Электромагнитные переходные процессы в электрических системах: Сборник задач для студентов электроэнергетических специальностей, страница 2

          При определении параметров элементов схем замещения их приводит к одному напряжению, выбранному за основное (U_осн) и базисным условиям с целью заменить в трансформаторах и автотрансформаторах магнитные связи электрическими и существенно упростить дальнейшие расчеты. При приведении схемы замещения к одной ступени напряжения (U_осн.) расчет проще провести в именованных единицах. Часто проводят расчеты в относительных единицах, позволяющие сразу оценить изменение полученных токов, напряжений, мощностей и т.д. по отношению к номинальным или принятым за базисные.

          Поясним расчет в относительных единицах (о.е.). Относительные единицы – это отношение одноименных величин и их составляющих к величинам принятым за базисные, т.е. I/I_б ;  U/U_б (U_б –линейное напряжение);

S/S_б; Z/Z_б. Отсюда видно, что базисных величин четыре и они связаны соотношениями

                                                                                                 (1.1)

 и                                                    ,                                               (1.2)

поэтому произвольно выбрать можно только две. Обычно это  S_б и U_б.  Остальные две рассчитываются      и    Z_б = .                  (1.2а)

          Базисная мощность (S_б) принимается  одна для всей схемы любой сложности. Число базисных напряжений (U_б) равно числу ступеней напряжения в исходной схеме, по которой составлена схема замещения. U_бi различных ступеней напряжения связаны соотношениями

                                                                                              (1.3)

где U_бI – первое выбранное базисное напряжение;

 определяют как отношение напряжения на выбранной базисной ступени к той, где находится элемент электрической сети, подлежащий приведению;

n – число трансформаторов между выбранной базисной ступенью и  элементом схемы, подлежащим приведению.          Формулы для расчета сведены в таблицу 1.1

          Обозначения, принятые  в таблице 1.1.

, , , , , - реактивные сопротивления в Омах, приведенные к основному напряжению (U_осн) соответственно для генератора, трансформатора, нагрузки, реактора, линии и системы.

 , , , , , - те же сопротивления в относительных единицах, приведенные к базисным условиям.

S_нг и U_нг, S_нт и U_нт, S_нн и U_нн - номинальные мощности и напряжения соответственного для генератора, трансформатора и нагрузки в именованных единицах (МВА и кВ). 

Именованные единицы			Относительные единицы
Обозна- чение	Учет фактических кт	по Uср	Обозна- чение	Учет фактических кт	по Uср
E, U

                                                                                                                   Таблица1.1

U_нр и I_нр -номинальные напряжения (кВ) и ток (кА) токоограничивающего реактора.

Х₀ и l - удельное индуктивное сопротивление (Ом/км) и длина линии (км).

U_c и S_кз - напряжение системы (кВ) и мощность к.з. на шинах системы (МВА).

, и  , - ЭДС (напряжения) и токи, приведенные к U_осн,  и в о.е., приведенных к базисным  условиям

 и - индуктивные сопротивления генератора и нагрузки в относительных номинальных единицах при S_б = S_н и U_б = U_н.

U_к% и Х_р% - напряжение короткого замыкания трансформатора и сопротивление реактора в процентах.

U_бг, U_бт, U_бн, U_бр, U_бл, U_бс - базисные напряжения (кВ), на ступени трансформации, где подключен элемент, соответственно для генератора, трансформатора, нагрузки, реактора, линии и системы, (рассчитываются по  выражению 1.3).

U_ср.г, U_ср.т, U_ср.н, U_ср.р, U_ср.л, U_ср.с, - средненоминальные напряжения ступени (кВ), где подключен элемент (генератор, трансформатор, нагрузка и т.д.).

Примечания:

1.  Если сопротивление реактора задано в Омах, то в таб. 1.1. его величину нужно подставить вместо выражения

2.  При  расчете в  о.е. возможно использование  одной величины  U_б, выбранного на основной  ступени напряжения (U_осн), к которой предварительно приведены все элементы схемы замещения

1.3. Схемы замещения для элементов электрической сети

Моделирование основных элементов электрической сети  ниже рассматривается с помощью схем замещения.

Генераторы

Наиболее  простой схемой замещения генератора является следующая:

Е_г                  Х_г           Р_г    U_г

              I_г       Q_г

Рис. 1.1

В этой схеме сопротивление Х_г берется  из паспортных данных генератора в  зависимости  от  расчетных условий и  цели  расчета, а ЭДС Е_г рассчитывается по  следующим формулам:

        Е_г = U_г + I_гּjХ_г    или    Е_г =                   (1.4)

или              Е_г =                              (1.5)

Угол между ЭДС Е_г  и  напряжением на его шинах U_г – δ_г равен:

                                                                                   (1.6)

Приближенно:

                                     Е_г = U_г + I_гּ _гХּSin(φ_г),                                             (1.7)

где    φ_г - угол между током и напряжением генератора.

          Приведенные формулы  применимы для расчета как в  именованных так и относительных единицах.

          Однако следует  помнить, что  при расчете  в именованных единицах  по  формуле (1.4)  определяется величина  линейной ЭДС, а при использовании  формулы (1,5)  произведение I_гּХ_г  следует умножить   на ,а в формуле (1.7)  на     умножить произведение  I_гּ _гХּSin(φ_г).           

1)  При расчете установившегося режима без учета явнополюсности и  АРВ следует  брать _гХ  = Х_d, тогда  Е_г = Е_q.