Soustava relativních jednotek

Pro zjednodušení výpočtů při výpočtu parametrů v soustavách přenosu energie se používá soustava relativních jednotek. Tato metoda zahrnuje vyjádření aktuální hodnoty systémové hodnoty pomocí základní (základní) hodnoty brány jako jednotky.

Relativní hodnota je tedy vyjádřena jako násobek základní hodnoty (proud, napětí, odpor, výkon atd.) a nezávisí, vyjádřeno v relativních jednotkách, na úrovni napětí. V anglické literatuře se relativní jednotky označují pu nebo p.u. (ze soustavy jednotek — soustava relativních jednotek).

Například u transformátorů stejného typu se úbytek napětí, impedance a ztráty liší v absolutní hodnotě při různých použitých napětích. Ale v relativních velikostech zůstanou zhruba stejné. Po dokončení výpočtu se výsledky snadno převedou zpět na systémové jednotky (v ampérech, ve voltech, v ohmech, ve wattech atd.), protože základní hodnoty, se kterými jsou aktuální hodnoty porovnávány, jsou zpočátku známy.

Pro výpočet přenášeného výkonu jsou zpravidla vhodné relativní jednotky, ale často se stává, že parametry motorgenerátorů a transformátorů jsou uvedeny v relativních jednotkách, takže každý inženýr by měl být obeznámen s pojmem relativní jednotky. V relativní jednotkové soustavě se používají jednotky výkonu, proudu, napětí, impedance, admitance. Výkon a napětí jsou nezávislé veličiny, diktované vlastnostmi skutečných energetických systémů.

Všechny síťové hodnoty systému lze vyjádřit jako násobky vybraných základních hodnot. Pokud tedy mluvíme o výkonu, pak lze jako základní hodnotu zvolit jmenovitý výkon transformátoru. Stává se, že výkon získaný v určitém okamžiku ve formě relativní hodnoty značně usnadňuje výpočty. Základem pro napětí je jmenovité napětí sběrnice atd.

Obecně platí, že kontext vám vždy umožní pochopit, o jaké relativní hodnotě se diskutuje, a ani přítomnost stejného symbolu „pu“ v anglické literatuře vás nezmátne.

Jsou tedy pojmenovány všechny fyzikální veličiny systému. Když je ale převedeme na relativní jednotky (ve skutečnosti na procenta), povaha teoretických výpočtů se zobecní.

Relativní hodnotou nějaké fyzikální veličiny se rozumí její vztah k nějaké základní hodnotě, tedy k hodnotě zvolené jako jednotka pro dané měření. Relativní hodnota je označena níže hvězdičkou.

Často se při výpočtech berou tyto základní hodnoty: základní odpor, základní proud, základní napětí a základní výkon.

Dolní index «b» označuje, že se jedná o základní hodnotu.

Potom se relativní jednotky měření budou nazývat relativní základní:

Hvězdička označuje relativní hodnotu, písmeno «b» - základ. EMF je relativně základní, proud je relativně základní atd. A relativní základní jednotky budou určeny následujícími výrazy:

Například pro měření úhlových rychlostí se úhlová synchronní rychlost bere jako jednota, a proto se synchronní úhlová rychlost bude rovnat základní úhlové rychlosti.

Potom lze libovolnou úhlovou rychlost vyjádřit v relativních jednotkách:

V souladu s tím mohou být následující vztahy považovány za základní pro vazbu toku a pro indukčnost:

Zde je hlavním tokem spojení tokové spojení, které vyvolává hlavní napětí při hlavní úhlové rychlosti.

Pokud se tedy za základ vezme synchronní úhlová rychlost, pak:

v relativních jednotkách se emf rovná toku a indukční odpor se rovná indukčnosti. Je to proto, že základní jednotky jsou zvoleny vhodně.

Poté zvažte fázové napětí v relativních a základních jednotkách:

Je snadné vidět, že fázové napětí v relativních základních jednotkách se rovná lineárnímu relativnímu základnímu napětí. Podobně se hodnota amplitudy napětí v relativních jednotkách rovná efektivní:

Z těchto závislostí je patrné, že v relativních jednotkách jsou i výkony tří fází a výkon jedné fáze stejné a budicí proudy, toky a emf generátoru - se také navzájem rovnají.

Zde je důležité poznamenat, že pro každý prvek obvodu bude relativní odpor roven relativnímu poklesu napětí za podmínek jmenovitého výkonu dodávaného do obvodu.

Při výpočtu zkratových proudů se používají čtyři hlavní parametry: proud, napětí, odpor a výkon. Základní hodnoty napětí a výkonu jsou brány jako nezávislé a jejich prostřednictvím se pak vyjadřuje základní odpor a proud. Tedy z výkonové rovnice třífázové sítě — proudu Ohmův zákon - odolnost:

Protože základní hodnotu lze volit libovolně, může mít stejná fyzikální veličina, vyjádřená v relativních jednotkách, různé číselné hodnoty. Proto se relativní odpory generátorů, motorů, transformátorů nastavují v relativních jednotkách zadáním relativních jmenovitých jednotek. Sn — jmenovitý výkon. Un — jmenovité napětí. Relativní nominální hodnoty jsou zapsány indexem «n»:

Pro zjištění jmenovitých odporů a proudů se používají standardní vzorce:

Abychom stanovili vztah mezi relativními jednotkami a pojmenovanými veličinami, nejprve vyjádříme vztah mezi relativní bází a základními veličinami:

Zapišme základní odpor z hlediska výkonu a náhrady:

Zadanou hodnotu tedy můžete převést na relativní základní hodnotu.

A podobným způsobem můžete vytvořit vztah mezi relativními nominálními jednotkami a podstatnými jmény:

Pro výpočet odporu v pojmenovaných jednotkách se známými relativními jmenovitými hodnotami použijte následující vzorec:

Vztah mezi relativními nominálními jednotkami a relativními základními jednotkami je stanoven následujícím vzorcem:

Pomocí tohoto vzorce lze relativní nominální jednotky převést na relativní základní jednotky.

V energetických systémech pro omezení zkratových proudů nastavte proudově omezené reaktory, vlastně — lineární induktory. Dostávají jmenovité napětí a proud, ale ne výkon.

Vzhledem k tomu

a transformací výše uvedených výrazů pro relativní jmenovitý a relativní základní odpor získáme:

Relativní hodnoty lze vyjádřit v procentech: