Лабораторная работа: Исследование режимов работы линии электропередачи с помощью схемы замещения

Амперметр

Э30

ЭМ

1.5

5 А

0.2 А

табл. 1. Паспортные данные электроизмерительных приборов.

Теоретические сведения

Для теоретического и экспериментального изучения процессов в двухпроводной линии электропередачи пользуются эквивалентной схемой замещения (рис. 1), где R_л – сопротивление линии; R_н – эквивалентное сопротивление всех подключенных потребителей; I – ток в линии; U₁ – напряжение в начале линии; U₂ - напряжение в конце линии (у потребителя).

С учетом принятых обозначений:

Энергетический процесс в схеме характеризуется следующим соотношением мощностей:

мощность, отдаваемая генератором в линию

мощность потерь электрической энергии в линии

мощность, отдаваемая линией потребителю (мощность нагрузки)

Коэффициент полезного действия линии определяется как отношение мощностей P₂ и P₁ :

Если ток в цепи выразить через отношение мощности потребителя к напряжению потребителя и подставить это выражение в формулу для мощности потерь электрической энергии в линии, то получается следующее выражение:

Согласно этому выражению, при постоянной мощности нагрузки P₂ величина потерь в линии обратно пропорциональна квадрату напряжения, т.е. электрическую энергию экономично переда-вать при высоких напряжениях. Однако с ростом напряжения увеличивается стоимость изоляции линии.

Рабочее задание

1. Собираем схему, показанную на рис. 2.

В качестве потребителей используются лампы накаливания, включенные параллельно. При увеличении числа включенных ламп их эквивалентное сопротивление будет уменьшаться, а ток в цепи увеличивается.

В качестве аналога линии электропередачи используются два проволочных реостата. Общее сопротивление линии: