28. Падение и потеря напряжения в линиях передачи синусоидального тока.

Рассмотрим схему передачи электроэнергии от генератора переменного тока к приёмнику через линию электропередачи (Л.Э.П.). Схема замещения представлена на рис. 3.28.

Л.Э.П. обладает активным и индуктивным сопротивлением:

.

Для определенности предположим, что нагрузка приемника имеет индуктивный характер:

.

Напряжение на элементах схемы замещения, соответствующих активному или реактивному сопротивлению цепи, называется падением напряжения.

, (3.62)

.

Потеря напряжения в линии равна разности модулей напряжения в начале и конце линии, то есть

. (3.63)

Потеря напряжения показывает на сколько вольт напряжение в конце линии меньше, чем напряжение в её начале.

Как следствие потери напряжения, в линии электропередачи присутствуют потери мощности:

. (3.64)

Как видно из формулы 3.64, для уменьшения потерь мощности нужно стремиться либо уменьшить ток, либо, увеличив сечение проводника, снизить его активное сопротивление.

Наиболее приемлемым является первый способ, поэтому на практике с целью уменьшения тока, напряжение в линии повышают до нескольких десятков и сотен киловольт.

. (3.65)

Потери мощности оказывают значительное влияние на К.П.Д., характеризующий эффективность использования Л.Э.П.:

. (3.66)

29. Цепи с взаимоиндукцией. Потоки и потокосцепления самоиндукции, взаимоиндукции и рассеяния. Определение коэффициентов индуктивности и взаимоиндукции контура. Коэффициент связи.

30. Последовательное и параллельное соединение катушек, связанных самоиндукцией. Мощность, переносимая из одного контура в другой.

31. Расчет цепи с магнитно-связанными катушками. Последовательное соединение катушек. Векторные диаграммы.

Две катушки с сопротивлениями R₁ и R₂, индуктивностями L₁ и L₂ и взаимной индуктивностью М соединены последовательно. Возможны два вида их включения: согласное (рис. 4.4а) и встречное (рис. 4.4б).

П ри согласном включении токи в обоих элементах в любой момент времени направлены одинаково относительно одноименных выводов, поэтому магнитные потоки самоиндукции Ф₁₁ (или Ф₂₂) и взаимной индукции Ф₁₂ (или Ф₂₁), сцепленные с каждым элементом, складываются. При встречном включении токи в обоих элементах цепи в любой момент времени направлены противоположно относительно одноименных выводов, поэтому магнитные потоки самоиндукции и взаимной индукции, сцепленные с каждым элементом, вычитаются.

Индуктивность двух последовательно соединенных индуктивно связанных элементов определяется выражением:

, (4.7)

где и - потокосцепления первого и второго элементов, причем

; .

Знак плюс относится к согласному, а знак минус − ко встречному включению.

Следовательно, L = L₁ + L₂ ± 2M.

Полное сопротивление при согласном включении больше, чем при встречном.

Напряжения на элементах имеют по три составляющие:

(4.8)

Если индуктивность одного из элементов меньше взаимной индуктивности, то при встречном включении наблюдается своеобразный «емкостный» эффект. Пусть, например, L₂ < М, при этом в выражении

имеем ω(L₂-M) < 0, и, следовательно, напряжение отстает по фазе от тока , как в случае емкостного сопротивления. Конечно, реактивное сопротивление всей цепи в целом индуктивное, так как L = L₁+ L₂ - 2М > 0 и ток отстает по фазе от напряжения .

На (рис. 4.5а,б) показаны векторные диаграммы для согласного и встречного включений при одинаковом значении тока в обоих случаях.

Входное комплексное сопротивление цепи получаем, учитывая (4.8)

; (4.9) Где (4.10)