Дослідження режимів роботи лінії електропередачі за допомогою схеми заміщення

Міністерство освіти Російської Федерації

Пермський Державний Технічний Університет

Кафедра електротехніки та електромеханіки

Лабораторна робота № 1

«Дослідження режимів роботи лінії електропередачі

за допомогою схеми заміщення »

Мета роботи: вивчення енергетичного процесу і розподілу напруг у схемі заміщення 2-х провідної лінії електропередачі при постійній величині напруги на початку лінії в залежності від струму в лінії, визначається за кількістю включених споживачів електричної енергії.

табл. 1. Паспортні дані електровимірювальних приладів.

Теоретичні відомості

Для теоретичного та експериментального вивчення процесів в двухпроводной лінії електропередачі користуються еквівалентною схемою заміщення (рис. 1), де R _л - опір лінії; R _н - еквівалентний опір всіх підключених споживачів; I - струм в лінії; U ₁ - напруга на початку лінії; U ₂ - напруга в кінці лінії (у споживача).

З урахуванням прийнятих позначень:

Енергетичний процес у схемі характеризується наступним співвідношенням потужностей:

потужність, що віддається генератором в лінію

потужність втрат електричної енергії в лінії

потужність, що віддається лінією споживачеві (потужність навантаження)

Коефіцієнт корисної дії лінії визначається як відношення потужностей P ₂ і P _1:

Якщо струм в ланцюзі виразити через відношення потужності споживача до напруги споживача і підставити цей вираз у формулу для потужності втрат електричної енергії в лінії, то виходить такий вираз:

Згідно з цим висловом, при постійній потужності навантаження P ₂ величина втрат в лінії обернено пропорційна квадрату напруги, тобто електричну енергію економічно переду-вать при високих напругах. Однак зі зростанням напруги збільшується вартість ізоляції лінії.

Робоче завдання

1. Збираємо схему, показану на рис. 2.

В якості споживачів використовуються лампи розжарювання, увімкнені паралельно. При збільшенні числа включених ламп їх еквівалентний опір буде зменшуватися, а струм у ланцюзі збільшується.

Як аналог лінії електропередачі використовуються два дротяних реостата. Загальний опір лінії:

Максимальний струм буде при короткому замиканні в кінці лінії:

,

опір R _л встановлюємо такої величини, щоб струм короткого замикання був близький до межі виміру ня амперметра і не перевищував номінального струму дротяних реостатів.

2. Змінюючи величину струму від 0 до I _до, знімаємо показання для 10 точок. Показання приладів і результати обчислень записуємо в табл. 2.

табл. 2. Досвідчені та розрахункові дані.

Висновок: за побудованими графіками видно, що напруга на вході U ₁ залишається постійним, сила струму при цьому зростає від 0 до 5,0 А. Падіння напруги на споживачі U ₂ зменшується в діапазоні від 215 до 0В, різниця напруги Δ U зростає.

Напруга U _2, потужність, що віддається генератором в лінію P _1, ККД і Δ U лінійно залежать від сили струму I; потужність P ₁ зростає від 0 до 1075 Вт, напруга U ₂ падає від 215 до 0 В, ККД від 1 до 0. Потужність навантаження P ₂ від сили струму залежить квадратично і досягає найбільшого значення близько 260 Вт, сила струму при цьому дорівнює 2,6 А, а ККД η = 0,50.

У режимі холостого ходу опір ланцюга прагне до нескінченності, сила струму при цьому дорівнює 0 А, ККД дорівнює 1. У режимі короткого замикання опір навантаження дорівнює 0, при цьому сила струму досягає найбільшого значення

.