Systém relatívnych jednotiek

Na zjednodušenie výpočtov pri výpočte parametrov v sústavách na prenos energie sa používa systém relatívnych jednotiek. Táto metóda zahŕňa vyjadrenie aktuálnej hodnoty systémovej hodnoty pomocou základnej (základnej) hodnoty branej ako jednotka.

Relatívna hodnota je teda vyjadrená ako násobiteľ základnej hodnoty (prúd, napätie, odpor, výkon atď.) a nezávisí, vyjadrená v relatívnych jednotkách, od úrovne napätia. V anglickej literatúre sa relatívne jednotky označujú ako pu alebo p.u. (zo sústavy jednotiek — sústavy relatívnych jednotiek).

Napríklad pre transformátory rovnakého typu sa pokles napätia, impedancia a straty líšia v absolútnej hodnote pri rôznych použitých napätiach. Ale v relatívnych veľkostiach zostanú približne rovnaké. Po dokončení výpočtu sa výsledky ľahko prevedú späť na systémové jednotky (v ampéroch, vo voltoch, v ohmoch, vo wattoch atď.), pretože základné hodnoty, s ktorými sa porovnávajú aktuálne hodnoty, sú spočiatku známe.

Relatívne jednotky sú spravidla vhodné na výpočet prenášaného výkonu, ale často sa stáva, že parametre motorgenerátorov a transformátorov sú uvedené v relatívnych jednotkách, takže každý inžinier by mal poznať pojem relatívnych jednotiek. V relatívnej jednotkovej sústave sa používajú jednotky výkonu, prúdu, napätia, impedancie, admitancie. Výkon a napätie sú nezávislé veličiny, diktované vlastnosťami skutočných energetických systémov.

Všetky sieťové hodnoty systému môžu byť vyjadrené ako násobky vybraných základných hodnôt. Ak teda hovoríme o výkone, potom ako základnú hodnotu možno zvoliť menovitý výkon transformátora. Stáva sa, že výkon získaný v určitom okamihu vo forme relatívnej hodnoty značne uľahčuje výpočty. Základom pre napätie je menovité napätie zbernice atď.

Vo všeobecnosti vám kontext vždy umožňuje pochopiť, o akej relatívnej hodnote sa diskutuje, a dokonca ani prítomnosť rovnakého symbolu „pu“ v anglickej literatúre vás nebude zmiasť.

Takže všetky systémové fyzikálne veličiny sú pomenované. Ale keď ich preložíme na relatívne jednotky (v skutočnosti na percentá), povaha teoretických výpočtov je zovšeobecnená.

Relatívna hodnota nejakej fyzikálnej veličiny sa chápe ako jej vzťah k nejakej základnej hodnote, teda k hodnote zvolenej ako jednotka pre dané meranie. Relatívna hodnota je označená hviezdičkou nižšie.

Pri výpočtoch sa často berú tieto základné hodnoty: základný odpor, základný prúd, základné napätie a základný výkon.

Dolný index «b» označuje, že ide o základnú hodnotu.

Potom sa relatívne jednotky merania budú nazývať relatívne základné:

Hviezdička označuje relatívnu hodnotu, písmeno «b» - základ. EMF je relatívne zásadný, prúd je relatívne zásadný atď. A relatívne základné jednotky budú určené nasledujúcimi výrazmi:

Napríklad na meranie uhlových rýchlostí sa uhlová synchrónna rýchlosť berie ako jednota, a preto sa synchrónna uhlová rýchlosť bude rovnať základnej uhlovej rýchlosti.

Potom môže byť ľubovoľná uhlová rýchlosť vyjadrená v relatívnych jednotkách:

V súlade s tým môžu byť nasledujúce vzťahy považované za základné pre väzbu toku a pre indukčnosť:

Hlavná väzba toku je tu väzba toku, ktorá vyvoláva hlavné napätie pri hlavnej uhlovej rýchlosti.

Ak sa teda za základ berie synchrónna uhlová rýchlosť, potom:

v relatívnych jednotkách sa emf rovná toku a indukčný odpor sa rovná indukčnosti. Základné jednotky sú totiž zvolené vhodne.

Potom zvážte fázové napätie v relatívnych a základných jednotkách:

Je ľahké vidieť, že fázové napätie v relatívnych základných jednotkách sa rovná lineárnemu relatívnemu základnému napätiu. Podobne sa hodnota amplitúdy napätia v relatívnych jednotkách rovná efektívnej:

Z týchto závislostí je zrejmé, že v relatívnych jednotkách sú dokonca aj výkony troch fáz a výkon jednej fázy rovnaké a budiace prúdy, toky a emf generátora sa tiež navzájom rovnajú.

Tu je dôležité poznamenať, že pre každý prvok obvodu sa relatívny odpor bude rovnať relatívnemu poklesu napätia za podmienok menovitého výkonu dodávaného do obvodu.

Pri výpočte skratových prúdov sa používajú štyri hlavné parametre: prúd, napätie, odpor a výkon. Základné hodnoty napätia a výkonu sa berú ako nezávislé a cez ne sa potom vyjadruje základný odpor a prúd. Z výkonovej rovnice trojfázovej siete - prúdu Ohmov zákon - odpor:

Keďže základnú hodnotu je možné zvoliť ľubovoľne, tá istá fyzikálna veličina, vyjadrená v relatívnych jednotkách, môže mať rôzne číselné hodnoty. Preto sa relatívne odpory generátorov, motorov, transformátorov nastavujú v relatívnych jednotkách zadaním relatívnych nominálnych jednotiek. Sn - nominálny výkon. Un — menovité napätie. Relatívne nominálne hodnoty sú zapísané s indexom «n»:

Na zistenie nominálnych odporov a prúdov sa používajú štandardné vzorce:

Aby sme vytvorili vzťah medzi relatívnymi jednotkami a menovanými veličinami, najprv vyjadríme vzťah medzi relatívnou základňou a základnými veličinami:

Napíšme základný odpor z hľadiska výkonu a náhrady:

Zadanú hodnotu teda môžete preložiť na relatívnu základnú hodnotu.

A podobným spôsobom môžete vytvoriť vzťah medzi relatívnymi nominálnymi jednotkami a podstatnými menami:

Na výpočet odporu v pomenovaných jednotkách so známymi relatívnymi nominálnymi hodnotami použite nasledujúci vzorec:

Vzťah medzi relatívnymi nominálnymi jednotkami a relatívnymi základnými jednotkami je stanovený týmto vzorcom:

Pomocou tohto vzorca možno relatívne nominálne jednotky previesť na relatívne základné jednotky.

V energetických systémoch na obmedzenie skratových prúdov nastavte reaktory s obmedzeným prúdom, vlastne — lineárne induktory. Dostanú menovité napätie a prúd, ale nie výkon.

Vzhľadom na to

a transformáciou vyššie uvedených výrazov pre relatívny nominálny a relatívny základný odpor získame:

Relatívne hodnoty môžu byť vyjadrené v percentách: