МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НУКИ УКРАЇНИ

Національний університет кораблебудування

імені адмірала Макарова

Херсонська філія

Кафедра автоматики та

електроустаткування

Дослідження лінії передачі електричної енергії

Постійного струму

Лабораторна робота № 3

З курсу “Теоретичні основи електротехніки”

00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000Спеціальність: 7.092201 “Електричні системи транспортних засобів”

7.092203 “Електромеханічні системи автоматизації та

електропривод”

Методичні вказівки розробили викладачі кафедри

автоматики і електроустаткування ХФ НУК

В.В. Шевченко, О.М. Філіпщук

Херсон 2004

Лабораторна робота № 3 дослідження лінії передачі електричної енергії постійного струму

Мета роботи: ознайомитися з методами розрахунку ліній передач електричної енергії постійного струму. Дослідити лінію передачі електричної енергії в різноманітних режимах її роботи.

Стислі теоретичні положення

При передачі електричної енергії по проводам від джерела до споживачів лінійні проводи підбирають так, щоб непродуктивна витрата електричної енергії на нагрівання в них була не більш % потужності, споживаної споживачем.

Звичайно напруга джерела U₂ підтримується незмінною. Якщо наприкінці ліній довжиною l включені споживачі з опором R_н (див. рис. 3.1), то:

. (3.1)

Рис. 3.1. Лінія постачання електроенергії постійного струму.

де: U₂ - напруга на споживачах;

- втрата напруги в проводах лінії, що нормується і не повинна перевищувати % відU₂ ;

R_л - опір прямого й оберненого проводів лінії передачі (загальної довжини 2l).

Тому що ; (3.2)

то, при завданих втраті напруги () і струмі (I) споживачів можна знайти перетин проводів лінії передачі зі співвідношення:

; (3.3)

Якщо врахувати, що: , то перетин проводів визначиться за виразом:

. (3.4)

Знайдений перетин проводів за формулами (3.3) і (3.4) обов'язково перевіряється на нагрівання по таблицях припустимих навантажень для проводів, з урахуванням способів і місця їхнього прокладання.

Економічність передачі електричної енергії від джерела до споживача оцінюється коефіцієнтом корисної дії всього ланцюга:

; (3.5)

де P₂ – потужність, що корисно перетвориться в споживачах в одиницю часу,

; (3.6)

P₁ - потужність, що віддається джерелом,

(3.7)

З останнього виразу випливає, що потужність P₂ менше за ту, що віддається джерелом P₁ на величину непродуктивних втрат у проводах лінії передачі , тобто

Коефіцієнт корисної дії всієї установки може бути визначено за формулою:

, (3.8)

або

, (3.9)

і також

. (3.10)

Аналіз цих рівнянь показує, що при незмінному опорі проводів лінії передачі (R_л = const) і напрузі джерела (U₁ = const) при будь-якій зміні опору споживачів R_н змінюється режим роботи всього ланцюга, тому що при цьому змінюється величина струму I. У зв'язку з цим розрізняють такі режими роботи електричного ланцюга:

1) номінальний режим;

2) режим холостого ходу;

3) режим короткого замикання;

4) узгоджений режим.

Номінальний режим - це режим, на який розрахований даний устрій, тобто при цьому режимі всі електричні величини мають номінальні значення: номінальні значення опору споживачів – R_{н ном} , номінальні напруги на споживачах -U_{2 ном} , номінальні токи – I_ном , і інші дані, що вказуються в паспортах або на спеціальних щитках споживачів.

Розрахована на номінальний режим лінія передачі має коефіцієнт корисної дії, з урахуванням припустимих значень :

Режим холостого ходу - характерний тим, що до вихідних затискачів лінії передачі не підключені споживачі. Тому:

Режим короткого замикання (аварійний режим) - виникає при значенні . Тоді:

Рис. 3.2. Графічні залежності U₁, U₂, P₁, P₂ і , - при зміні опору споживачівR_н від .

Узгоджений режим - наступає тоді, коли опор споживачів – R_н дорівнює опору лінії передачі енергії – R_л , тобто . При цьому:

З цього виразу видно, що потужність P₂ при узгодженому режимі буде мати максимальне значення, а коефіцієнт корисної дії:

. На рис. 3.2 приведені графічні залежності U₁, U₂, P₁, P₂ і , - при зміні опору споживачівR_н від до 0, тобто при зміні токуI в лінії від нуля до значення I_к.з .