Определение потерь напряжения и мощности в проводах линии и электропередачи

Цель:

1. Выяснить какое влияние оказывает нагрузка линии и сопротивление её проводов на напряжение приемника.

2. Определить мощность потерь в проводах и КПД линии электропередачи.

Теоретическое обоснование:

Каждый приёмник электрической энергии рассчитан на определённое номинальное напряжение. Так как приёмники могут находиться на значительных расстояниях от питающих их электростанций, то потери напряжения в проводах имеют важное значение. Допустимые потери напряжения в проводах для различных установок не одинаковы, но не превышают 4-6% номинального напряжения.

На рис. приведена схема электрической цепи, состоящая из источника электрической энергии, приёмника и длинных соединительных проводов. При прохождении по цепи электрического тока I показания вольтметра U₁, включённого в начале линий, больше показаний вольтметра U₂, включённого в конце линий.

Уменьшение напряжения в линии по мере удаления от источника вызвано потерями напряжения в проводах линии U=U₁-U₂ и численно равно падению напряжения. Согласно закону Ома, падение напряжения в проводах линии равно произведению тока в ней на сопротивление проводов: U=I*R тогда сопротивление проводов линии:

Мощность потерь в линии можно определить двумя способами:

P= U*I=(U₁-U₂)*I или P=I*R

Уменьшить потери напряжения и потери мощности в линии электропередачи можно уменьшая силу тока в проводах либо увеличивая сечение проводов с целью уменьшения их сопротивления. Силу тока в проводах можно уменьшить увеличивая напряжение в начале линии.

КПД линии электропередачи определяется отношением мощности, отдаваемой электроприёмнику, к мощности, поступающей в линию, или отношением напряжения в конце линии к напряжению в её начале:

Схема передачи электрической энергии:

Приборы и оборудование:

Два вольтметра и амперметр электромагнитной системы, ламповый реостат, двухполюсный автоматический выключатель, соединительного провода.

Порядок выполнения работы:

Ознакомиться с приборами и оборудованием, предназначенными для выполнения лабораторной работы, записать их технические характеристики.

Подать в цепь напряжение. Изменяя нагрузку с помощью лампового реостата, при трёх её значениях записать показания приборов в таблице.

Вычислить потери двумя способами:

1. Как разность напряжений в конце и начале линий.

2. Как произведение силы тока на сопротивление проводов.

Определить мощность потерь в линии и КПД. Результаты вычислений занести в таблицу.

Дано:

№ п/п	Материал ЛЭП	Удельное сопротивление,	Площадь сечения, м2	Длина, м l + №
	Алюминий
	Медь

Таблица изменения числа потребителей:

Изменяем напряжение в начале и конце линий.

Данные наблюдений		Результаты вычислений
Лампы, Вт	U1	U2	I	RЛ	U	Pвх	Рвых	Р	%
			0, 13
			0, 2
			0, 3

Вывод.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятию: падение напряжения.

2. Запишите формулу, по которой определяется падение напряжения.

3. От чего зависит сопротивление проводов?

4. Как определяется КПД линии?

5. Почему с увеличением длины ЛЭП необходимо повышать ее напряжение?

Преподаватель: Протасевич Е.А.

Лабораторная работа № 3