Efek Ferranti pada Jalur Transmisi: Apa itu?

Apa itu Efek Ferranti?

Efek Ferranti adalah fenomena yang menggambarkan kenaikan tegangan yang terjadi di ujung penerima dari sebuah jalur transmisi panjang relatif terhadap tegangan di ujung pengirim. Efek Ferranti lebih umum terjadi ketika beban sangat kecil, atau tidak ada beban yang terhubung (yaitu, sirkuit terbuka). Efek Ferranti dapat dinyatakan sebagai faktor, atau sebagai persentase kenaikan.

Dalam praktik umum, kita tahu bahwa untuk semua sistem listrik arus mengalir dari daerah potensial tinggi ke daerah potensial rendah, untuk mengkompensasi perbedaan potensial listrik yang ada dalam sistem. Dalam semua kasus praktis, tegangan di ujung pengirim lebih tinggi daripada di ujung penerima karena kerugian jalur, sehingga arus mengalir dari sumber atau ujung penyediaan ke beban.

Namun, Sir S.Z. Ferranti, pada tahun 1890, mengajukan teori yang mengejutkan tentang jalur transmisi sedang atau jarak jauh, menunjukkan bahwa dalam kasus beban ringan atau operasi tanpa beban dari sistem transmisi, tegangan di ujung penerima sering kali meningkat melebihi tegangan di ujung pengirim, menyebabkan fenomena yang dikenal sebagai efek Ferranti dalam sistem tenaga.

Effek Ferranti dalam Jalur Transmisi

Jalur transmisi panjang dapat dianggap memiliki jumlah kapasitansi dan induktansi yang cukup tinggi yang tersebar sepanjang seluruh panjang jalur. Efek Ferranti terjadi ketika arus yang diambil oleh kapasitansi terdistribusi jalur tersebut lebih besar daripada arus yang terkait dengan beban di ujung penerima jalur (selama beban ringan atau tanpa beban).

Arus pengisian kapasitor ini menyebabkan penurunan tegangan di sepanjang induktor sistem transmisi yang berfase dengan tegangan di ujung pengirim. Penurunan tegangan ini terus bertambah secara aditif saat kita bergerak menuju ujung beban jalur, dan akibatnya, tegangan di ujung penerima cenderung menjadi lebih besar daripada tegangan yang diterapkan, menyebabkan fenomena yang disebut efek Ferranti dalam sistem tenaga. Kami mengilustrasikan hal ini dengan bantuan diagram fasa di bawah ini.

Oleh karena itu, efek kapasitansi dan induktansi dari jalur transmisi sama-sama bertanggung jawab atas fenomena ini, dan oleh karena itu efek Ferranti hampir tidak ada dalam kasus jalur transmisi pendek karena induktor dari jalur tersebut dianggap mendekati nol. Secara umum, untuk jalur 300 Km yang beroperasi pada frekuensi 50 Hz, tegangan di ujung penerima tanpa beban telah ditemukan 5% lebih tinggi daripada tegangan di ujung pengirim.

Sekarang, untuk analisis efek Ferranti, mari kita pertimbangkan diagram fasa yang ditunjukkan di atas.
Di sini, Vr dianggap sebagai phasor referensi, yang direpresentasikan oleh OA.

Ini direpresentasikan oleh phasor OC.

Sekarang, dalam kasus "jalur transmisi panjang," telah diamati secara praktis bahwa resistansi jalur listrik sangat kecil dibandingkan dengan reaktansi jalur. Oleh karena itu, kita dapat mengasumsikan bahwa panjang phasor Ic R = 0; kita dapat mempertimbangkan bahwa kenaikan tegangan hanya disebabkan oleh OA – OC = penurunan reaktif di jalur.

Sekarang, jika kita mempertimbangkan c0 dan L0 adalah nilai kapasitansi dan induktor per km dari jalur transmisi, di mana l adalah panjang jalur.

Karena, dalam kasus jalur transmisi panjang, kapasitansi tersebar sepanjang panjangnya, arus rata-rata yang mengalir adalah,

Oleh karena itu, kenaikan tegangan karena induktor jalur diberikan oleh,

Dari persamaan di atas, jelas bahwa kenaikan tegangan di ujung penerima berbanding lurus dengan kuadrat panjang jalur, dan oleh karena itu, dalam kasus jalur transmisi panjang, ia terus meningkat dengan panjang, dan bahkan melebihi tegangan yang diterapkan di ujung pengirim pada beberapa waktu, menyebabkan fenomena yang disebut efek Ferranti. Jika Anda ingin diujikan tentang efek Ferranti dan topik sistem tenaga terkait, ceklah soal pilihan ganda sistem tenaga kami (Multiple Choice Questions).

Pernyataan: Hormati asli, artikel yang baik layak dibagikan, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.