Меню

Системы тока постоянный переменный номинальные напряжения



Системы тока; номинальные и средние напряжения электроустановок. Область использования различных уровней напряжений в ЭЭС.

Электромагнитные переходные процессы в системах электроснабжения.

Основные понятия и определения (электрическая система, система электроснабжения, параметры режима, параметры системы, нормальные и аварийные переходные процессы).

Ответ: Предметом изучения курса «Электромагнитные переходные процессы в электрических системах» является изучение процессов, возникающих в ЭЭС при изменении условий ее работы. ЭЭС представляет собой совокупность устройств, которые можно разбить на две группы: 1. Силовые элементы. К силовым элементам относятся следующие элементы: — вырабатывающие электроэнергию (генераторы);  преобразующие электроэнергию (трансформаторы, выпрямители, инверторы); — передающие и распределяющие электроэнергию (ЛЭП, электрические сети); — потребляющие электроэнергию (нагрузки). 2. Элементы управления. К элементам управления относятся элементы, регулирующие и изменяющие состояние ЭЭС (регуляторы возбуждения синхронных машин, выключатели и т. п.). Для ЭЭС характерны четыре режима работы: нормальный, аварийный, послеаварийный и ремонтный. Аварийный режим является кратковременным режимом, а остальные – продолжительными режимами. Нормальные режимысопровождают текущую эксплуатацию ЭЭС, так как они возникают при обычных эксплуатационных операциях – включении и отключении генераторов, трансформаторов, отдельных ЛЭП и нагрузок, а также при нормальных эксплуатационных изменениях схемы ЭЭС. Аварийные режимывозникают вследствие резких и существенных изменений параметров ЭЭС или режима – при КЗ и их отключении, при аварийном изменении схемы ЭЭС, аварийном отключении генераторов, трансформаторов, ЛЭП и другого оборудования. Состояние ЭЭС характеризуется параметрами режима и параметрами системы. Параметры режима– это мощности, напряжения, токи, углы сдвига векторов токов и напряжений, частота и т. д. Параметры системыопределяются физическими свойствами элементов ЭЭС, схемой и допущениями. К параметрам системы относятся полные, активные и реактивные сопротивления, проводимости элементов ЭЭС, коэффициенты трансформации и т. д. Параметры режима и параметры ЭЭС входят в уравнения, определяющие состояние (режим) ЭЭС. Если режимные и системные параметры постоянны, то режим ЭЭС называют установившимся. Если же происходят значительные изменения параметров режима и системы, то возникают переходные процессы.

Система электроснабжения– это часть ЭЭС, которая включает в себя питающие и распределительные сети, трансформаторы, компенсирующие устройства и нагрузки. Наиболее часто встречающимися причинами возникновения переходных процессов являются: — короткие замыкания в системе; — отключение или обрыв одной или двух фаз в трехфазной системе; — включение и отключение двигателей и других крупных приемников электроэнергии, ЛЭП, генераторов, трансформаторов, автотрансформаторов и др.; — несинхронные включения синхронных машин. Наиболее тяжелые нарушения нормальной работы ЭЭС вызываются КЗ. Поэтому электрооборудование выбирается по параметрам продолжительных режимов и проверяется по параметрам кратковременного аварийного режима, т. е. режима КЗ. При эксплуатации ЭЭС могут иметь место замыкания и короткие замыкания. Замыкание– всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы электрическое соединение различных точек электроустановок между собой или с землей. Короткое замыкание– не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в системах с заземленными нейтралями (или четырехпроводных) – также замыкание одной или нескольких фаз на землю (или на нулевой провод). При КЗ токи в ветвях электроустановки, примыкающих к месту его возникновения, резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима. При анализе работы силовых элементов и элементов управления в условиях КЗ различают три стадии режима КЗ: предшествующий режим, режим КЗ и установившийся режим КЗ. Предшествующий режим– режим работы электроустановки непосредственно перед моментом возникновения КЗ. Режим короткого замыкания– режим работы электроустановки при наличии в ней КЗ. Установившийся режим короткого замыкания– режим КЗ электроустановки, наступающий после затухания во всех цепях свободных токов и прекращения изменения напряжения возбудителей синхронных машин под действием автоматических регуляторов возбуждения.

Системы тока; номинальные и средние напряжения электроустановок. Область использования различных уровней напряжений в ЭЭС.

Ответ:Различные мощность и удаленность приемников электроэнергии от ее источников обуславливают необходимость использования для выработки, передачи и распределения электроэнергии различные величины напряжений. Чем дальше находится потребитель от электрических генераторов и чем выше его мощность, тем целесообразнее передавать ему электроэнергию при более высоком напряжении. Обычно электроэнергия вырабатывается на одном напряжении, преобразуется в энергию более высокого напряжения, передается по электрическим системам к СЭС, где напряжение понижается до необходимого уровня. Такое преобразование наиболее просто и экономично осуществлять на переменном токе с помощью трансформаторов. В связи с этим во многих странах производство и распределение электроэнергии осуществляется по системе трехфазного переменного тока частотой 50 Гц. В ряде отраслей промышленности и транспорта наряду с системой трехфазного тока применяют систему постоянного (выпрямленного) тока (цветная металлургия, химическая промышленность, электрифицированный транспорт и т. д.). Одним из основных параметров любой электроустановки является ее номинальное напряжение, т. е. напряжение, при котором она предназначена для нормальной работы. В табл. 1.1 приведены принятые в нашей стране стандартные номинальные напряжения для стационарных электроустановок сильного тока напряжением выше

1000 В (ГОСТ 6962–75).

Для электроустановок постоянного (выпрямленного) и переменного тока напряжением до 1000 В приняты следующие номинальные напряжения, В: — постоянный ток – 110, 220, 440, 660, 750, 1000; — трехфазный переменный ток – 220/127, 380/220, 660/380. Напряжение 380/220 В (где 380 В – величина линейного напряжения, 220 В – величина фазного напряжения) широко применяют для питания силовой и осветительной нагрузок. Эти сети выполняют четырех- или пятипроводными с заземленной нейтралью, что обеспечивает автоматическое отключение поврежденной фазы при замыкании ее на землю и, следовательно, повышает безопасность обслуживания этих сетей. Напряжение 660/380 В используют для питания мощных нагрузок и мощных (до 400 кВт) электродвигателей. Напряжения 6, 10 кВ используют в промышленных, городских, сельскохозяйственных распределительных сетях, а также для питания двигателей мощностью от нескольких сотен до нескольких тысяч киловатт. На напряжении 11–28 кВ вырабатывают электроэнергию генераторы электростанций. Напряжения 35, 110, 220 кВ применяют в питающих и распределительных сетях, а также для питания мощных распределительных подстанций в городах и на крупных промышленных предприятиях, а напряжения 220, 330, 750 кВ – при выполнении межсистемных линий электропередачи и передаче электроэнергии от электростанций к крупным потребителям, удаленным на большие расстояния.

Источник

Номинальное напряжение (электрической установки): определение, особенности, диапазоны

Определение.

Номинальное напряжение (электрической установки) (nominal voltage (of an electrical installation)) — это значение напряжения, которым обозначают и идентифицируют электрическую установку или часть электрической установки (определение на основе ГОСТ 30331.1-2013) [1]. Принято краткое обозначение — Un .

Примечание к определению: переходные напряжения, вызванные, например, коммутационными переключениями, и временные колебания напряжения из-за ненормальных условий, таких как повреждения в системе питания, не учитываются.

Харечко Ю.В. в своей книге [4] подытоживает:

« То есть каждая электроустановка, включая электроустановку здания, характеризуется одним или несколькими значениями номинального напряжения. Фактическое значение напряжения в электроустановке может отличаться от номинального напряжения в пределах допустимых отклонений. »

[4]

Особенности

О некоторых особенностях использования номинального напряжения писал в своей книге [2] Харечко Ю.В.

« Электроустановку здания, как правило, подключают к низковольтной распределительной электрической сети. Сама электроустановка здания представляет собой совокупность взаимосвязанного электрооборудования, выполняющего определенные функции. Поэтому посредством, в том числе, номинального напряжения выполняют согласование характеристик всего электрооборудования, применяемого и в распределительной электрической сети, и в электроустановке здания с целью обеспечения его нормального функционирования. »

[4]

Значения номинального напряжения для электроустановок зданий, а также для других низковольтных и высоковольтных электроустановок установлены стандартом ГОСТ 29322-2014 [2], который распространяется на:

