis on Ferranti efekt?

Ferranti efekt on nähtus, mis kirjeldab pinge tõusu vastuvõtulõigu lõpus pikkas edastussüsteemis suhteel saatmise lõiguga. Ferranti efekt on levinum, kui laadimine on väga väike või üldse puudub (st avatud tsükkel). Ferranti efekti saab väljendada ka protsentuaalsena.

Tavalises praktil teame, et kõikides elektrilistes süsteemides vool liigub kõrgemast potentsiaalist madalamasse, et kompensida elektrilist pingevahet, mis süsteemis eksisteerib. Kõikides praktilistes juhtudel on saatmise lõigu pinge kõrgem vastuvõtulõigu pingest joonkaotuste tõttu, nii et vool liigub allikast või tarnepunktist tarbimispunktile.

Aga aastal 1890 tuli Sir S.Z. Ferranti välja üllatav teooria keskmise edastussüsteemi või pikka vahemaad kulmineeriva süsteemi kohta, mille järgi valgusega töötamisel või täielikult laaditut olukorda vastuvõtulõigu pinge sageli kasvab üle saatmise lõigu pinge, mis viib nähtuse juurde, mida nimetatakse Ferranti efektiks elektrienergia süsteemis.

Ferranti efekt edastussüsteemis

Pikas edastussüsteemis võib arvestada, et sellel on märkimisväärne kogus kapatsitansi ja induktsiooni, mis on levitatud kogu joone pikkuse peal. Ferranti efekt tekib, kui joone enda kapatsitansiga seotud vool on suurem kui vastuvõtulõigu laadimise vool (valgusega töötamisel või täielikult laaditut olukorda).

See kondensaatorlaadi vool viib pinge languseeni edastussüsteemi induktori peal, mis on fases saatmise lõigu pingega. See pinge langus jätkub additiivselt, kui me liigume tarbimispunkti suunas, ja vastuvõtulõigu pinge muutub suurem kui rakendatud pinge, mis viib nähtuse juurde, mida nimetatakse Ferranti efektiks elektrienergia süsteemis. Selle illustreerime alloleva fasoride diagrammiga.

Nii on nii kapatsitans kui induktorsed mõjud edastussüsteemis võrdsete vastutajateks selle erineva nähtuse eest, ja seetõttu on Ferranti efekt neglijeeritav juhul, kui tegemist on lühikesa edastussüsteemiga, kuna sellise joone induktor on praktikas peaaegu null. Tavaliselt 300 km pikkuse joone korral 50 Hz taipfrekvendil on vastuvõtulõigu pinge olnud 5% kõrgem kui saatmise lõigu pinge.

Nüüd analüüsime Ferranti efekti, kasutades ülaltoodud fasoride diagramme.
Siin Vr on vaadeldav referentsfasor, mida esindab OA.

Seda esindab fasor OC.

Nüüd "pika edastussüsteemi" puhul on praktikas näha, et joone elektriline vastus on märgatlavalt väiksem kui joone reaktants. Seega võime eeldada, et fasori Ic R = 0; võime arvestada, et pinge tõus on ainult OA – OC = reaktiivne langus joonel.

Kui me arvestame, et c0 ja L0 on kapatsitansi ja induktori väärtused kilomeetri kohta edastussüsteemis, kus l on joone pikkus.

Kuna pikas edastussüsteemis on kapatsitans levitatud kogu joone pikkuse peal, siis keskmine vool, mis liigub, on,

Seega on pinge tõus joone induktoritena antud valemiga,

Ülaltoodud valemist on selge, et vastuvõtulõigu pinge tõus on otseproportsionaalne joone pikkuse ruuduga, ja seetõttu pikas edastussüsteemis see järjest suureneb pikkusega, ja mõnikord ületab isegi rakendatud saatmise lõigu pinge, mis viib Ferranti efektini. Kui soovid testida end Ferranti efekti ja seotud elektrienergia süsteemi teemasid, vaata meie elektrienergia süsteemi mitmevalikute küsimustikku (Multiple Choice Questions).

Teade: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.