новая папка / Отчёт по 1 лабораторной работе по ОЭ

МИНИСТЕРСТВО КУЛЬТУРЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Пермский национальный исследовательский

политехнический университет»

Электротехнический факультет

кафедра «Электротехника и электромеханика»

Отчёт

по лабораторной работе № 1

«Исследование режимов работы линии электропередачи с помощью схемы замещения»

по дисциплине

«Общая энергетика»

Выполнили студенты группы

ЭЭ-20-3Б:

Киряков Даниил Андреевич

Торопко Алексей Андреевич

Старков Владислав Валерьевич

Блинов Никита Александрович

__________________________________

Проверил:

Чабанов Евгений Александрович

Пермь

2021

Лабораторная работа №1

Цель работы: изучение влияния величины нагрузочного тока на энергетический процесс и распределение напряжений в 2-х проводной линии электропередачи (ЛЭП).

Ход работы:

1) Собираем установку согласно схеме на рис.1

Рис 1. Схема замещения 2-х проводной линии электропередачи

2) Исследуем режим холостого хода (х.х.) ЛЭП.

Изменяем исходную схему, вынув подходящий к резистору R1 провод из гнезда на входе резистора. Затем включаем источник питания Е3 и устанавливаем по прибору РР1 напряжения питания схемы 9 В. Снимаем показания приборов и заносим их в таблицу. Выключаем источник питания Е3, а затем восстанавливаем исходную электрическую схему, вставив отсоединенный провод в гнездо на входе резистора R1.

3) Исследуем нагрузочные режимы работы ЛЭП.

Включаем источник питания Е3. Устанавливаем напряжение питания 9 В и с помощью регулятора напряжения поддерживаем его неизменным во всех режимах нагрузки.

Снимаем 3 режима работы ЛЭП при изменении сопротивления резистора R11, переключая его тумблер в порядке 2-3-1. Результаты измерений заносим в таблицу. Выключаем источник питания Е3.

Производим изменения в электрической схеме, исключив из неё резистор R11. Для этого соединительный провод, подходящий к резистору R11, вынимаем из гнезда на его входе и вставляем в гнездо на его выходе. Включаем источник питания E3 и дополнительно снимаем еще 3 режима работы, изменяя сопротивление резистора R1 переключением его тумблера в порядке 2-3-1. Результаты измерений заносим в таблицу

4) По результатам измерений вычисляем потерю напряжения ΔU, мощности P1 и P2, коэффициент полезного действия линии η, величину сопротивления линии RЛ ср. Результаты расчетов заносим в таблицу.

5) Теоретически дополнительно рассчитываем два особых нагрузочных режима работы ЛЭП, используя приведенные выше выражения:

- согласованный режим работы (согл.реж.), при котором сопротивление нагрузки равно сопротивлению линии, RН = RЛ, а RЛ = RЛ ср;

- режим короткого замыкания (к.з.) на зажимах потребителя, при котором сопротивление нагрузки RH = 0, а RЛ = RЛ ср.

Результаты расчетов особых режимов работы заносим в таблицу.

Полученные данные

X№ опыта и режим работы	Измерено			Вычислено
	I, mA	U1, B	U2, B		ΔU, B	P1, mBт	P2, mBт	ΔP, mBт	η	Rл ср, Ом
холост. ход 1	0	9	9		0	0	0	0	100	21,4
нагр. режим 2	58	9	7,8		1,2	522	452,4	69,6	86,7
3	73	9	7,49		1,51	657	546,8	110,2	83,2
4	93	9	7,06		1,94	837	656,6	180,4	78,4
согл. режим	210,3	9	4,5		4,5	1892,5	946,3	946,3	50
5	240	9	4		5	2160	960	1200	44,4
6	280	9	3,16		5,84	2520	884,8	1635	35,1
7	320	9	2,31		6,69	2880	739,2	2141	25,7
короткое замыкание	420,6	9	0		9	3785	0	3785	0

В этой таблице приняты следующие обозначения:

I – ток в линии

ΔU - потеря напряжения в линии электропередачи

U₁ – напряжение источника

U₂ – напряжение приёмника

R_Л – сопротивление линии

R_Н – сопротивление приёмника энергии

P₁ – мощность источника, отдаваемая в линию электропередачи

P₂ – мощность приёмника

ΔP – мощность электрической энергии в линии

η – коэффициент полезного действия линии электропередач

6) По данным табл. 1 построим на трех графиках следующие зависимости U1, U2, ΔU= f (I), P1, P2, Δ P = f (I), η = f (I). Анализируем полученные зависимости и отражаем характер изменения указанных величин в выводах по работе.

Расчетные соотношения

Графики зависимостей

Теоретически рассчитать нагрузочный режим работы ЛЭП при изменении R_Н от 1 Ом до 100 Ом, выбрав 7 произвольных значении. За R_Л принять R_Л ср., напряжение Е3 равным 9 В. Результаты занести в табл. 2.

Таблица 2-Результаты расчетов режимов работы цепи при R_Н=1…100 Ом

	I, mA	U1	U2	ΔU	P1	P2	ΔP	η	Rл	Rn
1	335,570	9	1,678	7,322	3020,134	563,038	2457,097	0,186	21,4	5
2	282,841	9	2,828	6,172	2545,569	799,990	1745,579	0,314		10
3	215,208	9	4,304	4,696	1936,872	926,290	1010,582	0,478		20
4	173,678	9	5,210	3,790	1563,103	904,923	658,180	0,579		30
5	145,584	9	5,823	3,177	1310,256	847,787	462,468	0,647		40
6	125,313	9	6,266	2,734	1127,820	785,171	342,649	0,696		50
7	117,157	9	6,444	2,556	1054,413	754,917	299,496	0,716		55

1. По данным табл.2 построить графики следующих зависимостей: U1, U2, ΔU =F(I), P1, P2, ΔP =F(I), η=F(I)

Вывод: собрав схему, мы изучили 3 нагрузочных режима работы ЛЭП: при изменении сопротивления резистора, согласованный режим работы и режим короткого замыкания на зажимах потребителя. Также мы рассмотрели влияние величины нагрузочного тока на энергетический процесс. Проанализировав полученные зависимости, мы выяснили, при увеличении тока в линии, уменьшается напряжение приёмника, при этом мощность источника увеличивается, мощность приёмника уменьшается.

На основе полученных в результате экспериментальных данных выполнены расчеты и составлены графики зависимостей напряжений, мощностей, КПД от тока в линии.

С помощью расчетных формул выполнен теоретический расчет нагрузочных режимов работы ЛЭП при изменении RН от 1 Ом до 100 Ом. По результатам составлены графики аналогичные построенным на основе экспериментальных данных.