  • на электрические системы переменного тока номинальным напряжением более 100 В и стандартной частотой 50 Гц или 60 Гц, используемые для передачи, распределения и потребления электроэнергии, и электрооборудование, применяемое в таких системах;
  • на тяговые системы переменного и постоянного тока;
  • на электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением менее 120 В и частотой (как правило, но не только) 50 или 60 Гц, электрооборудование постоянного тока с номинальным напряжением менее 750 В. К такому оборудованию относятся батареи (из элементов или аккумуляторов), другие источники питания переменного или постоянного тока, электрическое оборудование (включая промышленное и коммуникационное) и бытовые электроприборы.
Читайте также:  Энергия магнитного поля постоянных токов

Диапазоны значений

Стандарт ГОСТ 29322-2014 устанавливает значения стандартного напряжения, которые предназначены для применения в качестве [2]:

  • предпочтительных значений для номинального напряжения электрических систем питания;
  • эталонных значений для электрооборудования и проектируемых электрических систем.

В таблице 1 подраздела 3.1 «Системы и электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением от 100 В до 1000 В включительно» стандарта ГОСТ 29322-2014 приведены номинальные напряжения систем переменного тока в диапазоне от 100 В до 1000 В, которыми следует руководствоваться при выборе номинального напряжения в распределительных электрических сетях и подключаемых к ним электроустановках зданий.

a) Значение 230/400 В является результатом эволюции систем 220/380 В и 240/415 В, которые завершили использовать в Европе и во многих других странах. Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять.

b) Значение 400/690 В является результатом эволюции системы 380/660 В, которую завершили использовать в Европе и во многих других странах. Однако систему 380/660 В до сих пор продолжают применять.

c) Значение 200 или 220 В также используют в некоторых странах.

d) Значения 100/200 В также используют в некоторых странах в системах с частотой 50 или 60 Гц.

В стандарте ГОСТ 29322-2014 [2] указано, что таблицей 1 учтено наличие однофазных электрических цепей, представляющих собой ответвления от трехфазных четырехпроводных и однофазных трехпроводных электрических систем. Меньшие значения в первой и второй колонках таблицы 1 являются напряжениями между фазой и нейтралью 1 , большие значения – напряжениями между фазами 2 . Если указано одно значение, оно относится к трехфазным трехпроводным электрическим системам и устанавливает напряжение между фазами. Меньшее значение в третьей колонке таблицы 1 является напряжением между фазой и нейтралью, большее значение – напряжение между фазными проводниками 3 .

Стандартом ГОСТ 29322-2014 установлено, что при нормальных условиях оперирования напряжение питания 4 не должно отличаться от номинального напряжения системы больше чем на ±10%. В стандарте также указано, что диапазон используемых напряжений 5 зависит от изменений напряжения на зажимах питания и падения напряжения, которое может быть в потребительской электроустановке 6 .

Например, номинальное напряжение 230/400 В обозначает следующее: 230 В – напряжение между фазой и нейтралью, 400 В – напряжение между фазами. Напряжение в точке подключения однофазной электроустановки здания к низковольтной электрической сети должно быть равным 230 В ± 10 %, трёхфазной электроустановки здания – 400 В ± 10 %.

Напряжения, превышающие 230/400 В, предназначены для применения в электроустановках промышленных и больших торговых предприятий, поскольку они характеризуются большими нагрузками и протяженными электрическими цепями.

Пояснения к написанному выше:

« 1) Напряжение между фазой и нейтралью – напряжение между фазным и нейтральным проводниками в заданной точке электрической цепи. »

« 2) Напряжение между фазами – напряжение между двумя фазными проводниками в заданной точке электрической цепи. »

« 3) В однофазной трехпроводной электрической системе, сети или цепи имеются два фазных проводника и нейтральный проводник или PEN-проводник, а также может быть защитный проводник. »

« 4) Термин «напряжение питания» определен стандартом ГОСТ 29322-2014 следующим образом: напряжение между фазами или напряжение между фазой и нейтралью на зажимах питания. »

« 5) Термин «диапазон используемых напряжений» определен стандартом ГОСТ 29322-2014 следующим образом: диапазон напряжений в штепсельных розетках или в точках фиксированных электроустановок, к которым должны быть присоединены электроприемники. »

« 6) К потребительским электроустановкам, в том числе, относятся электроустановки зданий. »

Номинальное напряжение трехфазных электроустановок жилых и общественных зданий, медицинских учреждений и торговых предприятий, как правило, равно 400 В, однофазных – 230 В. Это значение было установлено ГОСТ 29322 еще в 1993 г. Однако до сих пор указанное номинальное напряжение не нашло должного применения в нашей стране. Даже на уровне нормативных документов употребляют значения 220 и 380 В.

