Ferranti-Effekt im Energiesystem
In der allgemeinen Praxis wissen wir das für alleBei elektrischen Systemen fließt Strom aus dem Bereich mit höherem Potential in den Bereich mit niedrigerem Potential, um die in dem System vorhandene elektrische Potentialdifferenz zu kompensieren. In allen praktischen Fällen ist die Sende-End-Spannung aufgrund von Leitungsverlusten höher als die Empfangsseite, so dass Strom von der Quelle oder dem Versorgungsende zur Last fließt. Aber Sir S.Z. Ferranti hatte im Jahre 1890 eine erstaunliche Theorie über Übertragungsstrecken mit mittlerer Entfernung oder Übertragungsleitungen für große Entfernungen aufgestellt, was darauf hindeutet, dass die Empfangsendspannung im Falle einer leichten Belastung oder eines Leerlaufbetriebs des Übertragungssystems oft über die Sendeendspannung ansteigt. was zu einem Phänomen führt, das als bekannt ist Ferranti-Effekt im Antriebssystem.
Warum tritt der Ferranti-Effekt in einer Übertragungsleitung auf?
Eine lange Übertragungsleitung kann in Betracht gezogen werdeneine beträchtlich hohe Kapazität und Induktivität, die über die gesamte Länge der Leitung verteilt sind. Ein Ferranti-Effekt tritt auf, wenn der Strom, der von der verteilten Kapazität der Leitung selbst gezogen wird, größer ist als der Strom, der der Last am Empfangsende der Leitung zugeordnet ist (bei geringer oder ohne Last). Dieser Kondensator-Ladestrom führt zu einem Spannungsabfall an der Netzinduktivität des Übertragungssystems, die mit den Sende-End-Spannungen in Phase ist. Dieser Spannungsabfall steigt immer weiter additiv an, wenn wir uns in Richtung des Lastendes der Leitung bewegen, und danach neigt die Spannung am Empfangsende dazu, größer zu werden als die angelegte Spannung, die zu den genannten Phänomenen führt Ferranti-Effekt im Antriebssystem. Wir veranschaulichen dies anhand eines Zeigerdiagramms.
Somit wirken sich sowohl die Kapazität als auch die Induktivität ausÜbertragungsleitungen sind gleichermaßen für das Auftreten dieser besonderen Phänomene verantwortlich, und daher ist der Ferranti-Effekt bei kurzen Übertragungsleitungen vernachlässigbar, da der Induktor einer solchen Leitung praktisch als Null betrachtet wird. Im Allgemeinen wurde für eine 300 km lange Leitung, die bei einer Frequenz von 50 Hz betrieben wird, festgestellt, dass die Endspannung ohne Last ohne Last um 5% höher ist als die Spannung am Sendeende.
Betrachten wir nun zur Analyse des Ferranti-Effekts die oben gezeigten Zeigerdiagramme.
Hier, Vr gilt als Referenzzeiger, dargestellt durch OA.
Dies wird durch den Zeiger OC dargestellt.
Nun, im Falle einer "langen Übertragungsleitung"Es wurde praktisch beobachtet, dass der elektrische Leitungswiderstand im Vergleich zur Leitungsreaktanz vernachlässigbar klein ist. Daher können wir die Länge des Zeigers I annehmenc R = 0; Der Spannungsanstieg kann nur durch OA - OC = reaktiver Abfall der Leitung verursacht werden.
Nun, wenn wir c betrachten0 und ich0 sind die Werte für Kapazität und Induktivität pro km der Übertragungsleitung, wobei l die Länge der Leitung ist.
Da bei einer langen Übertragungsleitung die Kapazität über ihre gesamte Länge verteilt ist, beträgt der mittlere fließende Strom
Somit ist der Spannungsanstieg aufgrund der Netzinduktivität gegeben durch
Aus der obigen Gleichung ist absolut ersichtlich,dass der Spannungsanstieg am Empfangsende direkt proportional zum Quadrat der Leitungslänge ist und daher bei einer langen Übertragungsleitung mit der Länge immer länger wird und manchmal sogar über die angelegte Sendeendespannung hinausgeht, was zu dem Phänomen führt namens Ferranti-Effekt im Antriebssystem.