8.11 : уменьшение потерь на линии

В трехфазной цепи потери на линии - это показатель энергии, рассеиваемой в виде тепла из-за сопротивления линий электропередачи. Чтобы решить эту проблему, стратегическим решением является включение в систему трансформаторов — повышающего трансформатора в источнике и понижающего трансформатора в нагрузке. Для улучшения этой ситуации введены два трехфазных трансформатора.

При наличии повышающего трансформатора в источнике напряжение увеличивается, тем самым снижается ток в линиях передачи, поскольку потери мощности в линиях передачи пропорциональны квадрату тока, такое снижение тока приводит к уменьшению потерь в линии.

Расчет линейного тока:

Линейный ток рассчитывается путем деления нагрузки, отраженной импедансом (с учетом коэффициента трансформации трансформатора), на вторичное напряжение трансформатора.

Линейный ток составляет:

Где n — коэффициент трансформации трансформатора, а Z_load — фактическое сопротивление нагрузки на вторичной обмотке.

Расчет фазного напряжения на нагрузке:

Если соотношение витков первичной и вторичной обмотки трансформатора задано как Np:Ns, то фазное напряжение на нагрузке можно найти по формуле:

где:

V_фаза – фазное напряжение на нагрузке,

V_primary — фазное напряжение на первичной стороне трансформатора.

В трехфазной системе Y-Y (звезда-звезда) с трансформаторами с обеих сторон полное линейное напряжение на нагрузке можно найти, умножив фазное напряжение на квадратный корень из 3, поскольку фазовый сдвиг между линейными напряжениями в конфигурации Y выглядит как:

Реальная мощность P, подаваемая источником в трехфазной системе, равна:

Где:

P — полная активная мощность, отдаваемая источником.

V_L – линейное напряжение.

I_L – ток линии.

cos(θ) — коэффициент мощности.