Передача энергии по линии постоянного тока

Влияние линии. Непосредственное соединение источника с приемником встречается на практике сравнительно редко. Обычно эти элементы электрической цепи связаны друг с другом соединительной линией (рис. 1.11,а), которая оказывает существенное влияние на режим передачи энергии от источника к приемнику. В частности, напряжение U, на приемнике теперь не будет равняться напряжению 17, на источнике, как это имело место при непосредственном соединении источника и приемника.

Обращаясь к эквивалентной схеме цепи (рис. 1.11,6), в которой сопротивление обоих проводов линии условно предполагается сосредоточенным в одном эквивалентном резисторе R4, соединенном последовательно с приемником R, напряжение U, на приемнике или, иначе говоря, в конце линии можно представить в виде

Рис. 1.11. Линия электропередачи

Отсюда следует, что напряжение на приемнике оказывается ниже напряжения 17, на источнике, т.е. в начале линии, и зависит от ее тока I или, как говорят, от тока нагрузки. Поэтому даже при постоянном напряжении источника напряжение на приемнике при изменении нагрузки будет меняться. Поскольку для нормальной работы приемников электрической энергии требуется вполне определенное (номинальное) напряжение, отклонение от которого обычно ведет к резкому ухудшению эксплуатационных показателей приемников, упомянутое явление необходимо учитывать не только в процессе эксплуатации линии передачи, но при ее проектировании, основной задачей которого является расчет толщины проводов линии.

Расчет длинных линий. При расчете относительно длинных линий ориентируются на потерю напряжения в линии, представляющую разность напряжения С/, в начале и [/, в конце линии

Выражая сопротивление R4 двух проводов линии через ее длину /, удельное сопротивление р материала проводов и площадь s их поперечного сечения

для потери напряжения в линии получаем

Отсюда следует, что при заданной длине линии и токе в ней, потеря напряжения будет тем меньше, чем больше площадь поперечного сечения проводов. Так как потеря напряжения в линии с практической точки зрения представляет нежелательное явление, а толщина проводов с экономической точки зрения должна быть по возможности меньшей, площадь поперечного сечения проводов при проектировании линии определяют из последнего соотношения, исходя из предельно допустимого значения потери напряжения

Выражая ток приемника через его мощность

и вводя в рассмотрение относительную допустимую потерю напряжения

нетрудно получить широко применяемую в инженерной практике формулу для расчета площади поперечного сечения проводов линии передачи

из которой следует, что при заданной относительной допустимой потере напряжения площадь поперечного сечения проводов пропорциональна как мощности передачи, так и длине линии и обратно пропорциональна квадрату напряжения, при котором работает линия передачи. Вот почему при передаче больших мощностей на далекие расстояния технически рационально и экономически выгодно повышать напряжение до весьма больших значений. Например, линия передачи от Волжской гидроэлектростанции в Москву работает при напряжении 500 кВ, а линия постоянного тока Волгоград — Донбасс действует при напряжении 800 кВ. Позднее были построены в России линии передачи с напряжением до 1750 кВ.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >