¿Qué es el efecto Ferranti?
El El efecto Ferranti es un fenómeno que describe el aumento de voltaje que se produce en el extremo receptor de una larga línea de transmisión en relación con el voltaje en el extremo receptor. El efecto Ferranti es más frecuente cuando la carga es muy pequeña, o cuando no hay ninguna carga conectada (es decir, un circuito abierto). El efecto Ferranti puede ser declarado como un factor, o como un incremento porcentual.
En la práctica general sabemos que para todos los sistemas eléctricos actual de la región de mayor potencial a la de menor potencial, para compensar la diferencia de potencial eléctrico que existe en el sistema. En todos los casos prácticos, el voltaje del extremo emisor es más alto que el del extremo receptor debido a las pérdidas en la línea, por lo que la corriente fluye desde la fuente o el extremo de suministro hasta la carga. Pero Sir S.Z. Ferranti, en el año 1890, llegó a una asombrosa teoría sobre línea de transmisión media o líneas de transmisión de larga distancia que sugieren que en caso de carga ligera o de funcionamiento sin carga del sistema de transmisión, el extremo receptor voltaje a menudo aumenta más allá del voltaje final de envío, lo que lleva a un fenómeno conocido como El efecto Ferranti en el sistema de energía.
Efecto Ferranti en la línea de transmisión
Se puede considerar que una larga línea de transmisión compone una cantidad considerablemente alta de capacitancia y inductancia distribuidos a lo largo de toda la línea. El Efecto Ferranti se produce cuando la corriente que se extrae de la capacitancia distribuida de la propia línea es mayor que la corriente asociada a la carga en el extremo receptor de la línea (con o sin carga).
Esta corriente de carga del condensador lleva a una caída de voltaje a través de la línea inductor del sistema de transmisión que está en fase con los voltajes finales de envío. Esta caída de voltaje sigue aumentando adicionalmente a medida que nos movemos hacia el extremo de carga de la línea y, por consiguiente, el voltaje del extremo receptor tiende a ser mayor que el voltaje aplicado, lo que conduce a los fenómenos llamados El efecto Ferranti en el sistema de energía. Lo ilustramos con la ayuda del siguiente diagrama de fáseres.
Por lo tanto, tanto la capacitancia como el efecto inductor de línea de transmisión son igualmente responsables de que este fenómeno particular ocurra, y por lo tanto el efecto Ferranti es insignificante en caso de una línea de transmisión corta ya que se considera que el inductor de tal línea está prácticamente cerca de cero. En general, para una línea de 300 Km. que opera a una frecuencia de 50 Hz, se ha encontrado que el voltaje del extremo receptor sin carga es un 5% más alto que el voltaje del extremo emisor.
Ahora, para el análisis del efecto Ferranti, consideremos los diagramas de fáseres que se muestran arriba.
Aquí, Vr se considera que es el fásor de referencia, representado por la OA.
Esto está representado por el fásor OC.
Ahora bien, en el caso de una línea de transmisión larga, se ha observado prácticamente que la línea resistencia eléctrica es insignificantemente pequeña comparada con la línea de reactancia. Por lo tanto, podemos asumir que la longitud del fásor Ic R = 0; podemos considerar que el aumento de la tensión se debe sólo a OA OC = caída reactiva en la línea.
Ahora bien, si consideramos que c0 y L0 son los valores de capacitancia e inductor por km de la línea de transmisión, donde l es la longitud de la línea.
Dado que, en el caso de una línea de transmisión larga, la capacitancia se distribuye a lo largo de su longitud, el promedio de corriente que fluye es
Por lo tanto, el aumento del voltaje debido al inductor de la línea está dado por,
De la ecuación anterior es absolutamente evidente, que el aumento de la tensión en el extremo receptor es directamente proporcional al cuadrado de la longitud de la línea, y por lo tanto en el caso de una línea de transmisión larga sigue aumentando con la longitud, e incluso va más allá de la tensión aplicada en el extremo emisor a veces, lo que conduce al fenómeno llamado efecto Ferranti. Si le gustaría ser interrogado sobre el efecto Ferranti y otros temas relacionados con los sistemas de energía, vea nuestro sistema de energía MCQ (Preguntas de opción múltiple).
