Sistema d'unitats relatives

Per simplificar els càlculs en calcular paràmetres en sistemes de transmissió d'energia, s'utilitza un sistema d'unitats relatives. Aquest mètode implica expressar el valor actual del valor del sistema en termes del valor base (base) considerat com a unitat.

Així, el valor relatiu s'expressa com a multiplicador del valor base (intensitat, tensió, resistència, potència, etc.) i no depèn, expressat en unitats relatives, del nivell de tensió. A la literatura anglesa, les unitats relatives es denoten pu o p.u. (de system of unit — sistema d'unitats relatives).

Per exemple, per als transformadors del mateix tipus, la caiguda de tensió, la impedància i les pèrdues difereixen en valor absolut a diferents tensions aplicades. Però en mides relatives es mantindran aproximadament iguals. Quan es fa el càlcul, els resultats es tornen a convertir fàcilment en unitats del sistema (en amperes, en volts, en ohms, en watts, etc.) perquè inicialment es coneixen els valors base amb els quals es comparen els valors actuals.

Com a regla general, les unitats relatives són convenients per calcular la potència transmesa, però sovint passa que els paràmetres dels generadors de motors i transformadors s'especifiquen en unitats relatives, de manera que tots els enginyers haurien d'estar familiaritzats amb el concepte d'unitats relatives. Les unitats de potència, corrent, tensió, impedància i admissió s'utilitzen en el sistema d'unitats relatives. La potència i la tensió són magnituds independents, dictades per les propietats dels sistemes energètics reals.

Tots els valors de xarxa del sistema es poden expressar com a múltiples dels valors base seleccionats. Per tant, si parlem de potència, la potència nominal del transformador es pot triar com a valor base. Succeeix que la potència obtinguda en un moment determinat en forma de valor relatiu facilita molt els càlculs. La base de la tensió és la tensió nominal del bus, etc.

En general, el context sempre permet entendre quin valor relatiu s'està discutint, i fins i tot la presència del mateix símbol "pu" a la literatura anglesa no us confondrà.

Així, totes les magnituds físiques del sistema s'anomenen. Però quan les traduïm en unitats relatives (en realitat en percentatges), la naturalesa dels càlculs teòrics es generalitza.

El valor relatiu d'alguna magnitud física s'entén com la seva relació amb algun valor base, és a dir, amb el valor escollit com a unitat per a una mesura determinada. El valor relatiu està marcat amb un asterisc a continuació.

Sovint, en els càlculs es prenen els següents valors bàsics: resistència bàsica, corrent bàsica, tensió bàsica i potència bàsica.

El subíndex «b» indica que es tracta d'un valor base.

Aleshores les unitats de mesura relatives s'anomenaran bàsiques relatives:

L'asterisc indica el valor relatiu, la lletra «b» - la base. EMF és relativament fonamental, el corrent és relativament fonamental, etc. I les unitats base relatives vindran determinades per les expressions següents:

Per exemple, per mesurar velocitats angulars, la velocitat angular síncrona es pren com a unitat i, per tant, la velocitat angular síncrona serà igual a la velocitat angular fonamental.

Aleshores, una velocitat angular arbitrària es pot expressar en unitats relatives:

En conseqüència, les relacions següents es poden prendre com a bàsiques per a l'enllaç de flux i per a la inductància:

Aquí, l'enllaç de flux principal és l'enllaç de flux que indueix la tensió principal a la velocitat angular principal.

Per tant, si es pren com a base la velocitat angular síncrona, aleshores:

en unitats relatives, fem és igual al flux i la resistència inductiva és igual a la inductància. Això es deu al fet que les unitats base s'escullen adequadament.

A continuació, considereu la tensió de fase en unitats relatives i fonamentals:

És fàcil veure que la tensió de fase en unitats fonamentals relatives resulta ser igual a la tensió fonamental relativa lineal. De la mateixa manera, el valor de l'amplitud de l'esforç en unitats relatives resulta ser igual a l'efectiu:

A partir d'aquestes dependències és evident que en unitats relatives fins i tot la potència de tres fases i la potència d'una fase són iguals, i els corrents d'excitació, els fluxos i la fem del generador també resulten iguals entre si.

És important tenir en compte aquí que per a cada element del circuit, la resistència relativa serà igual a la caiguda de tensió relativa en les condicions de la potència nominal subministrada al circuit.

En calcular els corrents de curtcircuit, s'utilitzen quatre paràmetres principals: corrent, tensió, resistència i potència. Els valors fonamentals de tensió i potència es prenen com a independents, i a través d'ells s'expressen la resistència i el corrent fonamentals. A partir de l'equació de potència d'una xarxa trifàsica: corrent, doncs Llei d'Ohm - Resistència:

Com que el valor base es pot escollir arbitràriament, la mateixa magnitud física, expressada en unitats relatives, pot tenir valors numèrics diferents. Per tant, les resistències relatives dels generadors, motors i transformadors s'estableixen en unitats relatives introduint unitats nominals relatives. Sn — potència nominal. Un — tensió nominal. Els valors nominals relatius s'escriuen amb un índex «n»:

Per trobar les resistències i corrents nominals, s'utilitzen les fórmules estàndard:

Per establir la relació entre unitats relatives i magnituds anomenades, primer expressem la relació entre la base relativa i les magnituds base:

Escrivim la resistència base en termes de potència i substituïm:

Així, podeu traduir el valor especificat en un valor base relatiu.

I de la mateixa manera es pot establir una relació entre unitats nominals relatives i substantius:

Per calcular la resistència en unitats anomenades amb valors nominals relatius coneguts, utilitzeu la fórmula següent:

La relació entre unitats nominals relatives i unitats base relatives s'estableix mitjançant la fórmula següent:

Amb aquesta fórmula, les unitats nominals relatives es poden convertir en unitats base relatives.

En sistemes de potència, per limitar corrents de curtcircuit, s'ajusta reactors de corrent limitat, en realitat - inductors lineals. Reben voltatge i corrent nominals, però no potència.

Donat que

i transformant les expressions anteriors per a la resistència nominal relativa i de la base relativa, obtenim:

Els valors relatius es poden expressar com a percentatge: