Система от относителни единици

За опростяване на изчисленията при изчисляване на параметрите в електропреносните системи се използва система от относителни единици. Този метод предполага изразяване на текущата стойност на системната стойност по отношение на базовата (базовата) стойност, взета като единица.

Така че относителната стойност се изразява като множител на базовата стойност (ток, напрежение, съпротивление, мощност и т.н.) и не зависи, изразена в относителни единици, от нивото на напрежението. В литературата на английски език относителните единици се означават pu или p.u. (от система за единица — система от относителни единици).

Например, за трансформатори от един и същи тип, спад на напрежението, импеданс и загуби се различават по абсолютна стойност при различни приложени напрежения. Но в относителни размери те ще останат приблизително същите. Когато се направи изчислението, резултатите лесно се преобразуват обратно в системни единици (в ампери, във волта, в ома, във ватове и т.н.), тъй като базовите стойности, с които са сравнени текущите стойности, са известни първоначално .

Като правило относителните единици са удобни за изчисляване на предаваната мощност, но често се случва параметрите на генераторите на двигатели и трансформатори да са посочени в относителни единици, така че всеки инженер трябва да е запознат с понятието относителни единици. Единиците за мощност, ток, напрежение, импеданс, допускане се използват в системата на относителни единици. Мощността и напрежението са независими величини, продиктувани са от свойствата на реалните енергийни системи.

Всички мрежови стойности на системата могат да бъдат изразени като множители на избрани базови стойности. Така че, ако говорим за мощност, тогава номиналната мощност на трансформатора може да бъде избрана като базова стойност. Случва се, че мощността, получена в определен момент под формата на относителна стойност, значително улеснява изчисленията. Основата за напрежението е номиналното напрежение на шината и т.н.

Като цяло контекстът винаги ви позволява да разберете каква относителна стойност се обсъжда и дори наличието на един и същ символ „pu“ в английската литература няма да ви обърка.

Така че всички системни физически величини са наименувани. Но когато ги превеждаме в относителни единици (всъщност в проценти), характерът на теоретичните изчисления се обобщава.

Относителната стойност на някаква физическа величина се разбира като нейната връзка с някаква базова стойност, тоест със стойността, избрана като единица за дадено измерване. Относителната стойност е обозначена със звездичка по -долу.

Често при изчисленията се вземат следните основни стойности: основно съпротивление, основен ток, основно напрежение и основна мощност.

Индексът «b» показва, че това е базова стойност.

Тогава относителните мерни единици ще бъдат наречени относителни основни:

Звездичката обозначава относителната стойност, буквата «b» — основата. ЕМП е относително основно, токът е относително основно и т.н. И относителните основни единици ще се определят от следните изрази:

Например, за измерване на ъгловите скорости, ъгловата синхронна скорост се приема като единица и следователно синхронната ъглова скорост ще бъде равна на основната ъглова скорост.

Тогава произволна ъглова скорост може да бъде изразена в относителни единици:

Съответно следните отношения могат да се приемат като основни за свързване на потока и за индуктивност:

Тук основната поточна връзка е поточната връзка, която индуцира основното напрежение при основната ъглова скорост.

Така че, ако синхронната ъглова скорост се вземе като основа, тогава:

в относителни единици ЕМП е равно на потока, а индуктивното съпротивление е равно на индуктивността. Това е така, защото базовите единици са избрани по подходящ начин.

След това помислете за фазовото напрежение в относителни и основни единици:

Лесно е да се види, че фазовото напрежение в относителни основни единици се оказва равно на линейното относително основно напрежение. По същия начин стойността на амплитудата на напрежението в относителни единици се оказва равна на ефективната:

От тези зависимости става очевидно, че в относителни единици дори мощността на три фази и мощността на една фаза са равни, както и токовете на възбуждане, потоците и ЕРС на генератора — също се оказват равни един на друг.

Тук е важно да се отбележи, че за всеки елемент от електрическата верига относителното съпротивление ще бъде равно на относителния спад на напрежението при условията на номиналната мощност, подавана към веригата.

При изчисляване на токовете на късо съединение се използват четири основни параметъра: ток, напрежение, съпротивление и мощност. Основните стойности на напрежението и мощността се приемат като независими и чрез тях след това се изразяват основното съпротивление и ток. От уравнението на мощността на трифазна мрежа — ток, тогава Законът на Ом — устойчивост:

Тъй като базовата стойност може да бъде избрана произволно, една и съща физическа величина може, изразена в относителни единици, да има различни числови стойности. Следователно относителните съпротивления на генератори, двигатели, трансформатори се задават в относителни единици чрез въвеждане на относителни номинални единици. Sн — номинална мощност. Uн — номинално напрежение. Относителните номинални стойности се изписват с индекс «n»:

За да се намерят номиналните съпротивления и токове, се използват стандартните формули:

За да установим връзката между относителните единици и наименованите количества, първо изразяваме връзката между относителната база и базовите величини:

Нека запишем основното съпротивление по отношение на мощността и заместваме:

Така че можете да преведете посочената стойност в относителна базова стойност.

И по подобен начин можете да установите връзка между относителни номинални единици и имена:

За да изчислите съпротивлението в наименувани единици с известни относителни номинални стойности, използвайте следната формула:

Връзката между относителните номинални единици и относителните базови единици се установява по следната формула:

Използвайки тази формула, относителните номинални единици могат да бъдат преобразувани в относителни базови единици.

В енергийните системи, за да се ограничат токовете на късо съединение, задайте реактори с ограничение на тока, всъщност — линейни индуктори. Те получават номинално напрежение и ток, но не и мощност.

Предвид това

и трансформирайки горните изрази за относителното номинално и относително базово съпротивление, получаваме:

Относителните стойности могат да бъдат изразени като процент: