Передача электрической энергии по проводам при переменном токе

В линиях переменного тока (рис. 203,а) следует различать падение и потерю напряжения. Потерей напряжения называется алгебраическая разность между напряжениями в начале и в конце линии U₁ — U₂. По допустимой потере напряжения выбирают площадь поперечного сечения проводов линии (см. § 15). Падением напряжения называется векторная разность??_л =?₁ —?₂ (рис. 203,б) между напряжениями в начале и в конце линий, численно равная произведению действующего значения тока I_л в линии на ее полное сопротивление Z_л.

Падение и потерю напряжения в линии можно определить по векторной диаграмме (см. рис. 203,б), построенной для активно-индуктивной нагрузки Z_н, при которой ток i_л отстает по фазе от напряжения u₂ на угол?. При построении диаграммы исходят из следующего векторного уравнения:

?₁ =?₂+??_ал+??_рл

где??_ал и??_рл — векторы падений и напряжений в активном и реактивном сопротивлениях линии.

Рис. 203. Схема (а) и векторная диаграмма (б) электрической линии переменного тока

При этом?U_ал = I_лR_л и?U_рл = I_лX_л (здесь R_л и X_л, — активное и реактивное сопротивления линии).

При построении векторной диаграммы вначале откладывают вектор напряжения?₂ и вектор тока?_л, затем к вектору?₂ прибавляют вектор??_ал, параллельный?_л, (совпадает с ним по фазе), и вектор??_рл, опережающий I_л на угол.90°. При этом получают вектор?₁.
Падение напряжения в линии?U_л =?₁ —?₂ представляет собой вектор, соединяющий концы векторов?₁ и?₂.

Его можно подсчитать по формуле

?U_л = I_лZ_л = I_л?(R_л²+X_л²)

В качестве потери напряжения в линии обычно принимают отрезок AD (см. рис. 203,б). Из треугольника ABC получаем:

U₁ — U₂ = I_л (R_л cos? + Х_л sin?)

Таким образом, падение напряжения в линии?U_л зависит от ее параметров R_л и Х_л и тока I_л в линии, а потеря напряжения, кроме того, от угла? между током I_л и напряжением U₂.

При чисто активной нагрузке cos?=1 и sin? = 0. Поэтому потеря напряжения в линии

U₁ – U₂ = I_лR_л

При Х_л = 0 разность U₁ — U₂ = I_лR_л cos?. Это условие можно принять при расчете внутренних проводок. При активно-емкостной нагрузке линии, когда ток I_л опережает напряжение U₂, угол? становится отрицательным и sin? изменяет свой знак. Поэтому

U₁ — U₂ = I_л (R_л cos? – Х_л sin?)

Из этой формулы следует, что при активно-емкостной нагрузке напряжение U₂ может стать больше U₁.

Дата добавления: 2015-08-13