为了使电气设备生产标准化,便于大批生产,在使用中易于互换,电气设备的额定电压必须统一。所谓额定电压,是指发电机、变压器和一切用电设备正常运行时获得最佳经济效果的电压。
1.确定电力系统额定电压的基本原则
(1)线路的额定电压。线路中有电压损失,如图1-5中的用电设备1~4将得到不同的电压,首端的用电设备得到的电压比末端的高用电设备。由于在运行线路上各点电压也不恒定,随负荷变化而变化,所以规定线路的额定电压为线路首端电压V1和末端电压V2的算术平均值,即
图1-5 电网额定电压的说明
(2)用电设备的额定电压。规定:用电设备的额定电压等于供电线路的额定电压。一般用电设备的实际工作电压允许在额定电压的±5%范围内变动,而线路的电压损失一般为10%,所以始端电压V1比额定电压Ve高5%,而末端电压V2比额定电压Ve低5%,从而保证所有用电设备均处于良好的运行状态。
(3)发电机及变压器的额定电压。发电机处在线路首端,因此规定:发电机的额定电压Ve比接入它的线路电压高5%。例如在10kV线路中,发电机的额定电压为10.5kV。
变压器具有用电设备和发电机的双重作用。它的一次绕组接收电能,相当于用电设备;二次绕组输出电能,相当于发电机。变压器的额定电压如下:
①变压器一次绕组的额定电压分两种情况。当变压器直接与发电机相连时,如图1-5中的变压器T1,其一次绕组额定电压应与发电机额定电压相同,即高于同级电网额定电压5%;当变压器不与发电机相连,而是连接在线路上时,如图1-5中的变压器T2,则可看作线路的用电设备,因此一次绕组额定电压与电网的额定电压相同。(www.xing528.com)
②变压器二次绕组的额定电压也分两种情况。首先要明确,变压器二次绕组的额定电压,是指变压器一次绕组加上额定电压而二次绕组为空载时的电压,当二次绕组带上额定负载后,其中有电流通过,产生了阻抗压降,约为5%。因此,如果变压器二次侧供电线路较长(高压电网),则二次绕组的额定电压比电网额定电压高10%(其中一部分补偿变压器满载时内部5%的电压降,另一部分考虑变压器二次侧电压应高于电网额定电压5%),如图1-5中的T1;如果变压器二次侧线路不太长(如低压电网)或变压器短路电压值较小,变压器二次侧的额定电压可采用高于电网额定电压5%,如图1-5中的变压器T2。
2.电力系统额定电压的分类
按照国家标准,额定电压可分为以下两类。
(1)3kV以下的设备与系统的额定电压。此类额定电压包括直流、单相交流和3kV以下的三相交流3种,见表1-3。供电设备的额定电压是指电源(蓄电池、交直流发电机、变压器的二次绕组等)的额定电压。
表1-3 3kV以下的额定电压 V
(2)3kV以上的设备与系统的额定电压。此类电压均为三相交流线电压,国家标准规定见表1-4。
表1-4 额定电压及其最高电压 kV
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