System av relativa enheter

För att förenkla beräkningar vid beräkning av parametrar i kraftöverföringssystem används ett system med relativa enheter. Denna metod innebär att man uttrycker det aktuella värdet av systemvärdet i termer av basvärdet (bas) taget som en enhet.

Så det relativa värdet uttrycks som en multiplikator av basvärdet (ström, spänning, resistans, effekt, etc.) och beror inte, uttryckt i relativa enheter, på spänningsnivån. I engelsk litteratur betecknas relativa enheter pu eller p.u. (från system av enhet — system av relativa enheter).

Till exempel, för transformatorer av samma typ, skiljer sig spänningsfall, impedans och förluster i absolut värde vid olika pålagda spänningar. Men i relativa storlekar kommer de att förbli ungefär desamma. När beräkningen är gjord konverteras resultaten enkelt tillbaka till systemenheter (i ampere, i volt, i ohm, i watt, etc.) eftersom basvärdena som de aktuella värdena jämförs med är kända initialt.

Som regel är relativa enheter bekväma för att beräkna överförd effekt, men det händer ofta att parametrarna för motorgeneratorer och transformatorer specificeras i relativa enheter, så varje ingenjör bör vara bekant med begreppet relativa enheter. Enheterna effekt, ström, spänning, impedans, admittans används i det relativa enhetssystemet. Effekt och spänning är oberoende storheter, dikterade av egenskaperna hos verkliga energisystem.

Alla nätverksvärden i systemet kan uttryckas som multiplar av valda basvärden. Så, om vi talar om effekt, kan transformatorns märkeffekt väljas som basvärde. Det händer att den kraft som erhålls vid ett visst ögonblick i form av ett relativt värde underlättar beräkningarna mycket. Grunden för spänningen är den nominella bussspänningen osv.

I allmänhet låter sammanhanget dig alltid förstå vilket relativa värde som diskuteras, och till och med närvaron av samma symbol "pu" i engelsk litteratur kommer inte att förvirra dig.

Så alla systemfysiska kvantiteter namnges. Men när vi översätter dem till relativa enheter (faktiskt till procent), generaliseras karaktären av teoretiska beräkningar.

Det relativa värdet av någon fysisk storhet förstås som dess samband med något basvärde, det vill säga med det värde som valts som en enhet för en given mätning. Det relativa värdet är markerat med en asterisk nedan.

Ofta tas följande grundvärden i beräkningarna: grundresistans, grundström, grundspänning och grundeffekt.

Sänkningen «b» indikerar att detta är ett basvärde.

Då kommer de relativa måttenheterna att kallas relativ grundläggande:

Asterisken indikerar det relativa värdet, bokstaven «b» - basen. EMF är relativt fundamental, ström är relativt fundamental, etc. Och de relativa basenheterna kommer att bestämmas av följande uttryck:

Till exempel, för att mäta vinkelhastigheter, tas den vinkelsynkrona hastigheten som enhet och därför kommer den synkrona vinkelhastigheten att vara lika med den grundläggande vinkelhastigheten.

Då kan en godtycklig vinkelhastighet uttryckas i relativa enheter:

Följaktligen kan följande relationer tas som grundläggande för flödeslänkning och för induktans:

Här är den huvudsakliga flödeslänkningen flödeskopplingen som inducerar huvudspänningen vid den huvudsakliga vinkelhastigheten.

Så om den synkrona vinkelhastigheten tas som grund, då:

i relativa enheter är emk lika med flöde och induktivt motstånd är lika med induktans. Detta beror på att basenheterna är valda på lämpligt sätt.

Tänk sedan på fasspänningen i relativa och fundamentala enheter:

Det är lätt att se att fasspänningen i relativa grundenheter visar sig vara lika med den linjära relativa grundspänningen. På liknande sätt visar sig värdet på spänningsamplituden i relativa enheter vara lika med den effektiva:

Från dessa beroenden är det uppenbart att i relativa enheter är till och med effekten av tre faser och effekten av en fas lika, och generatorns excitationsströmmar, flöden och emk visar sig också vara lika med varandra.

Det är viktigt att notera här att för varje element i kretsen kommer det relativa motståndet att vara lika med det relativa spänningsfallet under förhållandena för den märkeffekt som tillförs kretsen.

Vid beräkning av kortslutningsströmmar används fyra huvudparametrar: ström, spänning, resistans och effekt. De grundläggande värdena för spänning och effekt tas som oberoende, och genom dem uttrycks sedan grundresistansen och strömmen. Från effektekvationen för ett trefasnät — ström alltså Ohms lag — motstånd:

Eftersom basvärdet kan väljas godtyckligt kan samma fysiska storhet, uttryckt i relativa enheter, ha olika numeriska värden. Därför ställs de relativa motstånden för generatorer, motorer, transformatorer in i relativa enheter genom att ange relativa nominella enheter. Sn — nominell effekt. Un — nominell spänning. Relativa nominella värden skrivs med ett index «n»:

För att hitta de nominella motstånden och strömmarna används standardformlerna:

För att fastställa förhållandet mellan relativa enheter och namngivna kvantiteter uttrycker vi först förhållandet mellan den relativa basen och baskvantiteterna:

Låt oss skriva basmotståndet i termer av makt och substitut:

Så du kan översätta det angivna värdet till ett relativt basvärde.

Och på ett liknande sätt kan du upprätta ett samband mellan relativa nominella enheter och substantiv:

För att beräkna motståndet i namngivna enheter med kända relativa nominella värden, använd följande formel:

Förhållandet mellan relativa nominella enheter och relativa basenheter fastställs med följande formel:

Med denna formel kan relativa nominella enheter omvandlas till relativa basenheter.

I kraftsystem, för att begränsa kortslutningsströmmar, ställ in nuvarande begränsade reaktorer, faktiskt — linjära induktorer. De får märkspänning och ström men inte effekt.

Givet att

och omvandling av ovanstående uttryck för det relativa nominella och relativa basresistansen, får vi:

Relativa värden kan uttryckas i procent: