Исследование режимов работы линии электропередачи с помощью схемы замещения

Цель работы: изучение влияния величины нагрузочного тока на энергетический процесс и распределение напряжений в 2-х проводной линии электропередачи (ЛЭП).

Общие сведения

Передача электрической энергии от источника к потребителям осуществляется по воздушной или кабельной ЛЭП, обладающей определенным сопротивлением. Величина этого сопротивления оказывает влияние на потери напряжения и потери мощности в ЛЭП. Величина нагрузки ЛЭП оценивается по величине тока или передаваемой мощности. Величина тока в линии определяется количеством включенных приемников электрической энергии. Чем больше приемников, тем больше ток в линии электропередачи. При увеличении тока возрастают потери напряжения и потери мощности в ЛЭП, что неблагоприятно отражается на работе потребителей.

Схема замещения линии электропередачи представлена на рис.1, где источник и приемник электрической энергии представлены соответственно ЭДС Е 3 и резистором R _Н, а линия электропередачи – резистором R _Л

Рис.1. Схема замещения линии электропередачи.

 

Процесс передачи электрической энергии по линии электропередачи характеризуется следующими величинами:

 

ток в линии

потеря напряжения в линии электропередачи

сопротивление линии

мощность источника, отдаваемая в линию электропередачи

мощность приемника

мощность потерь электрической энергии в линии

коэффициент полезного действия линии электропередачи

где: I – ток в линии; U ₁ – напряжение источника (напряжение в начале линии); U ₂ – напряжение приемника (напряжение в конце линии); R _Л – сопротивление линии; R _Н – сопротивление приемника энергии.

Если ток в линии выразить через отношение мощности приемника к напряжению приемника и подставить это выражение тока в формулу мощности потерь электрической энергии в линии, то можно получить следующую формулу:

Из этого выражения следует, что мощность потерь в линии электропередачи обратно пропорциональна квадрату напряжения, подводимого к потребителю. Следовательно, электрическую энергию экономичнее передавать при высоких напряжениях.

Домашнее задание

1. Изучить теоретический материал по режимам работы электрический цепей.

2. Подготовить таблицу 1 для опытных данных и ответы на контрольные вопросы к данной работе.

Рабочее задание

1. Ознакомиться с лабораторной установкой.

2. Собрать электрическую цепь, представленную на рис. 2, в которой сопротивление проводов линии R _Л представлено резисторами R ₁₄ и R₁₅, а сопротивление приемника энергии R _Н – резисторами R ₁ и R ₁₁. Установить тумблеры резисторов R ₁ и R ₁₁ в позицию 2. Представить схему для проверки преподавателю.

Рис.2. Схема замещения 2-х проводной линии электропередачи

 

Универсальным измерителем стенда РР 1 измерять напряжение U ₁ источника энергии (напряжение в начале линии) и ток I, протекающий в линии. Вольтметром стенда измерять напряжение U ₂ приемника энергии (напряжение в конце линии). Результаты измерений занести в табл. 1.