Expresia cantităților electrice în unități relative este larg utilizată în teoria mașinilor electrice. Acest lucru se datorează faptului că reprezentarea oricărei valori care nu se află în unitățile denumite, dar relative, simplifică foarte mult calculele teoretice și oferă o mai mare claritate rezultatelor calculului. Avantajele sistemului de unități relative:
1) nu este nevoie să urmați notația;
2) vă permite să alegeți numerele convenabile pentru calcul;
3) baza teoriei similitudinii face posibilă corelarea problemelor de teren cu problemele de calcul al lanțurilor:
Valoarea relativă a oricărei valori trebuie înțeleasă ca relația sa cu o altă valoare de aceeași valoare, luată ca bază:
Prin urmare, înainte de a prezenta orice valoare în unități relative, trebuie să alegem unitățile de bază.
Pentru curentul de bază și tensiunea de bază, sunt luate valori arbitrare ale lui Ib. Ub. Apoi, puterea de bază a circuitului trifazat va fi determinată de formula:
dar rezistența de bază:
Prin urmare, rezultă că numai două cantități de bază pot fi alese arbitrar, iar celelalte rămân conectate. De obicei, selectați și Ub. În plus, valorile de bază selectate ar trebui să fie aceleași pentru întreaga schemă de calcul și să fie aplicate atât valorilor totale, cât și componentelor lor individuale. În consecință, parametrii sistemului electric în relație
unitățile în condițiile de bază selectate vor fi calculate prin formulele:
Aici U, I, S, Z sunt parametri în unități numite. La calcularea curenților de scurtcircuit, se presupun dimensiunile parametrilor kV calculați. kA. MB · A. M W, Mwar, Om. În acest caz, toate formulele nu necesită coeficienți suplimentari de potrivire.
Atunci când se specifică datele pașaportului echipamentelor în unități relative, parametrii lor se referă la parametrii nominali ai elementelor:
Deci, rezistența relativă în condiții nominale arată scăderea relativă a tensiunii pe element atunci când curge curentul nominal, ceea ce conferă vizibilității fizice parametrului:
În calculele din sistemul de unități relative parametrii inițiali sunt de obicei specificate, fie în unități numite (UI) sau în unități relative (pu) sub membru condiții nominale. La construirea circuitelor echivalente calculate necesită transferul lor în unități relative cu condițiile de bază necesare parametrii de acționare ai scenei principale.
În același timp, pentru construirea formulelor de calcul, este necesară rezolvarea a două probleme:
1) parametrii din t. - traducerea lor în pu este necesară. în condiții de bază cu aducerea pe scena principală;
2) parametrii din pu sunt setați. în condiții nominale - este necesară traducerea lor în pu. în condiții de bază, cu reducerea la etapa principală.
Să luăm în considerare ordinea de construcție a formulelor de calcul pe un exemplu de rezistență și EMF.
Aici: - tensiunea de bază aplicată la etapa de proiectare.
Formulele (4.17) și (4.18) sunt formule de reducere exactă. Cu o reducere aproximativă
unde este tensiunea nominală a stadiului în care elementul este instalat.
În condiția convențional utilizată, formulele iau forma:
Aici - tensiunea nominală a plăcuței de identificare a elementului.
Formulele (4.22) și (4.23) sunt formule de reducere exactă. Cu o reducere aproximativă
În condiții convenționale, formulele iau forma:
Mai mult, indicele de reducere va fi omis.
4.4. Determinarea rezistenței elementelor sistemului electric
și schemele de substituire a acestora
Formulele pentru determinarea rezistențelor sunt date în unități relative, cu o reducere aproximativă la condițiile de bază.
Generatoare. Generatoarele aproape niciodată nu iau în considerare rezistența activă, deoarece este neglijabilă în comparație cu cea inductivă. Rezistența nominală a generatorului în unități relative poate fi determinată din datele pașaportului:
- rezistența sincronă de-a lungul axei longitudinale și transversale, care caracterizează starea de echilibru.
- u, u - rezistențe tranzitorii și supertransitionale la momentul t = 0.
-, - rezistența secvențelor inverse și zero.
Rezistența nominală a generatorului în unități relative în condiții de bază este determinată de formula :.
Motoare. Parametrii motoarelor sincrone sunt determinate de generatoarele analogice-gy-ch.
Reactoare. Reactoarele care limitează curentul pot avea un dispozitiv și un design diferit, precum și caracteristicile și parametrii tehnici și tehnici și economici.
Reactori liniari. care sunt conectate în serie la linia corespunzătoare, limitează curentul de scurtcircuit și mențin un nivel relativ ridicat de tensiune reziduală. Rezistența unui reactor liniar poate fi determinată prin formula:
, unde se află în intervalul 0,1 ... 0,4 Ohm.
