Теоретические сведения

Одним из наиболее важных преимуществ электрической энергии, перед другими видами, является возможность передачи ее на большие расстояния при высоком коэффициенте полезного действия.

При передаче энергии по проводам (рисунок 4.1) часть ее теряется на нагревание проводов,

,(4.1)

где R_пр–сопротивление проводов линии.

Из формулы 4.1 следует, что для уменьшения потерь в линии необходимо выполнить следующее условие:

1) уменьшить ток в линии. Это можно достичь, увеличив соответственно передаваемое напряжение, при этом мощность на нагрузке не изменится, т.к.

(4.2)

Рисунок 4.1 – Схема передачи электрической энергии постоянным током с нагрузкой в конце линии

2) уменьшить сопротивление проводов линии

(4.3)

Это можно достичь следующим образом:

выбрать материал проводов с меньшим удельным электрическим сопротивлением;

уменьшить длину линии  (если это возможно);

увеличить сечение проводника линии .

Обычно значение сечения проводов  определяется выражением

, (4.4)

где –передаваемая мощность (мощность в нагрузке);

– длинна линии;

–удельная проводимость проводов;

–напряжение в конце линии;

–допустимое относительное падение напряжение в линии.

Провода, сечение которых рассчитано по допустимому падению напряжения, нужно проверить на нагрев. Это делается по таблицам допустимых нагрузок на провода. Из двух сечений – рассчитанного по допустимому значению падению напряжения и выбранного по таблице допустимых нагрузок – окончательно берётся большее. Провода выпускаются стандартных сечений.

Допустимые нагрузки на голые провода, проложенные открыто, приводятся в таблице 4.1. Наибольший ток в линии передачи имеет место при коротком замыкании в нагрузке. Величина его ограничивается только внутренним сопротивлением генератора и сопротивлением проводов линии

, (4.5)

где – э.д.с. генератора;

– сопротивление генератора.

При коротком замыкании генератор развивает наибольшую мощность, но вся она теряется на нагревание его обмоток и проводов линии. Обмотки генератора и провода линии на такой большой ток не рассчитаны. Для защиты генератора и линии от токов короткого замыкания ставятся плавкие предохранители.

Таблица 4.1 – Допустимые нагрузки на голые провода, проложенные открыто

Медные