Наибольшие и наименьшие значения напряжения на зажимах питания и на зажимах электроприемника приведены в справочном приложении А «Наибольшие и наименьшие значения напряжения на зажимах питания и электроприемников для систем переменного тока с номинальным напряжением от 100 В до 1000 В включительно» стандарта ГОСТ 29322-2014.

a) , b) , c) , d) — смотрите текст из таблицы 1

2) Термин «используемое напряжение» (utilization voltage) определен стандартом ГОСТ 29322-2014 так: напряжение между фазами или напряжение между фазой и нейтралью в штепсельных розетках или в точках фиксированных электроустановок, к которым должны быть присоединены электроприемники.

В таблице A.1 указаны наибольшие и наименьшие значения напряжения на зажимах питания и выводах электроприемников. Они рассчитаны по данным таблицы 1 стандарта ГОСТ 29322-2014 и следующим указаниям, приведенным в подразделе 525 «Падение напряжения в установках потребителя» стандарта МЭК 60364-5-52:2001: при отсутствии других соображений, рекомендуется, чтобы на практике падение напряжения между вводом в электроустановку пользователя и электрооборудованием было не более 4% от номинального напряжения электроустановки.

Однако в таблице G.52.1 действующего стандарта ГОСТ Р 50571.5.52-2011 для низковольтных электроустановок, подключаемых к электрическим сетям общего пользования, установлены иные значения максимального падения напряжения:

  • для электрических светильников – 3%;
  • для других электроприемников – 5%.

Поэтому значения наименьшего используемого напряжения, приведенные в таблице A.1 стандарта МЭК 60038, необходимо согласовать с требованиями стандарта ГОСТ Р 50571.5.52-2011. Для этого последнюю колонку таблицы A.1 следует заменить двумя колонками, в которых привести значения наименьшего используемого напряжения, которые рассчитаны с учетом максимального падения напряжения, равного 3 и 5% от номинального напряжения электроустановки.

Стандартом МЭК 60449 и его национальным аналогом – ГОСТ 32966-2014 [3] для электроустановок зданий установлено два диапазона напряжения переменного и постоянного тока. В таблице 1 раздела 3 «Диапазоны напряжения переменного тока» приведены два диапазона напряжения переменного тока, а в таблице 2 раздела 4 «Диапазоны напряжения постоянного тока» приведены два диапазона напряжения постоянного тока. По этим диапазонам напряжения классифицируют электроустановки в зависимости от их номинального напряжения.

Эти 2 таблицы в объединенном виде смотрите ниже:

При этом в трехфазной четырехпроводной и однофазной трехпроводной электрических системах переменного тока заземляют нейтрали. В трехфазной трехпроводной и однофазной двухпроводной электрических системах переменного тока, в которых нет нейтралей, заземляют фазные проводники.

В трехпроводной электрической системе постоянного тока заземляют среднюю часть, находящуюся под напряжением. В двухпроводной электрической системе постоянного тока, в которой нет средней части, находящейся под напряжением, заземляют полюсный проводник.

2) Под изолированной или неэффективно заземленной системой понимают электрическую систему, в которой все части, находящиеся под напряжением, изолированы от земли или одна из частей, находящихся под напряжением, заземлена через большое полное сопротивление.

3) Напряжение между фазой и землей – напряжение между фазным проводником и эталонной землей в заданной точке электрической цепи.

4) Напряжение между полюсом и землей – напряжение между полюсным проводником и эталонной землей в заданной точке электрической цепи.

Диапазон II в таблице 1 стандарта ГОСТ 32966-2014 [3] охватывает все номинальные напряжения, указанные в таблице 1 стандарта ГОСТ 29322-2014. Диапазон I устанавливает верхнюю границу сверхнизкого напряжения переменного тока, которое применяют в электроустановках зданий в таких мерах защиты от поражения электрическим током, как «сверхнизкое напряжение, обеспечиваемое БСНН и ЗСНН». В таблице 1 стандарта ГОСТ 29322-2014 указаны номинальные напряжения переменного тока от 100 В до 1000 В, а в низковольтных электроустановках применяют электрооборудование и электрические цепи, функционирующие при напряжении менее 100 В.

