2020-01-14
91
Этот элемент электрической цепи расположен между генератором и приёмником, поэтому имеет два входных и два выходных зажима (рис.7). Поскольку режим работы линии в целом зависит от параметров режима на её входе, для полного анализа работы этого элемента необходимо рассмотреть все девять возможных комбинаций основных режимов: холостой ход, согласованный и короткое замыкание, по входу и по выходу.
Упростим анализ. Для чего будем рассматривать линию передачи как пассивный элемент цепи, служащий исключительно для передачи электрической энергии от генератора к приемнику.
В самом простейшем случае линия передачи представляет собой два проводника, сопротивлением 
, соединённые между источником и приёмником (рис.8).
Согласно II закону Кирхгофа для такой схемы можно составить уравнение:
(40)
(41)
Соотношению (41) отвечает более простая схема (рис.9), где проводники линии представлены одним резистивным элементом с сопротивлением:
Если рассматривать режимы работы линии по входу (со стороны генератора), то линию передачи и приёмник можно представить, как эквивалентную нагрузку с общим сопротивлением:
При изменении 
от ∞ до 0 эквивалентна нагрузка также будет изменяться в пределах от ∞ до 
. Зависимости режимов работы на такой нагрузке:
, 
, 
; 
, 
, 
, 
уже рассмотрены выше (рис.5 и рис.6). Если же рассматривать режимы работы линии по выходу (со стороны нагрузки), то в таком случае потери в линии передачи и потери внутри источника можно объединить, рассматривая эти потери происходящими на эквивалентном внутреннем сопротивлении генератора:
При этом от ∞ до 0 режим работы линии электропередачи по её выходу можно определить как режим работы генератора, имеющего внутреннее сопротивление 
.
Основные зависимости изменения параметров режимов:
уже известны и могут быть предоставлены соответственно зависимостям (на рис.5)
или зависимостями (на рис.6):
построенными для генератора с внутренним сопротивлением: 
Отметим важные особенности работы линии передачи. Напряжение на входе линии 
при 
меньше ЭДС 
на величину потерь напряжения на внутреннем сопротивлении источника 
, а напряжение 
на приёмнике меньше напряжения на входе линии на величину потерь напряжения в линии:
(42)
Кроме этого, мощность на входе линии 
меньше мощности, вырабатываемой генератором, на величину потерь мощности 
на внутреннем сопротивлении генератора, а мощность приёмника 
меньше мощности на входе линии на величину потерь мощности в линии:
(43)
Поэтому потери напряжения и мощности в линии влияют на к.п.д. электрической цепи в целом и с ростом потерь к.п.д. уменьшаются:
Анализ соотношений (4), (7), (14), (16), (42), (43) показывает, что потери можно уменьшить, уменьшая ток в цепи и сохранить передаваемую мощность, увеличивая напряжение. Поэтому линии электропередачи, связывающие электростанцию с потребителями, выполняют высоковольтными.
В сетях низкого напряжения для того, чтобы уменьшить потери 
и 
в проводах линии электропередачи и избежать тем самым значительных колебаний напряжения на нагрузке при изменении её режимов работы и повреждение изоляции линии от перегрева, выбирают оптимальную площадь поперечного сечения проводов или шинопроводов линии. Условием нормальной работы такой линии считается, если 
не превышает (2+5)%, а предельная температура не превышает 55-70оС.
