Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
¿Qué es el efecto Ferranti?
El efecto Ferranti es un fenómeno que describe el aumento de voltaje que se produce en el extremo receptor de una línea de transmisión larga en relación con el voltaje en el extremo emisor. El efecto Ferranti es más frecuente cuando la carga es muy pequeña o no hay carga conectada (es decir, un circuito abierto). El efecto Ferranti puede expresarse como un factor o como un aumento porcentual.
En la práctica general, sabemos que para todos los sistemas eléctricos, la corriente fluye desde la región de mayor potencial a la región de menor potencial, para compensar la diferencia de potencial eléctrico que existe en el sistema. En todos los casos prácticos, el voltaje del extremo de envío es mayor que el del extremo de recepción debido a las pérdidas de línea, por lo que la corriente fluye desde la fuente o el extremo de suministro a la carga.
Pero a Sir SZ Ferranti, en el año 1890, se le ocurrió una teoría asombrosa acerca de la línea de transmisión media o las líneas de transmisión de larga distancia, sugiriendo que en caso de operación de carga ligera o sin carga del sistema de transmisión, el voltaje del extremo receptor a menudo aumenta más allá el voltaje final de envío, lo que lleva a un fenómeno conocido como efecto Ferranti en un sistema de energía .
Efecto Ferranti en la línea de transmisión
Se puede considerar que una línea de transmisión larga compone una cantidad considerablemente alta de capacitancia e inductancia distribuida a lo largo de toda la línea. El efecto Ferranti ocurre cuando la corriente consumida por la capacitancia distribuida de la línea en sí es mayor que la corriente asociada con la carga en el extremo receptor de la línea (durante la carga ligera o sin carga).
Esta corriente de carga del condensador conduce a una caída de voltaje a través del inductor de línea del sistema de transmisión que está en fase con los voltajes finales de envío. Esta caída de voltaje sigue aumentando aditivamente a medida que nos movemos hacia el extremo de carga de la línea y, posteriormente, el voltaje del extremo receptor tiende a ser mayor que el voltaje aplicado, lo que conduce al fenómeno llamado efecto Ferranti en el sistema de energía . Lo ilustramos con la ayuda de un diagrama fasorial a continuación.
Por lo tanto, tanto la capacitancia como el efecto inductor de la línea de transmisión son igualmente responsables de que ocurra este fenómeno particular y, por lo tanto, el efecto Ferranti es insignificante en el caso de una línea de transmisión corta, ya que se considera que el inductor de dicha línea prácticamente se acerca a cero. En general, para una línea de 300 km que funciona a una frecuencia de 50 Hz, se ha descubierto que la tensión final de recepción sin carga es un 5% más alta que la tensión final de envío.
Ahora, para el análisis del efecto Ferranti, consideremos los diagramas de fasores que se muestran arriba.
Aquí, V r se considera el fasor de referencia, representado por OA.
Esto está representado por el fasor OC.
Ahora bien, en el caso de una «línea de transmisión larga», se ha observado prácticamente que la resistencia eléctrica de la línea es insignificante en comparación con la reactancia de la línea. Por tanto, podemos asumir la longitud del fasor I c R = 0; podemos considerar que el aumento de voltaje se debe solo a OA – OC = caída reactiva en la línea.
Ahora bien, si consideramos que c 0 y L 0 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, la corriente promedio que fluye es,
Por lo tanto, el aumento de voltaje debido al inductor de línea está dado por,
A partir de la ecuación anterior, es absolutamente evidente que el aumento de voltaje 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 aplicada. enviando voltaje final a veces, dando lugar al fenómeno llamado efecto Ferranti. Si desea que le pregunten sobre el efecto Ferranti y temas relacionados con el sistema de energía, consulte nuestro MCQ (preguntas de opción múltiple) del sistema de energía .