Кроме того, в стандарте ГОСТ 29322-2014 не указаны номинальные напряжения постоянного тока для низковольтных электроустановок. Поэтому в таблице 6 подраздела 3.6 «Электрооборудование переменного тока с номинальным напряжением менее 120 В и постоянного тока с номинальным напряжением менее 750В» стандарта ГОСТ 29322-2014 приведены номинальные напряжения электрооборудования переменного тока, попадающие в диапазон I, и электрооборудования постоянного тока, попадающие в оба диапазона напряжения (I и II).

1) Поскольку напряжение элементов или аккумуляторов менее 2,4 В и выбор типа применяемого элемента или аккумулятора для различных областей использования основан на иных критериях, чем его напряжение, эти напряжения не указаны в таблице. Соответствующие технические комитеты МЭК могут устанавливать типы элементов или аккумуляторов и соответствующие напряжения для конкретных применений

Читайте также:  Фибрилляция сердца при воздействии электрического тока

2 По техническим и экономическим причинам для специфических областей применения могут потребоваться другие напряжения.

Согласно данным таблицы 6 стандарта ГОСТ 29322-2014 в электрических цепях переменного тока электроустановок зданий, функционирующих при сверхнизком напряжении, обычно применяют электрооборудование, которое имеет номинальное напряжение 6, 12, 24 и 48 В. Возможно также использование электрооборудования с номинальным напряжением 5, 15 и 36 В. Если в электроустановке здания используют электрооборудование постоянного тока, то оно, как правило, имеет значения номинального напряжения, указанные в первых двух колонках таблицы 6 стандарта ГОСТ 29322-2014.

Источник

Системы тока и номинальные параметры электроустановок

На электростанциях вырабатывается трехфазный переменный ток частотой 50 Гц и напряжением 3,15; 6,3; 10,5; 15,75 и 21 кВ. Часть электрической энергии передается потребителям по ЛЭП на генераторном напряжении, другая часть поступает на расположенную рядом повышающую трансформаторную подстанцию (см. рис. 1.2 и 1.3), где напряжение повышается до десятков или сотен киловольт. Передача электроэнергии высоким напряжением на большие расстояния более экономична, так как снижаются ее потери в проводах ЛЭП. Принято выбирать напряжение ЛЭП из расчета 1 кВ на 1 км длины ЛЭП. Изменение напряжения электросети в сторону увеличения или уменьшения влечет за собой изменение уровня изоляции линий электропередачи, сечения приводов, следовательно, затрат металла на ЛЭП и их стоимости. Экономически выгодное напряжение для передачи в каждом отдельном случае находят, выполняя соответствующие технико-экономические расчеты.
Трехфазные сети напряжением 380/220 В обычно используют для питания осветительных электроустановок и электродвигателей небольшой мощности. Эти сети выполняют четырехпроводными (три фазы и нулевой провод) с заземленной нейтралью, что обеспечивает автоматическое отключение поврежденной фазы при замыкании ее на землю, что повышает безопасность обслуживания таких сетей.
В ряде отраслей народного хозяйства наряду с системой трехфазного тока применяют систему постоянного тока.
Напряжение 600 В постоянного тока используют в тяговых сетях трамвая и троллейбуса; 825 В постоянного тока — для метрополитена; 3000 В — для электрифицированных магистральных дорог. Постоянный ток используется в цветной металлургии и химической промышленности.
Система однофазного переменного тока напряжением 25 кВ нашла широкое применение в тяговых сетях электрифицированных железных дорог.
Длительное или кратковременное состояние, возникающее в электрической установке и характеризующееся определенными параметрами (напряжение, ток, мощность, частота и т. д.), называется режимом работы. Режим, для которого спроектированы и изготовлены машины и аппараты, называется номинальным. Он характеризуется номинальными параметрами.
Номинальным параметром называется указанное изготовителем электротехнического устройства значение параметра, являющееся исходным для отсчета отклонений от этого значения при эксплуатации и испытаниях устройства. Номинальные параметры указываются в каталогах, справочниках, на щитках оборудования, их величина задается заводами-изготовителями. К номинальным можно отнести параметры, не указанные на заводском щитке электротехнического устройства, но относящиеся к номинальному режиму работы.
Одним из основных параметров, определяющим уровень изоляции оборудования электроустановки, является номинальное напряжение, при котором электроустановка предназначена для нормальной работы в течение срока, гарантированного изготовителем.
Ниже приведена шкала действующих значений номинальных межфазных напряжений приемников электроэнергии и линий электропередачи
U , кВ: 0,22; 0,38; 0,66; 3; 6; 10; 20; 35; 110; 220; 330; 500; 750; 1150.
Номинальным током электрических аппаратов и оборудования называется наибольший допустимый ток, при прохождении которого сколь угодно длительное время температура нагрева токоведущих частей и изоляции не превышает установленной нормами величины при определенной расчетной температуре окружающей среды. Для электрических машин и аппаратов температура окружающей среды в большинстве случаев принимается +35° С. В целях унификации оборудования установлены следующие значения номинальных токов /ном, А: 1,0; 1,6; 2,5; 4; 6,3, а также десятичные кратные и дольные значения этих токов.
Номинальная мощность определяется номинальными напряжением и током, а также количеством фаз электрооборудования.

