ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ ПО ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ

Схема линии передачи электрической энергии изображена на рис.1-47. На схеме R₂ – сопротивление нагрузки в конце линии, U₁ – напряжение генератора в начале линии, U₂ – напряжение на нагрузке R₂, R – сопротивление проводов линии.

Рис. 1-47. Линия передачи электрической энергии

При передаче больших мощностей (например, нескольких десятков мегаватт) в реальных линиях передач к.п.д. составляет практически 0,94-0,97, а U₂ лишь на несколько процентов меньше U₁.

Если по линии передачи с сопротивлением R нагрузке должна быть передана мощность Р₂, то коэффициент полезного действия передачи будет тем выше, чем больше напряжение U₁ в начале линии. В этом можно убедиться путём следующих рассуждений: снижение U₁ вызовет снижение U₂, а уменьшение U₂ при неизменном Р₂ приведёт к уменьшению R₂:

. (1-162)

Снижение R₂ при R=const приведёт к уменьшению к.п.д.

. (1-163)

Характер изменения мощности в начале линии Р₁, мощности в нагрузке Р₂, коэффициента полезного действия η и напряжения на нагрузке U₂ в функции тока по линии при неизменном напряжении на входе линии U₁ и неизменном сопротивлении проводов линии R иллюстрируется кривыми на рис. 1-48. По оси абсцисс отложен ток I, по оси ординат – P₁, Р₂, U₂, η.

Максимальное значение тока имеет место при коротком замыкании нагрузки, т.е. при R₂=0

. (1-164)

Рис. 1-48. Зависимости Р₁, Р₂, U₂, η в функции тока I

На холостом ходу, т.е. при R₂=∞ (разрыв цепи) U₂=U₁, а ток в цепи отсутствует.

График Р₁=f(I) построен по уравнению:

Р₁=U₁I. (1-165)

При неизменном значении U₁ это уравнение прямой линии. При токе I равном нулю Р₁ равна нулю, при максимальном токе I_кз мощность Р₁ будет максимальной.

График U₂=f(I) построен по уравнению:

U₂=U₁ – RI. (1-166)

Поскольку – RI это тоже уравнение прямой линии, то очевидно, что график U₂=f(I) тоже представляет собой прямую линию. На холостом ходу, т.е. при I=0 U₂=U₁. При коротком замыкании, т.е. при R₂=0 U₂=IR₂ равняется нулю.

График Р₂=f(I) построен по уравнению:

Р₂=Р₁ – I²R. (1-167)

Как ранее было рассмотрено при R₂=R мощность Р₂ достигает максимума. На холостом ходу Р₂ равна нулю, так как ток I равен нулю. При коротком замыкании Р₂ так же равен нулю, так как напряжение U₂ на нагрузке равно нулю.

Р₂=U₂I. (1-168)

График η=f(I) построен по уравнению:

. (1-169)

Это тоже уравнение прямой линии. При I=0 η=1. При коротком замыкании

(1-170)

и η становится равной нулю.