Определение потерь напряжения и мощности в проводах линии и электропередачи

Определение потерь напряжения и мощности в проводах линии и электропередачи Определение потерь напряжения и мощности в проводах линии и электропередачи Лабораторная работа 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 Ui=U1-U2 и численно равно падению напряжения. Согласно закону Ома, падение напряжения в проводах линии равно произведению тока в ней на сопротивление проводов: Uii=I*R тогда Ui=U1-U2=Uii= - сопротивление проводов линии. Мощность потерь в линии можно определить двумя способами: Pi=Ui*I=(U1-U2)*I или Pii=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. Таблица изменения числа потребителей: Изменяем напряжение в начале и конце линий. Данные наблюдений Результаты вычислений Лампы, Вт U1 U2 I U Pвх Рвых 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 ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; Вывод На основе проведённого опыта выяснили, что факторами, влияющими на потери в линиях являются: протяжённость линий; сечение проводника; состав материала и количество потребителей. Чем больше потребителей, тем меньше КПД. . Уменьшить потери напряжения и потери мощности в линии электропередачи можно уменьшая силу тока в проводах либо увеличивая сечение проводов с целью уменьшения их сопротивления. Ответы на контрольные вопросы Разность напряжений в начале и конце линий равна падению напряжения в проводах и называется потерей напряжения. U=IR Сопротивление проводов зависит от материала из которого они изготовлены, площади поперечного сечения и длины этих проводов. КПД линии определяется отношением мощности, отдаваемой электроприемнику, к мощности, поступающей в линию, или отношением напряжения в конце линии к напряжению в ее начале. Чем выше рабочее напряжение, тем ниже сила тока, а следовательно меньше потерь.