Электропередачи

Цель работы:

1. Познакомиться с основными электротехническими параметрами, характеризующими работу линии электропередачи (ЛЭП).

2. Исследовать работу линии в режиме холостого хода и нагрузки.

3. Исследовать влияние тока нагрузки на потерю напряжения и мощности, а так же КПД линии.

Основные теоретические положения

Передача и распределение электрической энергии осуществляется в большинстве случаев с помощью воздушных и кабельных линий электропередачи. Однолинейная, принципиальная схема производства, передачи и распределения электроэнергии показана на рис. 1.

На строительных площадках получили широкое распространение воздушные линии (ВЛ) вследствие возможности простого изменения трассы в ходе строительных работ, их меньшей стоимости (по сравнению с кабельными), простоты обнаружения мест повреждения, а также удобства ремонта.

 

U=10 кВ U=110 кВ U=10 кВ U=0,4кВ

Рис.1. Принципиальная схема производства, передачи и распределения электроэнергии:

1. генератор электростанции;

2. повышающий трансформатор;

3. воздушная ЛЭП;

4. районная подстанция;

5. кабельные линии;

6. понижающий трансформатор;

7. опоры ЛЭП.

В условиях предприятии стройиндустрии, как и вообще промышленных предприятий, а также в жилых районах и на стройплощадках, распределение электроэнергии осуществляется и кабельными линиями (КЛ), которые отличаются высокой надежностью электроснабжения. Они не подвержены влиянию ветра и гололеда, не загромождают, подобно ВЛ, улицы ropoда и территории предприятий

При передаче электроэнергии от электростанции к потребителю, т.е. при прохождении по проводам электрического тока, в ЛЭП возникает потеря напряжения, под которой понимают разность напряжений в начале U ₁ и в конце U ₂ линии:

(1)

Потеря напряжения может быть определена и таким образом

(2)

где I - величина тока в линии передачи;

R - сопротивление проводов линии.

Необходимо отметить, что потеря напряжения в ЛЭП ухудшает работу электроприемников. Так, при уменьшении напряжения на 10% от
номинального, световой поток ламп снижается на 30%. Поскольку вращающий момент на валy асинхронных двигателей пропорционален квадрату напряжения на его зажимах, то он значительно уменьшается при снижении питающего напряжения. А это отрицательно сказывается на работе производственных механизмов.

ГОСТом нормируются допустимые отклонения напряжения в проц.:

а) на зажимах приборов рабочего освещения, в т.ч. и прожекторного, от ‑2,5 до +5 % от номинального;

б) не электродвигателях от -5 до +10% от номинального;

в) на зажимах остальных приемников электрической энергии в пределах ±5% от номинального.

В связи с этим потерю напряжения, при расчетах выражают часто
не в вольтах, а в процентах

(3)

Прохождение электрического тока по проводам линий электропередач приводит к необратимому преобразованию электрической энергии в тепловую, т.е. к их бесполезному нагреву. Этот нагрев происходит за счет потерь мощности Р в проводах

(4)

которые можно определить и так:

(5)

Мощность Р ₁ (затраченная) подается на вход линии передачи
от генератора и может быть определена из соотношения

(6)

Мощность Р ₂ (полезная) снимается с выхода линии и передается
потребителям. Её величину рассчитывают, используя выражение

(7)

Отношение этих мощностей называют коэффициентом полезного
действия h:

, (8)

который характеризует экономичность работы линии электропередачи. Современные ЛЭП обеспечивают передачу электрической энергии с h=95÷98 %.