Источник

Системы тока и номинальные напряжения электроустановок

Причины использования различных величин напряжения в электроустановках

Различные мощность и удаленность приемников электроэнергии от ее источников обуславливают необходимость использовать для выработки, передачи и распределения электроэнергии различные величины напряжения. Чем дальше находится потребитель от электрических генераторов и чем выше его мощность, тем целесообразнее передавать ему электроэнергию при более высоком напряжении.

Обычно электроэнергия вырабатывается на одном напряжении, преобразуется в энергию более высокого напряжения, передается по электрическим сетям к системе электроснабжения (СЭС), где напряжение понижается до необходимого уровня. Система электроснабжения (СЭС) — это часть электрической системы, которая включает в себя питающие и распределительные сети, трансформаторы, компенсирующие устройства и нагрузки.

Причины использования различных величин напряжения в электроустановкахТакое преобразование наиболее просто и экономично осуществлять на переменном токе с помощью трансформаторов. В связи с этим во многих странах производство и распределение электроэнергии осуществляется по системе трехфазного переменного тока частотой 50 Гц.

В ряде отраслей народного хозяйства наряду с системой трехфазного тока применяют систему постоянного (выпрямленного) тока (цветная металлургия, химическая промышленность, электрифицированный транспорт и т.д.).

Номинальные напряжения электроустановок

Одним из основных параметров любой электроустановки является ее номинальное напряжение, т.е. напряжение, при котором она предназначена для нормальной работы.

Номинальные напряжения электроустановокДля электроустановок постоянного (выпрямленного) и переменного тока напряжением до 1,0 кВ приняты следующие номинальные напряжения, В: Постоянный ток 110, 220, 440, 660, 750, 1000. Трехфазный переменный ток 220/127, 380/220, 660/380.

Напряжение 380/220 В широко применяют для питания силовой и осветительной нагрузок. Эти сети выполняют четырех проводными (три фазы и нулевой провод) с заземленной нейтралью, что обеспечивает автоматическое отключение поврежденной фазы при замыкании ее на землю и, следовательно, повышает безопасность обслуживания этих сетей.

Напряжение 660/380 В используют для питания мощных (до 400 кВт) электродвигателей.

Номинальные напряжения электроустановокНапряжение 6, 10 кВ используют в промышленных, городских, сельскохозяйственных распределительных сетях, а также для питания двигателей мощностью от нескольких сотен до нескольких тысяч киловатт.

На напряжении 11-27 кВ производят электроэнергию генераторы электростанций.

Напряжения 35, 110, 220 кВ применяют в питающих и распределительных сетях, а также для питания мощных распределительных подстанций в городах и на больших промышленных предприятиях, а напряжения 220, 330, 500, 750, 1150 кВ — при выполнении межсистемных линий электропередачи и пере-даче электроэнергии от электростанций к крупным потребителям, удаленным на большие расстояния.

Источник

Всё об энергетике

Электрические сети. Номинальные напряжения. Допустимые отклонения

Номинальные напряжения электрических сетей, источников и приёмников электрической энергии постоянного и переменного тока промышленной частоты определяются комплексом документов: ГОСТ 23366, ГОСТ 721, ГОСТ 21128, ГОСТ 6962 и ГОСТ 29322.

