Kaj je sistem v enotah?

Sistem enot v analizi električnih strojev

Za analizo električnih strojev ali njihovih sistemov so pogosto potrebne različne vrednosti parametrov. Sistem enot (pu) ponuja standardizirane predstavitve za napetost, tok, moč, impedanco in admittance, poenostavljajoč izračune z normalizacijo vseh vrednosti na skupno bazo. Ta sistem je posebej ugoden v krmkah z nihanji napetosti, kjer poenostavlja prekrižno opazovanje in analizo.

Definicija

Vrednost v enotah določena je kot razmerje med dejansko vrednostjo (v katerih koli enotah) in izbrano bazno ali referenčno vrednostjo (v istih enotah). Matematično se vsaka količina pretvori v njeno obliko v enotah z deljenjem njene numerične vrednosti z ustreznim baznim vrednostjo iste dimenzije. Opomba, vrednosti v enotah so brezdimenzionalne, odstranjujo odvisnost od enot in poenostavljajo uniformno analizo na različnih sistemih.

Vstavljanje vrednosti baznega toka iz enačbe (1) v enačbo (3) dobimo

Vstavljanje vrednosti bazne impedanci iz enačbe (4) v enačbo (5) bomo dobili vrednost impedanci v enotah

Prednosti sistema enot

Sistem enot ponuja dve glavni prednosti v analizi električnih strojev:

• Standardizirana predstavitev parametrov Ko so izraženi v enotah, parametri vrtečih se električnih strojev in transformatorjev (na primer, upornost, reaktivna upornost, impedanca) padajo znotraj konzistentnih numeričnih obsegov, ne glede na njihove specifične ocene. Ta standardizacija omogoča intuicione primerjave med napravami različnih velikosti ali napetostnih razredov, poenostavljajuče postopke oblikovanja in analize.

• Odpravljanje referenciranja strani transformatorja Sistem enot odpravlja potrebo po referenciranju količin v krmki na primarno ali sekundarno stran transformatorja. Z normalizacijo vseh parametrov na skupno bazo poenostavlja izračune z odstranitvijo zapletenosti prek-stranih pretvorbi. Na primer, če ima transformator upornost R_pu in reaktivno upornost X_pu navedeni na primarno, te vrednosti ostanejo konstantne in zahtevajo nobenih dodatnih prilagoditev za analizo na sekundarni strani.

Ta pristop znatno zmanjša računski obremenitveni nalog pri študijah energosistemov, kar ga naredi nepogrešljivim orodjem za analizo kompleksnih omrežij, ki vključujejo več transformatorjev in strojev.

Kjer R_ep in X_ep označujeta upornost in reaktivno upornost navedeni na primarno stran, z "pu" oznako sistema enot.

Vrednosti upornosti in izteka reaktivne upornosti navedeni na primarno stran so identične tistim, navedenim na sekundarno stran, ker sistem enot samoumevno normalizira parametre z uporabo baznih vrednosti, odpravlja potrebo po stransko specifičnem referenciranju. Ta ekvivalenca izhaja iz konzistentnega merila vseh količin (napetost, tok, impedanca) na skupno bazo, ki zagotavlja, da ostanejo parametri v enotah invariantni po straneh transformatorja.

Kjer R_es in X_es predstavljata ekvivalentno upornost in reaktivno upornost navedeni na sekundarno stran.

Torej, iz zgornjih dveh enačb lahko zaključimo, da se komponenta idealnega transformatorja lahko izloči. To je zaradi tega, ker ostane per-unit impedanca ekvivalentnega krmka transformatorja enakost, ne glede na to, ali je izračunana iz primarne ali sekundarne strani, pod pogojem, da so napetostne baze na obeh straneh izbrani v razmerju preoblikovalnega razmerja. Ta invariantnost izhaja iz konzistentne normalizacije električnih količin, ki zagotavlja, da per-unit predstavitev samoumevno upošteva preoblikovalno razmerje transformatorja brez potrebe po eksplicitnem modeliranju idealnega transformatorja.