Министерство образования Российской Федерации

Пермский государственный технический университет

Кафедра электротехники и электромеханики

Отчет по лабораторной работе №1

«Исследование режимов работы линии электропередачи с помощью схемы замещения»

Выполнил: студент гр. СТМ-08

Денисов Р. В.

Проверил: Рухлядев П. Г.

Пермь 2010

Исследование режимов работы линии электропередачи

с помощью схемы замещения

Цель работы. Изучение энергетического процесса и распределения напряжений в схеме замещения 2-х проводной линии электропередачи при постоянной величине напряжения в начале линии в зависимости от тока в линии, определяемого количеством включенных потребителей электрической энергии.

Всякий потребитель электрической энергии получает ее от генератора по воздушной или кабельной линии передачи, выполненной из металлического (медного, алюминиевого или стального) провода и обладающей определенным сопротивлением. Это сопротивление обуславливает падение напряжения и потерю мощности в линии.

При изменении числа включенных потребителей электрической энергии изменяется величина тока в линии, что обуславливает изменение падения напряжения и потерь мощности в линии и отражается на работе потребителей.

Для теоретического и экспериментального изучения процессов в двухпроводной линии электропередачи пользуются эквивалентной схемой замещения (рис. 2), где - сопротивление линии; - эквивалентное сопротивление всех подключенных потребителей; - ток в линии; - напряжение в начале линии; - напряжение в конце линии (у потребителя).

Рис.

С учетом принятых обозначений

;

(1)

;

(2)

;

(3)

.

(4)

Энергетический процесс в схеме характеризуется следующим соотношением мощностей:

мощность, отдаваемая генератором в линию

;

(5)

мощность потерь электрической энергии в линии

;

(6)

мощность, отдаваемая линией потребителю (мощность нагрузки)

.

(7)

Коэффициент полезного действия линии определяется как отношение мощностей и :

.

(8)

Если в формуле (7) ток выразить через отношение мощности потребителя к напряжению у потребителя и подставить это выражение для тока в формулу (6), то для мощности потерь электрической энергии в линии получается следующее выражение:

.

(9)

Согласно (9), при постоянной мощности нагрузки величина потерь в линии обратно пропорциональна квадрату напряжения, т.е. электрическую энергию экономично передавать при высоких напряжениях. Однако с ростом напряжения увеличивается стоимость изоляции линии. На практике применяют тем большее напряжение, чем больше передаваемая мощность и дальность передачи.

Заменив в формуле (8) и их выражениями по (5) и (7), получим новую форму записи выражения для расчета коэффициента полезного действия линии:

.

(10)

Схема электрической цепи

Результаты экспериментов

Измерено

Вычислено

А

В

В

Ом

Вт

Ом

о.е.

0

220

220

0

-

45,54

0

0

-

1

1,2

220

165

55

45,83

264

198

137,5

0,75

1,6

220

140

80

50

352

224

87,5

0,63

2,2

220

120

100

45,45

484

264

45,45

0,54

2,5

220

110

110

44

550

275

44

0,5

2,8

220

90

130

46,43

616

252

32,14

0,41

3,2

220

75

145

45,3

704

240

23,44

0,34

3,3

220

70

150

45,45

726

231

21,21

0,32

3,6

220

60

160

44,44

792

216

16,67

0,27

5

215

0

215

43

1075

0

0

0

№
п/п

Наименование прибора

Заводской номер

Тип

Система
измерения

Класс точности

Пределы измерений

Цена деления

Примечание

1

Амперметр

372405

элмаг

А

1,5

5

0,2

2

Вольтметр

006131

элмаг

В

1,0

300

10

3

Вольтметр

018920

элмаг

В

1,0

300

10

Вывод

В процессе лабораторной работы изучили энергетический процесс и распределение напряжений в схеме замещения 2-х проводной линии электропередачи при постоянной величине напряжения в начале линии в зависимости от тока в линии, определяемого количеством включенных потребителей электрической энергии и выявили следующие зависимости.