Σύστημα σχετικών μονάδων

Για την απλούστευση των υπολογισμών κατά τον υπολογισμό των παραμέτρων στα συστήματα μετάδοσης ισχύος, χρησιμοποιείται ένα σύστημα σχετικών μονάδων. Αυτή η μέθοδος περιλαμβάνει την έκφραση της τρέχουσας τιμής της τιμής του συστήματος σε όρους της βασικής (βασικής) τιμής που λαμβάνεται ως μονάδα.

Άρα η σχετική τιμή εκφράζεται ως πολλαπλασιαστής της βασικής τιμής (ρεύμα, τάση, αντίσταση, ισχύς κ.λπ.) και δεν εξαρτάται, εκφρασμένη σε σχετικές μονάδες, από το επίπεδο τάσης. Στην αγγλική βιβλιογραφία, οι σχετικές μονάδες συμβολίζονται pu ή p.u. (από σύστημα μονάδας — σύστημα σχετικών μονάδων).

Για παράδειγμα, για μετασχηματιστές του ίδιου τύπου, η πτώση τάσης, η σύνθετη αντίσταση και οι απώλειες διαφέρουν σε απόλυτη τιμή σε διαφορετικές εφαρμοζόμενες τάσεις. Αλλά σε σχετικά μεγέθη θα παραμείνουν περίπου τα ίδια. Όταν ολοκληρωθεί ο υπολογισμός, τα αποτελέσματα μετατρέπονται εύκολα ξανά σε μονάδες συστήματος (σε αμπέρ, σε βολτ, σε ohms, σε watt, κ.λπ.) επειδή οι βασικές τιμές με τις οποίες συγκρίνονται οι τρέχουσες τιμές είναι αρχικά γνωστές.

Κατά κανόνα, οι σχετικές μονάδες είναι βολικές για τον υπολογισμό της μεταδιδόμενης ισχύος, αλλά συμβαίνει συχνά οι παράμετροι των γεννητριών κινητήρων και των μετασχηματιστών να καθορίζονται σε σχετικές μονάδες, επομένως κάθε μηχανικός πρέπει να είναι εξοικειωμένος με την έννοια των σχετικών μονάδων. Οι μονάδες ισχύος, ρεύματος, τάσης, σύνθετης αντίστασης, εισαγωγής χρησιμοποιούνται στο σύστημα σχετικής μονάδας. Η ισχύς και η τάση είναι ανεξάρτητα μεγέθη, που υπαγορεύονται από τις ιδιότητες των πραγματικών ενεργειακών συστημάτων.

Όλες οι τιμές δικτύου του συστήματος μπορούν να εκφραστούν ως πολλαπλάσια των επιλεγμένων βασικών τιμών. Έτσι, αν μιλάμε για ισχύ, τότε η ονομαστική ισχύς του μετασχηματιστή μπορεί να επιλεγεί ως βασική τιμή. Συμβαίνει ότι η ισχύς που λαμβάνεται σε μια συγκεκριμένη στιγμή με τη μορφή σχετικής τιμής διευκολύνει πολύ τους υπολογισμούς. Η βάση για την τάση είναι η ονομαστική τάση διαύλου κ.λπ.

Γενικά, το πλαίσιο σας επιτρέπει πάντα να καταλαβαίνετε ποια σχετική αξία συζητείται και ακόμη και η παρουσία του ίδιου συμβόλου «pu» στην αγγλική λογοτεχνία δεν θα σας μπερδέψει.

Έτσι ονομάζονται όλα τα φυσικά μεγέθη του συστήματος. Όταν όμως τα μεταφράσουμε σε σχετικές μονάδες (στην πραγματικότητα σε ποσοστά), η φύση των θεωρητικών υπολογισμών γενικεύεται.

Η σχετική τιμή κάποιου φυσικού μεγέθους νοείται ως η σχέση του με κάποια βασική τιμή, δηλαδή με την τιμή που επιλέγεται ως μονάδα για μια δεδομένη μέτρηση. Η σχετική τιμή σημειώνεται με έναν αστερίσκο παρακάτω.

Συχνά, λαμβάνονται οι ακόλουθες βασικές τιμές στους υπολογισμούς: βασική αντίσταση, βασικό ρεύμα, βασική τάση και βασική ισχύς.

Ο δείκτης «b» υποδεικνύει ότι αυτή είναι μια βασική τιμή.

Τότε οι σχετικές μονάδες μέτρησης θα ονομαστούν σχετικές βασικές:

Ο αστερίσκος δείχνει τη σχετική τιμή, το γράμμα «b» - τη βάση. Το EMF είναι σχετικά θεμελιώδες, το ρεύμα είναι σχετικά θεμελιώδες κ.λπ. Και οι σχετικές μονάδες βάσης θα καθοριστούν από τις ακόλουθες εκφράσεις:

Για παράδειγμα, για τη μέτρηση των γωνιακών ταχυτήτων, η γωνιακή σύγχρονη ταχύτητα λαμβάνεται ως μονάδα και επομένως η σύγχρονη γωνιακή ταχύτητα θα είναι ίση με τη θεμελιώδη γωνιακή ταχύτητα.

