 |
Основные теоретические положения
|
|
|
|
Методические указания
к выполнению лабораторной работы
«Исследование линии передачи постоянного тока»
Утверждено на заседании
кафедры ЭИКТ
от 4.03.2008 г. Пр. 6
Сызрань 2009
Составитель: П.П. Гавриш, А.Ю. Карсаков, Ю.А. Мелешкин
УЛК 621. 375
ББК 32.85
Исследование линии передачи постоянного тока: методические указания к лабораторному практикуму по «Общей электротехнике и электронике» / ГОУ ВПО сам ГТУ филиал в г. Сызрани, 2009.
Методические указания предназначены для студентов заочного и дистанционного обучения по специальностям, соответствующим изучению дисциплин «Общая электротехника», «Электротехника и электроника», «Теоретические основы электротехники».
Методические рекомендации составлены для проведения лабораторных работ на стендах «ТЭЦ и ОЭ и 17Д - 03».
Цель работы: Изучение основных характеристик линии передачи постоянного тока при постоянном напряжении источника питания и исследование влияния этого напряжения на электрические характеристики линии.
Основные теоретические положения
Передача электрической энергии от генератора к приемнику обычно происходит по проводам, которые образуют электрическую сеть. В простейшем случае энергия передается по двум проводам (каждый длиной 
).
По одному проводу ток идёт к приёмнику, а по другому идет от приемника к генератору (источнику ЭДС, тока). Провода и приемник энергии образуют неразветвленную цепь рис. 1.
Рис. 1
Общая длина проводов L=2 . Сопротивление проводов определяем по формуле:
(1)
где 
- удельное сопротивление проводников;
для меди 
;
для алюминия 
, – длина провода.
В нашем случае длина проводника равна 2 .
|
|
|
Значит, сопротивление всей линии электропередачи определяется следующим образом:
. (2)
При передаче энергии в результате прохождения тока в проводах и создание падения напряжения в проводах, 
, напряжение в конце линии U2 (на приемнике) меньше напряжения в начале линии U1.
Разность между напряжениями U1 и U2 называется потерей напряжения (обозначается 
). Таким образом:
(3)
или
. (4)
Потеря напряжения обычно допускается небольшой по сравнению с напряжением U1, во-первых, с целью экономии энергии, и во-вторых, для обеспечения незначительного колебания напряжения у приемника при изменении сопротивления, а значит, и тока приемника.
Ток потребителя или, как говорят, «нагрузки» при различных сопротивлениях приемника изменяется от нуля до некоторого максимального значения. Потеря напряжения в сети при этом также колеблется от нуля до своего максимального значения. При постоянном напряжении U1 в начале сети напряжение в конце изменяется от U2 = U1 при I=0, =0 до 
. Поэтому допускается потеря напряжения в сети равна допускаемому колебанию напряжения на зажимах приемника:
. (5)
Так, для электрических ламп допустимо изменение напряжения 1-2 %, для электродвигателей 2-5 % номинального значения напряжения.
Очень часто при расчете потери напряжения задаются и определяют необходимое сечение провода.
Согласно (4) сечение: 
(6)
Выразив потерю напряжения в процентах напряжения у потребителя:
(7)
и подставив значение 
в (6) получим:
. (8)
Умножая числитель и знаменатель правой части (8) на U2, найдем, что:
(9)
Выбранное по условию потери напряжения сечения провода обязательно проверяется на нагрев: Q=0.24I2Rt калорий.
Из выражения (9) следует, что относительно малое сечение провода при передаче больших мощностей на далекие расстояния получается, если применить высокое напряжение.
При передаче энергии некоторая ее часть «теряется» в проводах. Мощность потерь: 
или 
.
|
|
|
Коэффициент полезного действия электрической сети:
.
Обычно передача энергии происходит при КПД равном 0,98-0,95, и напряжение на зажимах потребителя отличается от напряжения в начале сети на 2-5 %.
|
|
|
