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.
