Efekt Ferrantiego

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Efekt Ferrantiego (ang.Ferranti effect) - przepięcia symetryczne polegające na na tym, że na końcu długiej linii energetycznej występuje napięcie wyższe niż na jej początku wskutek powstania stojącej fali napięcia[1] o długości fali:

\lambda=\frac{c}{f}

gdzie:

c\, - prędkość światła,
f\, - częstotliwość napięcia.

Napięcie (wartość skuteczna) na końcu linii o długości l, można określić następującą zależnością:

U_{1}=U_{2}\cos \left( 2 \pi \frac{l}{\lambda} \right)

gdzie:

U_{1}\, - napięcie na początku linii,
U_{2}\, - napięcie na końcu linii.

Przy częstotliwości f=50 Hz długości fali \lambda=6000 km, zatem dla:

  • l=300 km to krotność przepięcia wyniesie 1.05
  • l=500 km to krotność przepięcia wyniesie 1.15

Zjawisko to zostało po raz pierwszy zaobserwowane na kablowej linii rozdzielczej o napięciu 10 kV, przez angielskiego inżyniera Sebastiana Z. Ferranti'ego w roku 1887[2]. Ze względu na dużo większe wartości pojemności kabli w stosunku do linii napowietrznych efekt ferrantiego ma dużo większe znaczenie w liniach kablowych niż napowietrznych. Ponadto efekt jest tym bardziej wyraźny im dłuższa jest linia i im wyższe jest jej napięcie robocze[3].

Sposoby ograniczenia[edytuj | edytuj kod]

W celu ograniczenia przepięć Ferrantiego jest stosowana, w długich liniach najwyższych napięć, poprzeczna kompensacja pojemności doziemnych linii za pomocą dławików równoległych włączanych między przewody fazowe a ziemię. W ten sposób kompensowana jest moc o charakterze pojemnościowym linii i w wyniku tego ujednostajnia się napięcie wzdłuż linii. W Polsce kompensacja tego typu była realizowana w linii 750 kV. Można zastosować również kompensację podłużną linii polegająca na włączeniu szeregowo z linią baterii kondensatorów służących do kompensacji reaktancji indukcyjnej linii.

Przypisy

  1. Słowniczek elektroenergetyki
  2. J. F. Wilson ,Ferranti and the British Electrical Industry, 1864-1930, Manchester University Press, 1988 ISBN 0719023696 page 44
  3. Ferranti Effect handout, Kathmandu University (internet archive)