Reactorul gemene are caracteristici mai bune. Între ramurile reactorului există un cuplaj magnetic, care în modul de trecere permite reducerea pierderilor de tensiune în reactor. Coeficientul de cuplare magnetică a ramurilor identice ale înfășurării reactorului este:
Reactorul twin are 3 moduri de funcționare (Figura 4.11)
Mod cu un singur lanț (Figura 4.11a). În modul cu un singur circuit, rezistența totală a reactorului este definită ca rezistența uneia dintre ramurile sale:
Fig. 4.11. Moduri de funcționare a reactorului dublu
Modul cu două circuite (prin figura 4.11b). Modul cu două circuite este modul normal de funcționare al reactorului. În acest mod, fluxurile magnetice sunt direcționate opus, ceea ce determină o scădere a rezistenței inductive a unei ramuri.
Rezistența inductivă a unei ramuri :.
Rezistență inductivă totală :.
Modul longitudinal (figura 4.11c). În modul longitudinal, fluxurile magnetice ale ramurilor sunt direcționate de-a lungul și crește inductanța ramurii.
Fiecare mod de funcționare a reactorului poate fi reprezentat de schema de înlocuire a acestuia. Rezistența activă nu este de obicei luată în considerare, dar poate fi găsită din pierderile de putere activă din reactor. Figura 3 prezintă schema generală pentru înlocuirea reactorului gemene.
Fig. 4.12. Desemnarea unui reactor dublu și schema de înlocuire a acestuia
Să luăm în considerare un exemplu. Folosind schema de substituție (Figura 4.12), determinăm rezistența reactorului în moduri cu un singur circuit, prin și longitudinal. Factorul de cuplare este de 0,5.
În modul de scurtcircuit (cu un singur circuit):
În modul normal (prin):
În modul longitudinal:
Rezistența activă a transformatorului:
Neglijând ramura de magnetizare, obținem o schemă simplificată de substituire (figura 4.16):
Fig. 4.16. Schemă de înlocuire
Rezistența activă a transformatorului în unități relative, redusă la condițiile de bază:
unde este rezistența nominală activă în unități relative.
Fig. 4.17. Denumirea și schema de înlocuire a unui transformator cu trei înfășurări
În termeni relativi tensiunea înfășurării scurtcircuit va fi egal cu rezistențele lor și valorile lor de dispersie pentru înfășurări ale transformatorului pot fi definite prin formulele de înaltă, medie și joasă tensiune:
Aceste formule sunt, de asemenea, valabile pentru un autotransformator, care nu este, de obicei, calculat în calcule.
Transformator cu bobinaj divizat. În centralele electrice și substațiile aplică transformatoare de putere și de auto-split-bobina de joasă tensiune, deoarece acest lucru poate reduce în mod semnificativ curentul de scurtcircuit în rețelele de joasă tensiune. Step-up transformatoare si autotransformatoare cu bobina divizat este utilizat pentru formarea unităților integrate de alimentare, în special în HPS.
Fig. 4.18 Denumirea convențională a unui transformator cu o înfășurare divizată:
a) înfășurarea tensiunii inferioare este împărțită în 2 părți;
b) înfășurarea de joasă tensiune este împărțită în 3 părți
Rezistența unui transformator cu o înfășurare divizată este caracterizată de următorii parametri:
- rezistența la despicare, egală cu rezistența dintre bornele a două părți arbitrare ale înfășurării divizate;
- prin rezistență egală cu rezistența dintre bornele înfășurării de tensiune superioară și bornele combinate ale părților de înfășurare de tensiune joasă;
- coeficient de despicare, egal cu raportul dintre rezistența de despicare și rezistența prin traversare:
Când bobina este împărțită în două părți (Figura 4.18a), și atunci când se împarte în trei părți (Figura 4.18b). Factorul de împărțire depinde, de asemenea, de performanța transformatorului, de exemplu pentru transformatorul blindat (Figura 4.18a), în lipsa altor date, ar trebui să fie acceptată. Pentru un grup de transformatoare monofazate.
Fig. 4.19 Scheme de înlocuire a unui transformator cu o înfășurare divizată
Rezistența la dispersia înfășurărilor transformatoarelor:
Când înfășurarea inferioară este împărțită în două părți (Figura 4.19a), rezistența înfășurărilor de joasă tensiune:
Rezistența înfășurării de înaltă tensiune:
Pentru un transformator de tip tija și un circuit de substituție pentru rezistențe active și inductive, vezi Fig. 4.19b, c.
Atunci când înfășurarea inferioară este împărțită în 3 părți (Figura 4.19d), rezistența înfășurării de înaltă tensiune:
Rezistența înfășurărilor de joasă tensiune:
Un exemplu. Autotransformator cu bobină de joasă tensiune în două părți (Figura 4.20).
Rezistența înfășurărilor de joasă tensiune:
Rezistența înfășurărilor de înaltă, medie și joasă tensiune:
Fig. 4.20. Autotransformator cu bobină divizată și circuitul său de înlocuire