Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zagadnieniami występującymi w pracy linii energetycznej w warunkach zmieniającego się obciążenia. 24.1. Wiadomości teoretyczne Rozważymy model linii energetycznej trójfazowej pracującej przy obciążeniu symetrycznym, ze źródłami napięciowymi i odbiornikami połączonymi w gwiazdę. W taki przypadku napięcie między punktami gwiazdowymi źródła napięcia i odbiornika równe jest zeru. W związku z powyższym do przedstawienia pracującego całego układu wystarczająca jest analiza napięciowo- prądowa jednej fazy. Jeżeli założymy, że będzie to linia rozdzielcza średniego napięcia 15 kV, to można przyjąć, że schemat zastępczy takiej linii składa się z rezystancji oraz indukcyjności przewodu. Schemat tak zdefiniowanej linii energetycznej pokazano na rys. 24.1. Jednym z warunków, jakie musi spełniać poprawnie działająca sieć energetyczna jest utrzymanie stałej wartości skutecznej napięcia na odbiorniku (U_2 ). Napięcie (U_2 ) na zaciskach odbiornika przedstawione jest równaniem: (U_2 )=(U_1 )-I (R_1+jωL_1 )=IZ Powyższe równanie można przedstawić graficznie na wykresie wskazowym, co zaprezentowano na rys 24.2. Różnicę algebraiczną wartości skutecznych napięć na początku i końcu linii U_1-U_2 nazywa się spadkiem napięcia U_L, natomiast różnicę algebraiczną wartości zespolonych tych napięć (U_1 )-(U_2 ) ( lub geometryczną wartości skutecznych) definiuje się jako stratę napięcia (U_L ). Wielkości te przedstawiono na rys. 24.3. W czasie pracy linii energetycznej powszechnym zjawiskiem są zmiany impedancji obciążenia (Z_0 ) wynikające z dobowego( tygodniowego) cyklu pracy zakładów produkcyjnych oraz zmieniającego się zapotrzebowania na energię przez odbiorców komunalnych (oświetlenie). Zmiany obciążenia (Z_0 ) muszą powodować zmiany wartości skutecznej napięcia U_2 na zaciskach odbiornika. Podstawowym warunkiem pracy linii energetycznej jest utrzymywanie wartości skutecznej napięcia U_2 na zaciskach odbiornika w dopuszczalnych granicach. Napięcie to nie może się zmieniać bardziej niż 10% wartości znamionowej. Aby utrzymywać stałą wartość skuteczną napięcia U_2 na odbiorniku , konieczne jest regulowanie napięcia U_1 na początku linii. Zależność napięcia U_1 od obciążenia linii można określić z wykresu pracy linii w oparciu o wykres wskazowy - rys.24.2. Impedancja linii energetycznej (Z_1 ) ma wartość stałą, zależną od konstrukcji linii. Założymy stałą wartość skuteczną napięcia U_2 na odbiorniku. Przyjęto, że napięcie U_2 na wykresie (Rys. 24.2) jest wskazem odniesienia (U_2 )=U_2 e^j0. Impedancję obciążenia można określić...