Kesan Ferranti dalam Garis Penghantaran: Apakah itu?

Apakah Fenomena Ferranti?

Fenomena Ferranti adalah fenomena yang menggambarkan peningkatan voltan yang berlaku di hujung penerimaan laluan penghantaran jarak jauh berbanding dengan voltan di hujung penghantaran. Fenomena Ferranti lebih umum apabila beban sangat kecil, atau tidak ada beban yang disambung (i.e. litar terbuka). Fenomena Ferranti boleh dinyatakan sebagai faktor, atau sebagai persen peningkatan.

Dalam amalan umum, kita tahu bahawa untuk semua sistem elektrik arus mengalir dari kawasan potensial yang lebih tinggi ke kawasan potensial yang lebih rendah, untuk mengimbangi perbezaan potensial elektrik yang wujud dalam sistem. Dalam semua kes praktikal, voltan hujung penghantaran lebih tinggi daripada hujung penerimaan kerana kerugian laluan, jadi arus mengalir dari sumber atau hujung bekalan ke beban.

Tetapi Sir S.Z. Ferranti, pada tahun 1890, mengeluarkan teori yang mengejutkan tentang laluan penghantaran sederhana atau jarak jauh yang mencadangkan bahawa dalam kes operasi beban ringan atau tanpa beban, voltan hujung penerimaan sering meningkat melebihi voltan hujung penghantaran, menyebabkan fenomena yang dikenali sebagai fenomena Ferranti dalam sistem kuasa.

Fenomena Ferranti dalam Laluan Penghantaran

Laluan penghantaran jarak jauh boleh dipandang sebagai komposisi kapasitansi yang agak tinggi dan induktansi yang tersebar sepanjang seluruh laluan. Fenomena Ferranti berlaku apabila arus yang ditarik oleh kapasitansi tersebar laluan itu sendiri lebih besar daripada arus yang berkaitan dengan beban di hujung penerimaan laluan (semasa beban ringan atau tanpa beban).

Arus muatan kapasitor ini menyebabkan jatuh voltan di sepanjang induktor sistem penghantaran yang fasa dengan voltan hujung penghantaran. Jatuh voltan ini terus meningkat secara aditif apabila kita bergerak ke arah hujung beban laluan dan seterusnya, voltan hujung penerimaan cenderung menjadi lebih besar daripada voltan yang dikenakan, menyebabkan fenomena yang dikenali sebagai fenomena Ferranti dalam sistem kuasa. Kami mengilustrasikan ini dengan bantuan gambar rajah fasor di bawah.

Oleh itu, kedua-dua kesan kapasitansi dan induktansi laluan penghantaran sama-sama bertanggungjawab untuk fenomena ini berlaku, dan oleh itu fenomena Ferranti dapat diabaikan dalam kes laluan penghantaran pendek kerana induktor laluan tersebut dianggap mendekati sifar. Secara umum, untuk laluan 300 Km yang beroperasi pada frekuensi 50 Hz, voltan hujung penerimaan tanpa beban telah didapati 5% lebih tinggi daripada voltan hujung penghantaran.

Sekarang untuk analisis fenomena Ferranti, mari kita pertimbangkan gambar rajah fasor yang ditunjukkan di atas.
Di sini, Vr dianggap sebagai fasor rujukan, diwakili oleh OA.

Ini diwakili oleh fasor OC.

Sekarang dalam kes laluan penghantaran jarak jauh, telah diamati secara praktikal bahawa rintangan elektrik laluan adalah sangat kecil berbanding dengan reaktans laluan. Oleh itu, kita boleh mengandaikan panjang fasor Ic R = 0; kita boleh menganggap peningkatan voltan hanya disebabkan oleh OA – OC = jatuh reaktif dalam laluan.

Sekarang jika kita pertimbangkan c0 dan L0 adalah nilai kapasitansi dan induktor per km laluan penghantaran, di mana l adalah panjang laluan.

Kerana, dalam kes laluan penghantaran jarak jauh, kapasitansi tersebar sepanjang panjang laluan, arus purata yang mengalir ialah,

Oleh itu, peningkatan voltan disebabkan oleh induktor laluan diberikan oleh,

Dari persamaan di atas, ia jelas bahawa peningkatan voltan di hujung penerimaan berbanding lurus dengan kuasa dua panjang laluan, dan oleh itu dalam kes laluan penghantaran jarak jauh, ia terus meningkat dengan panjang, dan kadang-kadang melebihi voltan hujung penghantaran, menyebabkan fenomena yang dikenali sebagai fenomena Ferranti. Jika anda ingin diuji tentang fenomena Ferranti dan topik sistem kuasa berkaitan, sila semak soalan pilihan ganda kami sistem kuasa (Multiple Choice Questions).

Pernyataan: Hormati asal, artikel yang baik berharga dibagikan, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk dihapus.