Ряд стандартных напряжений

Ряд стандартных напряжений установлен ГОСТ 23366 для постоянного и переменного тока промышленной частоты. Напряжение на выводах проектируемого оборудования должно соответствовать значениям этого ряда, за исключением некоторых случаев [3, п.2] . Ниже приведены стандартный ряд напряжений для потребителей электрической энергии [3, таб.1] . Основной ряд напряжений постоянного и переменного тока потребителей электрической представлен в таблице 1, вспомогательный ряд напряжений переменного тока — в таблице 2, а постоянного тока — в таблице 3.

Таблица 1 — Ряд напряжений постоянного и переменного тока потребителей электрической энергии

№ п/п U, В № п/п U, В
1 0,6 14 1140
2 1,2 15 3000
3 2,4 16 6000
4 6 17 10000
5 9 18 20000
6 12 19 35000
7 27 20 110000
8 40 21 220000
9 60 22 330000
10 110 23 500000
11 220 24 750000
12 380 25 1150000
13 660
Таблица 2 — Вспомогательный ряд напряжений переменного тока потребителей электрической энергии

№ п/п U, В
1 1,5
2 5
3 15
4 24
5 36
6 80
7 2000
8 3500
9 15000
10 25000
11 150000
Таблица 3 — Вспомогательный ряд напряжений постоянного тока потребителей электрической энергии

№ п/п U, В № п/п U, В № п/п U, В № п/п U, В
1 0,25 11 24 21 300 31 5000
2 0,4 12 30 22 400 32 8000
3 4,5 13 36 23 440 33 12000
4 1,5 14 48 24 600 34 25000
5 2 15 54 25 800 35 30000
6 3 16 80 26 1000 36 40000
7 4 17 100 27 1500 37 50000
8 5 18 150 28 2000 38 60000
9 15 19 200 29 2500 39 100000
10 20 20 250 30 4000 40 150000
Читайте также:  Проводники почему проводят ток примеры

Стандартный ряд напряжений для источников и преобразователей (например: генератор, трансформатор и т.п.) электрической энергии [3, таб.2] . Ряд напряжений для переменного тока приведен в таблице 4, для постоянного — в таблице 5.

Таблица 4 — Ряд напряжений переменного тока источников и преобразователей электрической энергии

№ п/п U, В № п/п U, В
1 6 15 10500
2 12 16 13800
3 28,5 17 15750
4 42 18 18000
5 62 19 20000
6 115 20 24000
7 120 21 27000
8 208 22 38500
9 230 23 121000
10 400 24 242000
11 690 25 347000
12 1200 26 525000
13 3150 27 787000
14 6300 28 1200000
Таблица 5 — Ряд напряжений постоянного тока источников и преобразователей электрической энергии

№ п/п U, В № п/п U, В
1 4,5 8 230
2 6 9 460
3 12 10 600
4 28,5 11 1200
5 48 12 3300
6 62 13 6600
7 115

При выборе напряжения следует отдавать предпочтение основному ряду.

Номинальное напряжение электрооборудования до 1000 В

Номинальное напряжение оборудования до 1000 В регламентировано стандартом ГОСТ 21128. Ряд номинальных напряжений приведён в таблице 6 [2, с.2] .

Таблица 6 — Номинальное напряжение источников, преобразователей, систем электроснабжения, сетей и приёмников до 1000 В

Род и вид тока Номинальное напряжение, В
источников и преобразователей систем электроснабжения, сетей и приёмников
Постоянный 6; 12; 28,5; 48; 62; 115; 230; 460 6; 12; 27; 48; 60; 110; 220(230); 440
Переменный:
однофазный 6; 12; 28,5; 42; 62; 115; 230 6; 12; 27; 40; 60; 110; 220(230)
трёхфазный 42; 62; 230; 400; 690 40; 60; 220(230); 380(400); 660(690); (1000)

Примечание:
В скобках указаны значения напряжения для электрических сетей согласно [6, таб.1]

Номинальное напряжение электрооборудования свыше 1000 В

Номинальное напряжение электрооборудования свыше 1000 В регламентировано ГОСТ 721. Ряд номинальных напряжений приведён в таблице 7 [1, с.3] .

