Исследование режимов работы линии электропередачи с помощью схемы замещения
Цель работы. Изучение энергетического процесса и распределения напряжений в схеме замещения 2-х проводной линии электропередачи при постоянной величине напряжения в начале линии в зависимости от тока в линии, определяемого количеством включенных потребителей электрической энергии.
Всякий потребитель электрической энергии получает ее от генератора по воздушной или кабельной линии передачи, выполненной из металлического (медного, алюминиевого или стального) провода и обладающей определенным сопротивлением. Это сопротивление обуславливает падение напряжения и потерю мощности в линии.
При изменении числа включенных потребителей электрической энергии изменяется величина тока в линии, что обуславливает изменение падения напряжения и потерь мощности в линии и отражается на работе потребителей.
Для теоретического и экспериментального изучения процессов в двухпроводной линии электропередачи пользуются эквивалентной схемой замещения (рис. 2), где 
- сопротивление линии; 
- эквивалентное сопротивление всех подключенных потребителей; 
- ток в линии; 
- напряжение в начале линии; 
- напряжение в конце линии (у потребителя).
Рис. 2
С учетом принятых обозначений
 ; | (1) |
 ; | (2) |
 ; | (3) |
 . | (4) |
Энергетический процесс в схеме характеризуется следующим соотношением мощностей:
мощность, отдаваемая генератором в линию
 ; | (5) |
мощность потерь электрической энергии в линии
 ; | (6) |
мощность, отдаваемая линией потребителю (мощность нагрузки)
 . | (7) |
Коэффициент полезного действия линии 
определяется как отношение мощностей 
и 
:
 . | (8) |
Если в формуле (7) ток выразить через отношение мощности потребителя к напряжению у потребителя и подставить это выражение для тока в формулу (6), то для мощности потерь электрической энергии в линии получается следующее выражение:
 . | (9) |
Согласно (9), при постоянной мощности нагрузки величина потерь в линии обратно пропорциональна квадрату напряжения, т.е. электрическую энергию экономично передавать при высоких напряжениях. Однако с ростом напряжения увеличивается стоимость изоляции линии. На практике применяют тем большее напряжение, чем больше передаваемая мощность и дальность передачи.
Заменив в формуле (8) и их выражениями по (5) и (7), получим новую форму записи выражения для расчета коэффициента полезного действия линии: