一、标幺值的定义
短路电流计算中常采用标幺值。标幺值是某些电气量的实际有名值与所选定的同单位规定值之比,即
例如,某发电机的端电压用有名值表示为UG=10kV,如果用标幺值表示,就必须先选定基准值。
若选基准值UB=10.5kV,则UG*=UG/UB=1。
若取基准值UB=10kV,则UG*=UG/UB=1.05。
可见标幺值是一个没有量纲的数值,对于同一个有名值,基准值选得不同,其标幺值也就不同。因此,说明一个量的标幺值时,必须同时说明它的基准值;否则,标幺值的意义不明确。标幺值的符号为各量符号加下角码“*”。
二、基准值的选取
1.基准值选取原则
在三相系统的短路电流计算时常涉及4个电气量,即电压、电流、功率和电抗。各量的基准值之间应服从以下规定:
对于功率方程,有
对于欧姆定律,有
用标幺值计算时,首先要选取4个电气量的基准值。这4个电气量的基准值可以任意选取,一般是选取基准功率和基准电压SB,UB,基准电流和基准电抗由公式求得,即
2.基准值选取
基准值是可以任意选择的,在实用计算中,为了计算的方便一般取基准容量SB=100MV·A,基准电压用各级线路或短路点所在线路的平均电压,即UB=Uav。我国电力系统中常用到的各电压级的平均标称电压对照值见表14-1。一般在计算短路电流时,计算哪一级的短路电流就选取该级线路的平均电压作为基准电压。
表14-1 线路额定电压和平均电压 单位:kV
三、不同基准值的标幺值之间的换算
在工程实际中,通常电力系统中的发电机、变压器、电抗器等电气设备,在产品手册中给出的相对值是以额定值为基准值的相对值,即称为额定相对值。而各设备的额定值又往往不相同。基准值不同的标幺值是不能直接进行计算的,因此,在计算短路电流时,采用相对值法计算短路回路的电抗时,应把所有电气设备的电抗归算到统一选定的基准值下才能进行计算。(www.xing528.com)
1.换算原则
换算前后的物理量的有名值保持不变。
换算步骤如下:
(1)将以原有基准值计算出的标幺值还原成有名值。
(2)计算新基准值下的标幺值。
2.举例
以电抗的标幺值为例,已知:SN、UN及XN*,求:SB、UB下的XB*。
则:(1)有名值:
(2)标幺值:
在短路电流的近似计算中,如果取UB=Uav=UN,上式可简化为
四、标幺值的特点
标幺值之所以在相当广泛的领域内取代有名值,是因为标幺值具有以下优点:
(1)在三相电路中,标幺值相量等于线量。
(2)三相功率和单相功率的标幺值相同。
(3)三相电路的标幺值欧姆定律为U*=I*X*,功率方程为S*=U*I*,与单相电路的相同。
(4)当电网的电源电压为额定值时(即U*=1),功率标幺值与电流标幺值相等,且等于电抗标幺值的倒数。
(5)两个标幺基准值相加或相乘,仍得同基准的标幺基准值。
由于上述特点,用标幺值计算短路电流可使计算简便,且结果明显,便于迅速、及时地判断计算结果的正确性。
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