Лабораторная работа №2. ОЭ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное учреждение

высшего профессионального образования

РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Дорожно-транспортный институт

Кафедра «Электротехника и автоматика»

ОТЧЁТ

ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №2

Исследование работы двухпроводной линии

электропередачи

Выполнил студент гр. ТЛ-304 Сопнева Е. С.

Принял Мелихов О. О.

Дата ___________________

Ростов-на-Дону

2015 г.

Лабораторная работа №2

Исследование работы двухпроводной линии

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 U₁ и в конце U₂ 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 Р₁ (затраченная) подается на вход линии передачи от генератора и может быть определена из соотношения

(6)

Мощность Р₂ (полезная) снимается с выхода линии и передается потребителям. Её величину рассчитывают, используя выражение

(7)

Отношение этих мощностей называют коэффициентом полезного действия :

, (8)

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

Схема лабораторной установки

Таблица измерений и расчетов

№ п/п	Измерено			Вычислено
	U1	U2	I		Rл	P1	P2			RН
	В	В	А	В	Ом	Вт	Вт	Вт	%	Ом
1	50,00	113,64	22,00	0,00	22,00	0,00	0,00	50,00	113,64	22,00
2	25,00	75,76	16,50	8,25	8,25	50,00	75,76	25,00	75,76	16,50
3	20,00	74,07	13,50	8,10	5,40	60,00	111,11	20,00	74,07	13,50
4	17,00	77,27	11,00	7,26	3,74	66,00	150,00	17,00	77,27	11,00
5	22,00	115,79	9,50	5,32	4,18	56,00	147,37	22,00	115,79	9,50
6	18,00	112,50	8,00	5,12	2,88	64,00	200,00	18,00	112,50	8,00
7	0,00	-	0,00	0,00	0,00	-	-	0,00	-	0,00

Величина эквивалентных сопротивлений потребителей:

По данным измерений и расчётов строим графики: U₂ = f(I);  = f(I);

= f(I); = f(I).

Выводы:

В этой лабораторной работе были практически изучены основные, электротехнические параметры, характеризующие работу ЛЭП, в режиме нагрузки и холостого хода, влияние тока на потерю напряжения, мощности, а так же КПД линии.

Потеря напряжения возникает при прохождении тока по ЛЭП (разность напряжений на входе и выходе) и определяется по формулам:

КПД линии - это отношение затраченной мощности, характеризующей экономичность работы ЛЭП. Наиболее удачными были опыты 1, 5 и 6, т.к. в них  = 113,64%, 115,79% и 112,50% соответственно; они были наиболее экономичны, т.к. передавалось наибольшее количество электроэнергии. КПД определяется:

Сопротивление ЛЭП можно найти как отношение потери напряжения в ЛЭП на силу тока в ЛЭП:

В результате проведенных опытов построены графические зависимости, отражающие ход лабораторной работы.

При увеличении тока 1:

а) увеличивается потеря напряжений Д11 и потеря мощности ДР;

б) уменьшается напряжение в конце ЛЭП 112 и КПД.

Контрольные вопросы и задания.

1. Основные режимы работы линии электропередачи.

Режим холостого хода (I=0, =0, U2=U1); режим короткого замыкания (Rн=0, I=, =U1, U2=0), когда всё входное напряжение гасится на сопротивлении линии Rл.

2. Каким напряжением выгодно передавать заданную мощность (высоким или низким) и почему?

3. Что такое потеря напряжения в линии? Как её можно определить?

Потеря напряжения - разность напряжений в начале U₁ и в конце U₂ линии. =U1-U2 или , где I - величина тока в линии передачи; R - сопротивление проводов линии.

4. 0т чего зависит потеря мощности в ЛЭП?

Потеря активной мощности в линии зависит и от передаваемой реактивной мощности.

5. Что такое коэффициент полезного действия линии и как он определяется?

Отношение затраченной и полезной мощностей называют коэффициентом полезного действия .

6. Как найти сопротивление линии электропередачи?

Сопротивление ЛЭП можно найти как отношение потери напряжения в ЛЭП на силу тока в ЛЭП:

7. Какие отклонения напряжения на зажимах электроприемников допускаются ГОСТом?

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.

8. Расскажите о цели, порядке выполнения лабораторной работы.

Цель работы: Познакомиться с основными электротехническими параметрами, характеризующими работу линии электропередачи (ЛЭП).

Ход работы:

• Исследовать работу линии в режиме холостого хода и нагрузки.

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

9. Как определить сопротивление потребителей?

Величина эквивалентных сопротивлений потребителей: