Zgodnie z prawami elektrotechniki wartości impedancji, napięć i prądów przemiennych oraz mocy w obwodach RLC są wyrażane w kategorii liczb zespolonych. Zadaniem metod, algorytmów i programów obliczeniowych jest stworzenie takiego modelu linii, aby można było obliczyć wartości obciążenia linii (mocy czynnych i biernych wpływających Pp, Qp oraz wypływających jp., Q ) na podstawie zaplanowanych warunków pracy takiej linii. Należy zauważyć, że jeśli dane będą wartości napięć U oraz U na krańcach linii, przy czym są to wielkości zespolone:
Up = illJllP = \Up\(cosSp + jsinfip) = Ep+)Fp
Uk = liZje18* = \Uk | (cos 8^ + j sin 8^) = Ek+jFk
to można obliczyć na podstawie prawa Ohma wartości prądów:
I
~L
R+jX
i stąd prądy płynące na początku i końcu linii (wskazania amperomierzy zainstalowanych w stacjach krańcowych) wynoszą:
Można teraz obliczyć moc na początku i końcu linii (wskazania watomierzy):
gdzie symbol * oznacza liczbę sprzężoną.
Należy zauważyć, że wszystkie wzory na moc dotyczą wielkości w obwodach trójfazowych, tak więc powinien występować w nich /3. Ponieważ jednak napięcia występujące we wzorach są napięciami międzyfazowymi, toteż nie trzeba wstawiać /3, a więc obliczone moce są mocami trójfazowymi, natomiast obliczone wartości prądów są razy większe od wskazań amperomierzy.
5.1.2. MODEL TRÓJFAZOWEGO TRANSFORMATORA ENERGETYCZNEGO
Trójfazowy transformator elektroenergetyczny składa się z rdzenia Wykonanego z blach ze stali ferromagnetycznej, na których nawinięte jest sześć uzwojeń: trzy uzwojenia strony pierwotnej połączone w trójkąt lub gwiazdę i trzy uzwojenia strony wtórnej, odpowiednio połączone w trójkąt lub gwiazdę. Do analiz stanów ustalonych układów przesyłowych transformatory praktycznie są
modelowane schematem zastępczym jak na rys. 5.2. Schemat zastępczy trans formatora elektroenergetycznego do obliczeń rozplywowych stanowi dwójnil RX i idealny transformator o przekładni 0.
LIp
Ur |
Ux | |
M |
U*
Rys. 5.2. Transformator i jego schemat zastępczy
Parametry impedancyjne (i?, X) transformatora są obliczane na podstawie pomiarów wykonanych w próbie zwarcia transformatora. Próba ta polega na tym, że zwiera się jedno z uzwojeń, a do drugiego uzwojenia przykłada się niewielkie napięcie (rzędu 10% napięcia znamionowego) takie, żeby w uzwojeniach popłynął prąd znamionowy. Stosunek przyłożonego napięcia do wartości prądu znamionowego wyraża impedancję transformatora, a z pomiaru mocy czynnej wydzielonej w tym przypadku wyłącznie w uzwojeniach transformatora można obliczyć wartość rezystancji uzwojeń. W praktyce wartości rezystancji R i reaktancji X oblicza się z parametrów podanych na tabliczce znamionowej transformatora z następujących wzorów:
R [Q] = APCu[kW3‘^p[kV]
1000 [MV-A]
100 [MV • A] o (5.5)
,_ h
u
gdzie oraz U^ są napięciami znamionowymi transformatora. W obliczeniach nie jest istotne, na którym poziomie napięciowym (górnym czy dolnym)
95