Ferranti efekt, bir uzun transmisyon hattının alıcı ucundaki gerilimin, gönderici ucundaki gerilime göre artmasının tanımlandığı bir olgudur. Ferranti efekt, yük çok küçük veya hiç yük bağlanmamış (yani açık devre) olduğunda daha yaygın görülür. Ferranti efekt, bir faktör veya yüzde cinsinden ifade edilebilir.
Genel uygulamada, tüm elektrik sistemlerinde akımın sisteminde mevcut olan elektriksel potansiyel farkını telafi etmek için daha yüksek potansiyele sahip bölgeden daha düşük potansiyele sahip bölgeye akan bilinir. Tüm pratik durumlarda, hat kayıpları nedeniyle gönderici uç gerilimi alıcı uç geriliminden daha yüksek olduğu için, akım kaynağından veya tedarik ucundan yüküne doğru akar.
Ancak Sir S.Z. Ferranti, 1890 yılında, orta transmisyon hattı veya uzun mesafe transmisyon hatları hakkında şaşırtıcı bir teori ileri sürdü. Bu teori, transmisyon sisteminin hafif yüklü veya boşta çalışması durumunda, alıcı uç geriliminin genellikle gönderici uç geriliminden daha yüksek olması gerektiğini ve bu olgu, güç sistemindeki Ferranti efekti olarak adlandırılır.
Uzun bir transmisyon hattı, hattın tamamına dağılmış oldukça yüksek miktardaki kapasitans ve indüktans içerdiği düşünülebilir. Ferranti Efekt, hatın kendi dağıtılmış kapasitansı tarafından çekilen akım, hatın alıcı ucundaki yük ile ilişkili akımdan daha büyük olduğunda (hafif veya boş yük sırasında) oluşur.
Bu kapasitör şarj akımı, transmisyon sisteminin indüktörünün üzerindeki gerilim düşmesine neden olur ve bu gerilim düşümü, gönderici uç gerilimleri ile fazda birlikte artar. Bu gerilim düşümü, hatın yük ucuna doğru hareket ettikçe toplanarak artar ve sonuç olarak, alıcı uç gerilimi uygulanan gerilimden daha büyük hale gelir, bu da güç sistemindeki Ferranti efekti olarak bilinen olguya yol açar. Bunu aşağıdaki fazör diyagramı ile açıklıyoruz.
Böylece, her iki transmisyon hattının kapasitans ve indüktör etkisi de bu belirli olgunun oluşmasında eşit derecede sorumludur ve bu nedenle, bu hattın indüktörünün neredeyse sıfır olduğu kabul edildiği için, kısa bir transmisyon hattında Ferranti efekti ihmal edilebilir. Genel olarak, 300 Km uzunluğunda ve 50 Hz frekansta çalışan bir hatta, boşta alıcı uç geriliminin, gönderici uç geriliminden %5 daha yüksek olduğu görülmüştür.
Şimdi, Ferranti efektinin analizi için yukarıdaki fazör diyagramlarını ele alalım.
Burada, Vr referans fazör olarak kabul edilir, OA ile gösterilir.
Bu, OC phazörü ile gösterilir.
Şimdi, "uzun bir transmisyon hattı" durumunda, hat elektrik direncinin, hat reaktansına kıyasla ihmal edilebilir küçük olduğu praktik olarak gözlemlenmiştir. Bu nedenle, Ic R = 0; olduğunu varsayabiliriz, yani gerilim yükselişinin sadece OA – OC = hat reaktif düşümünden kaynaklandığını düşünebiliriz.
Şimdi, c0 ve L0, transmisyon hattının kilometre başına kapasitans ve indüktör değerleri, l ise hatın uzunluğu olsun.
Uzun bir transmisyon hattında, kapasitans hattın boyunca dağıtıldığı için, ortalama akım,
Bu nedenle, hat indüktörü nedeniyle gerilim yükselişi,
Yukarıdaki denklemden, alıcı uçtaki gerilimin yükselişinin hat uzunluğunun karesine orantılı olduğu kesinlikle bellidir. Bu nedenle, uzun bir transmisyon hattında, uzunlukla birlikte artar ve bazen gönderici uç gerilimini aşarak, Ferranti efekti olarak bilinen olguya yol açar. Eğer Ferranti efektine ve ilgili güç sistem konularına dair test edilmek isterseniz, güç sistem MCQ (Çoktan Seçmeli Sorular) bölümümüzü ziyaret edebilirsiniz.
Deyiş: Orijinali saygıya alın, iyi makaleler paylaşılabilir, eğer kopyalama varsa silme isteği ile iletişim kurun.