Τότε μια αυθαίρετη γωνιακή ταχύτητα μπορεί να εκφραστεί σε σχετικές μονάδες:

Συνεπώς, οι ακόλουθες σχέσεις μπορούν να ληφθούν ως βασικές για τη σύνδεση ροής και για την επαγωγή:

Εδώ, η κύρια σύνδεση ροής είναι η σύνδεση ροής που προκαλεί την κύρια τάση στην κύρια γωνιακή ταχύτητα.

Έτσι, αν ληφθεί ως βάση η σύγχρονη γωνιακή ταχύτητα, τότε:

Σε σχετικές μονάδες, το emf είναι ίσο με ροή και η επαγωγική αντίσταση είναι ίση με την επαγωγή. Αυτό συμβαίνει επειδή οι μονάδες βάσης επιλέγονται κατάλληλα.

Στη συνέχεια, εξετάστε την τάση φάσης σε σχετικές και θεμελιώδεις μονάδες:

Είναι εύκολο να δούμε ότι η τάση φάσης σε σχετικές θεμελιώδεις μονάδες αποδεικνύεται ίση με τη γραμμική σχετική θεμελιώδη τάση. Ομοίως, η τιμή του πλάτους τάσης σε σχετικές μονάδες αποδεικνύεται ότι είναι ίση με την αποτελεσματική:

Από αυτές τις εξαρτήσεις είναι προφανές ότι σε σχετικές μονάδες ακόμη και η ισχύς τριών φάσεων και η ισχύς μιας φάσης είναι ίσες, και τα ρεύματα διέγερσης, οι ροές και το emf της γεννήτριας - αποδεικνύονται επίσης ίσα μεταξύ τους.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί εδώ ότι για κάθε στοιχείο του κυκλώματος, η σχετική αντίσταση θα είναι ίση με τη σχετική πτώση τάσης υπό τις συνθήκες της ονομαστικής ισχύος που παρέχεται στο κύκλωμα.

Κατά τον υπολογισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος, χρησιμοποιούνται τέσσερις κύριες παράμετροι: ρεύμα, τάση, αντίσταση και ισχύς. Οι θεμελιώδεις τιμές της τάσης και της ισχύος λαμβάνονται ως ανεξάρτητες και μέσω αυτών εκφράζονται στη συνέχεια η θεμελιώδης αντίσταση και το ρεύμα. Από την εξίσωση ισχύος ενός τριφασικού δικτύου — ρεύμα, λοιπόν Νόμος του Ohm — αντίσταση:

Εφόσον η βασική τιμή μπορεί να επιλεγεί αυθαίρετα, η ίδια φυσική ποσότητα μπορεί, εκφρασμένη σε σχετικές μονάδες, να έχει διαφορετικές αριθμητικές τιμές. Επομένως, οι σχετικές αντιστάσεις γεννητριών, κινητήρων, μετασχηματιστών ρυθμίζονται σε σχετικές μονάδες εισάγοντας σχετικές ονομαστικές μονάδες. Sn — ονομαστική ισχύς. Un — ονομαστική τάση. Οι σχετικές ονομαστικές τιμές γράφονται με ένα ευρετήριο «n»:

Για να βρεθούν οι ονομαστικές αντιστάσεις και τα ρεύματα, χρησιμοποιούνται οι τυπικοί τύποι:

Για να καθορίσουμε τη σχέση μεταξύ σχετικών μονάδων και ονομασμένων μεγεθών, εκφράζουμε πρώτα τη σχέση μεταξύ της σχετικής βάσης και των βασικών ποσοτήτων:

Ας γράψουμε την αντίσταση βάσης ως προς την ισχύ και το υποκατάστατο:

Έτσι, μπορείτε να μεταφράσετε την καθορισμένη τιμή σε μια σχετική βασική τιμή.

Και με παρόμοιο τρόπο μπορείτε να δημιουργήσετε μια σχέση μεταξύ σχετικών ονομαστικών μονάδων και ουσιαστικών:

Για να υπολογίσετε την αντίσταση σε ονομαστικές μονάδες με γνωστές σχετικές ονομαστικές τιμές, χρησιμοποιήστε τον ακόλουθο τύπο:

Η σχέση μεταξύ των σχετικών ονομαστικών μονάδων και των σχετικών μονάδων βάσης καθορίζεται από τον ακόλουθο τύπο:

Χρησιμοποιώντας αυτόν τον τύπο, οι σχετικές ονομαστικές μονάδες μπορούν να μετατραπούν σε σχετικές μονάδες βάσης.

Στα συστήματα ισχύος, για τον περιορισμό των ρευμάτων βραχυκυκλώματος, ρυθμίστε τρέχοντες περιορισμένους αντιδραστήρες, στην πραγματικότητα — γραμμικοί επαγωγείς. Παίρνουν ονομαστική τάση και ρεύμα αλλά όχι ισχύ.

Δεδομένου ότι

και μετασχηματίζοντας τις παραπάνω εκφράσεις για τη σχετική ονομαστική και σχετική αντίσταση βάσης, λαμβάνουμε:

Οι σχετικές τιμές μπορούν να εκφραστούν ως ποσοστό: