Ferranti efekts uz elektroenerģijas pārvades līnijām: Kas tas ir?

Kas ir Ferranti efekts?

Ferranti efekts ir parādība, kas apraksta sprieguma pieaugumu saņemšanas beigu puses garās elektroenerģijas pārvades līnijās salīdzinājumā ar sūtīšanas beigu puses spriegumu. Ferranti efekts ir vērojamāks, kad ielāde ir ļoti maza vai nav ielādes (t.i., atvērts konturs). Ferranti efekts var tikt izteikts kā koeficients vai procentuāls pieaugums.

Praktiskajā darbībā zinām, ka visās elektriskajās sistēmās strāva plūst no augstākas potenciāla reģiona uz zemāko potenciāla reģionu, lai kompensētu esošo elektrisko potenciālu starpību sistēmā. Praktiskos gadījumos, sūtīšanas beigu puses spriegums ir augstāks nekā saņemšanas beigu puses, tāpēc strāva plūst no avota vai piegādes puses uz ielādi.

Bet Sir S.Z. Ferranti 1890. gadā izvirzīja uzmundrinošu teoriju par vidējiem pārvades līnijiem vai garām pārvades līnijām, ierosinot, ka mazākā ielādes vai bezielādes sistēmas darbības gadījumā saņemšanas beigu puses spriegums bieži pārsniedz sūtīšanas beigu puses spriegumu, veidojot parādību, kas pazīstama kā Ferranti efekts enerģijas sistēmā.

Ferranti efekts pārvades līnijā

Garā pārvades līnija var tikt uzskatīta par lielu daudzumu kapacitātes un induktances, kas izplatītas pa visu līnijas garumu. Ferranti efekts notiek, kad strāva, kas tiek izmantota līnijas izplatītajai kapacitātei, ir lielāka nekā strāva, kas saistīta ar ielādi saņemšanas beigu pusē (mazākā ielāde vai bezielāde).

Šī kondensatora uzlādes strāva rada sprieguma kritumu pārvades sistēmas induktora, kas ir fāzē ar sūtīšanas beigu puses spriegumiem. Šis sprieguma kritums nepārtraukti pieaug additīvi, pārvietojoties uz ielādes beigu pusi, un tādējādi saņemšanas beigu puses spriegums bieži kļūst lielāks par piemērotu spriegumu, veidojot parādību, kas pazīstama kā Ferranti efekts enerģijas sistēmā. Mēs to ilustrējam ar fāzoras diagrammu zemāk.

Tātad gan kapacitātes, gan induktora efekts pārvades līnijā vienādi atbild par šīs parādības notikumu, un tāpēc Ferranti efekts ir negaidīts gadījumā ar Īsu pārvades līniju, jo tās induktora praktiski tiek uzskatīts par tuvu nullei. Vispārīgi, 300 km gara līnija, darbojoties 50 Hz frekvencē, saņemšanas beigu puses spriegums bez ielādes ir atrasts par 5% lielāks nekā sūtīšanas beigu puses spriegums.

Tagad, lai analizētu Ferranti efektu, apsvērsim fāzoras diagrammas, kas parādītas zemāk.
Šeit Vr tiek uzskatīts par atsauces fāzoru, kas attēlota ar OA.

Tas ir attēlots ar fāzoru OC.

Tagad "garā pārvades līnijā" praktiski ir novērots, ka līnijas elektriskā rezistence ir nezināmi maza salīdzinājumā ar līnijas reaktivitāti. Tāpēc mēs varam pieņemt, ka fāzora Ic R = 0; mēs varam uzskatīt, ka sprieguma pieaugums ir tikai dēļ OA – OC = reaktivais kritums līnijā.

Tagad, ja mēs pieņemam, ka c0 un L0 ir kapacitātes un induktora vērtības kilometrā pārvades līnijā, kur l ir līnijas garums.

Jo, "garā pārvades līnijā" kapacitāte ir izplatīta pa tās garumu, vidējā strāva, kas plūst, ir,

Tātad sprieguma pieaugums, kas radīts līnijas induktorā, ir dots ar,

No šīs vienādojuma ir pilnīgi skaidrs, ka sprieguma pieaugums saņemšanas beigu pusē ir tieši proporcionāls līnijas garuma kvadrātam, un tādējādi garā pārvades līnijā tas nepārtraukti pieaug ar garumu un pat reizēm pārsniedz piemērotu sūtīšanas beigu puses spriegumu, veidojot parādību, kas pazīstama kā Ferranti efekts. Ja jūs vēlaties, lai jūs testētu par Ferranti efektu un saistītām enerģijas sistēmas tēmām, pārbaudiet mūsu enerģijas sistēmas vairākmaiņas jautājumus (Multiple Choice Questions).

Paziņojums: Cienīt oriģinālo, labas raksti vērtīgi dalīties, ja ir pārkāpumi, lūdzu, sazinieties, laikus dzēst.