• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


Эффект Ферранти на линиях электропередач: Что это такое?

Electrical4u
Electrical4u
Поле: Основы электротехники
0
China

Что такое эффект Ферранти?

Эффект Ферранти — это явление, описывающее увеличение напряжения на приемном конце длинной линии передачи по сравнению с напряжением на отправляющем конце. Эффект Ферранти более распространен, когда нагрузка очень мала или отсутствует (т.е. открытая цепь). Эффект Ферранти можно выразить как коэффициент или как процентное увеличение.

В общем практике известно, что для всех электрических систем ток течет из области большего потенциала в область меньшего потенциала, чтобы компенсировать разность электрического потенциала, существующую в системе. В практических случаях напряжение на отправляющем конце выше, чем на приемном, из-за потерь в линии, поэтому ток течет от источника или подающего конца к нагрузке.

Однако сэр С.З. Ферранти в 1890 году предложил удивительную теорию о средних линиях передачи или длинных линиях передачи, утверждая, что при малой нагрузке или работе без нагрузки системы передачи, напряжение на приемном конце часто превышает напряжение на отправляющем конце, что приводит к явлению, известному как эффект Ферранти в энергосистеме.

Эффект Ферранти в линии передачи

Длинная линия передачи может рассматриваться как содержащая значительное количество емкости и индуктивности, распределенных по всей длине линии. Эффект Ферранти возникает, когда ток, потребляемый распределенной емкостью линии, больше, чем ток, связанный с нагрузкой на приемном конце линии (при малой или нулевой нагрузке).

Этот ток заряда конденсатора приводит к падению напряжения на индуктивности линии передачи, которое находится в фазе с напряжением на отправляющем конце. Это падение напряжения продолжает увеличиваться аддитивно, по мере движения к концу нагрузки, и, следовательно, напряжение на приемном конце становится больше, чем применяемое напряжение, что приводит к явлению, называемому эффектом Ферранти в энергосистеме. Мы проиллюстрируем это с помощью фазового диаграммы ниже.

Эффект Ферранти в линии передачи

Таким образом, как емкость, так и индуктивность линии передачи одинаково ответственны за возникновение этого явления, и, следовательно, эффект Ферранти незначителен в случае короткой линии передачи, так как индуктивность такой линии практически считается близкой к нулю. В общем, для линии длиной 300 км, работающей на частоте 50 Гц, было обнаружено, что напряжение на приемном конце без нагрузки на 5% выше, чем на отправляющем конце.

Теперь для анализа эффекта Ферранти рассмотрим фазовые диаграммы, показанные выше.
Здесь Vr считается эталонным фазовым вектором, представленным OA.

Это представлено фазовым вектором OC.

Теперь, в случае «длинной линии передачи», практически наблюдается, что электрическое сопротивление линии значительно меньше, чем реактивное сопротивление. Поэтому мы можем предположить, что длина фазового вектора Ic R = 0; мы можем считать, что повышение напряжения происходит только из-за OA – OC = реактивное падение напряжения в линии.

Теперь, если мы примем, что c0 и L0 — значения емкости и индуктивности на км линии передачи, где l — длина линии.

Поскольку в случае длинной линии передачи емкость распределена по всей ее длине, средний ток, протекающий через нее, равен,

Таким образом, повышение напряжения за счет индуктивности линии задается выражением,

Из приведенного выше уравнения абсолютно очевидно, что повышение напряжения на приемном конце прямо пропорционально квадрату длины линии, и, следовательно, в случае длинной линии передачи оно продолжает увеличиваться с длиной, и даже превышает напряжение на отправляющем конце, что приводит к явлению, называемому эффектом Ферранти. Если вы хотите проверить свои знания по эффекту Ферранти и связанным темам энергосистем, обратитесь к нашим тестам с выбором ответа по энергосистемам (Multiple Choice Questions).

Заявление: Уважайте оригинал, хорошие статьи стоят того, чтобы ими делиться, если есть нарушение авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.

Оставить чаевые и поощрить автора
Рекомендуемый
Стандарты погрешности измерения THD для энергетических систем
Стандарты погрешности измерения THD для энергетических систем
Допустимая погрешность искажения синусоидальности (THD): всесторонний анализ на основе сценариев применения, точности оборудования и отраслевых стандартовДопустимый диапазон погрешности искажения синусоидальности (THD) должен оцениваться на основе конкретных контекстов применения, точности измерительного оборудования и применимых отраслевых стандартов. Ниже приведен подробный анализ ключевых показателей производительности в энергетических системах, промышленном оборудовании и общих приложениях д
Edwiin
11/03/2025
Заземление на стороне шины для 24кВ экологически чистых КРУ: зачем и как
Заземление на стороне шины для 24кВ экологически чистых КРУ: зачем и как
Сочетание твердой изоляции с воздушной изоляцией является направлением развития для ячеек кольцевых распределительных устройств на 24 кВ. Балансируя между изоляционными характеристиками и компактностью, использование вспомогательной твердой изоляции позволяет проходить испытания на изоляцию без значительного увеличения размеров между фазами или между фазой и землей. Заключение полюса в оболочку решает проблему изоляции вакуумного прерывателя и его соединенных проводников.Для исходящего шинопрово
Dyson
11/03/2025
Как вакуумная технология заменяет SF6 в современных кольцевых главных распределительных устройствах
Как вакуумная технология заменяет SF6 в современных кольцевых главных распределительных устройствах
Кольцевые распределительные устройства (КРУ) используются в вторичном распределении электроэнергии, непосредственно подключаясь к конечным пользователям, таким как жилые комплексы, строительные площадки, коммерческие здания, автомагистрали и т. д.В жилой подстанции КРУ вводит среднее напряжение 12 кВ, которое затем понижается до низкого напряжения 380 В через трансформаторы. Низковольтное распределительное устройство распределяет электроэнергию на различные пользовательские единицы. Для распреде
James
11/03/2025
Что такое THD? Как это влияет на качество электроэнергии и оборудование
Что такое THD? Как это влияет на качество электроэнергии и оборудование
В области электротехники стабильность и надежность энергетических систем имеют первостепенное значение. С развитием технологии силовой электроники широкое использование нелинейных нагрузок привело к все более серьезной проблеме гармонических искажений в энергетических системах.Определение THDОбщая гармоническая дисторсия (THD) определяется как отношение среднеквадратического (RMS) значения всех гармонических составляющих к RMS значению основной компоненты в периодическом сигнале. Это безразмерна
Encyclopedia
11/01/2025
Запрос
Загрузить
Получить приложение IEE Business
Используйте приложение IEE-Business для поиска оборудования получения решений связи с экспертами и участия в отраслевом сотрудничестве в любое время и в любом месте полностью поддерживая развитие ваших энергетических проектов и бизнеса