Визначення втрат напруги та потужності в проводах лінії і
електропередачі
Лабораторна робота
Мета
1. З'ясувати який вплив робить навантаження лінії й опір
її проводів на напругу приймача.
2. Визначити потужність втрат в проводах і ККД лінії
електропередачі.
Теоретичне обгрунтування
Кожний приймач електричної енергії розрахований на відповідне
номінальна напруга. Так як приймачі можуть перебувати на значних
відстанях від живильних їх електростанцій, то втрати напруги в проводах
мають важливе значення. Допустимі втрати напруги в проводах для різних
установок не однакові, але не перевищують 4-6% номінальної напруги.
На рис. наведена схема електричного кола, що складається з джерела
електричної енергії, приймача і довгих з'єднувальних проводів. При
проходженні по ланцюгу електричного струму I свідчення вольтметра U1,
включеного до початку ліній, більше показань вольтметра U2,
включеного в кінці ліній.
Зменшення напруги в лінії в міру віддалення від джерела
викликано втратами напруги в проводах лінії Ui = U1-U2 і чисельно дорівнює
падіння напруги. Відповідно до закону Ома, падіння напруги в проводах лінії
дорівнює добутку струму в ній на опір проводів: Uii = I * R тоді Ui = U1-U2 = Uii = - опір проводів лінії.
Потужність втрат в лінії можна визначити двома способами:
Pi = Ui * I = (U1-U2) * I або Pii = I * R
Зменшити втрати напруги і втрати потужності в лінії
електропередачі можна зменшуючи силу струму в
проводах або збільшуючи переріз
проводів з метою зменшення їх опору. Силу струму в проводах можна
зменшити збільшуючи напругу на початку лінії.
ККД лінії електропередачі визначається відношенням потужності,
віддається електроприймачів, до потужності, що поступає в лінію, або відношенням
напруги в кінці лінії до напруги на її початку:
Схема передачі електричної енергії:
Прилади й устаткування
Два вольтметра і амперметр електромагнітної системи, ламповий
реостат, двополюсний автоматичний вимикач, сполучного дроту.
Порядок виконання роботи
Ознайомитися з приладами та обладнанням, призначеними для
виконання лабораторної роботи, записати їх технічні характеристики.
Подати в ланцюг напругу. Змінюючи навантаження за допомогою лампового
реостата, при трьох її значеннях записати свідчення приладів в таблиці.
Обчислити втрати двома способами:
1. Як різниця напруг в кінці і на початку ліній.
2. Як твір сили струму на опір проводів.
Визначити потужність втрат в лінії і ККД. Результати обчислень
занести в таблицю.
Таблиця зміни числа споживачів:
Змінюємо напругу на початку і кінці ліній.
Дані
спостережень
Результати
обчислень
Лампи, Вт
U1
U2
I
U
Pвх
Рвих
Р
%
40
150
149
0,13
1
19,5
19,4
0,1
99,3
60
148
146
0,2
2
29,6
29,2
0,4
98,6
100
150
148
0,3
2
45
44,4
0,6
98,7
;;;;;
;;;;;
;;;;;
Висновок
На основі проведеного досвіду з'ясували, що чинниками, що впливають на
втрати в лініях є: довжина ліній; перетин провідника; склад
матеріалу і кількість споживачів. Чим більше споживачів, тим менше ККД. .
Зменшити втрати напруги і втрати потужності в лінії електропередачі можна
зменшуючи силу струму в проводах або збільшуючи перетин проводів з метою
зменшення їх опору.
Відповіді на контрольні питання
Різниця напруг на початку і кінці ліній дорівнює падінню напруги
в проводах і називається втратою напруги.
U = IR
Опір проводів залежить від матеріалу з якого вони
виготовлені, площі поперечного перерізу і довжини цих проводів.
ККД лінії визначається відношенням потужності, що віддається
електроприймачів, до потужності, що поступає в лінію, або відношенням напруги в
Наприкінці лінії до напруги на її початку.
Чим вище робоча напруга, тим нижче сила струму, а отже
менше втрат.