Таблица 7 — Номинальные междуфазные напряжения для сетей напряжением свыше 1000 В

Сети и приёмники, кВ Генераторы и синхронные компенсаторы, кВ Трансформаторы и автотрансформаторы без РПН, кВ Трансформаторы и автотрансформаторы с РПН, кВ Наибольшее рабочее напряжение электрооборудования, кВ
Первичные обмотки Вторичные обмотки Первичные обмотки Вторичные обмотки
(6) (6,3) (6) и (6,3)* (6,3) и (6,6) (6) и (6,3)* (6,3) и (6,6) (7,2)
10 10,5 10 и 10,5* 10,5 и 11,0 10,0 и 10,5* 10,5 и 11,0 12,0
20,0 21,0 20,0 22,0 20,0 и 21,0* 22,0 24,0
35 35 38,5 35 и 36,75 38,5 40,5
110 121 110 и 115 115 и 121 126
(150)* (165) (158) (158) (172)
220 242 220 и 230 230 и 242 252
330 330 347 330 330 363
500 500 525 500 525
750 750 787 750 787
1150 1150 1200

Примечание:
1. Напряжения указанные в скобках не рекомендуются для вновь проектируемых сетей и электроустановок;
2. Напряжения, обозначенные «*» для трансформаторов и автотрансформаторов, присоединяемых непосредственно к шинам генераторного напряжения электростанций или к выводам генератора;

В РФ исторически сложились две системы напряжений (кВ):

  • 110 — 330 — 750
  • 110 — 220 — 500 — 1150

Первая система напряжений (110 — 330 — 750) преобладает в западной части РФ, а вторая (110 — 220 — 500 — 150) — в её восточной части. В сетях центральной части РФ нет явного преобладания одной системы напряжений на другой, это своего рода переходная зона.

Номинальное напряжение тяговых систем (электрифицированного транспорта)

Номинальное напряжение для электрифицированного транспорта регламентировано ГОСТ 6962 и ГОСТ 29322. В таблице 8 приведен ряд номинальных напряжений для тяговых подстанций и токоприемников электрифицированного транспорта [4, стр.3][6, таб.2] .

Таблица 8 — Номинальные напряжения тяговых подстанций и токоприемников электрифицированного транспорта

Вид электрифицированного транспорта Напряжение, В
на шинах тяговой подстанции на токоприемнике электрифицированного транспорта
Железные дороги
Магистральные:
переменного тока
(27500) 25000
постоянного тока (3300) 3000
Промышленные:
подъездные и карьерные пути переменного тока
(27500) 25000
подъездные, карьерные и внутризаводские пути постоянного тока (3300)
(1650)
(600)
3000
1500
600 (550)
Городской электрифицированный транспорт
метрополитен (825) 750
трамвай, троллейбус (600) 600 (550)

Примечание:
В скобках указаны значения напряжения согласно [4, стр.3]

Допустимые отклонения напряжения

В реальности, при эксплуатации электрических сетей, источников, преобразователей и потребителей электрической энергии напряжения на них отличается от номинальных параметров. Это может быть связано с нарушением нормального режима работы оборудования, потерями электроэнергии при передаче и т.п. ГОСТ 29322-2014 частично регламентирует допустимые значения отклонения напряжения.

Для электрооборудования напряжением 100 ÷ 1000 В этот диапазон ограничивается значением ±10% [6, таб.1] . Иными словами для чайника рассчитанного на номинальное напряжение 230 В допускается работа при повышении напряжения вплоть до 252 В и его просадке до 198 В. Подробнее ниже, в таблице 9 [6, таб.А.1] .

Таблица 9 — Наибольшее и наименьшее напряжения источников и приёмников электрической энергии напряжением 100 ÷ 1000 В включительно

Системы Номинальная частота, Гц Напряжение, В
Номинальное напряжение источников и приёмников электроэнергии Наибольшее напряжение источников и приёмников электроэнергии Наименьшее напряжение источников электроэнергии Наименьшее напряжение приёмников электроэнергии
Трехфазные трех-, четырехпроводные системы 50 230 253 207 198
230/400 253/440 207/360 198/344
400/690 440/759 360/621 344/593
1000 1100 900 860
60 120/208 132/229 108/187 103/179
240 264 216 206
230/400 253/440 207/360 198/344
277/480 305/528 249/432 238/413
480 528 432 413
347/600 382/660 312/540 298/516
600 660 540 516
Однофазные трехпроводные системы 60 120/240 132/264 108/216 103/206

Допустимые отклонения напряжения для тяговых систем (электрифицированного транспорта) приведены в таблице 10 (источник — [6, таб.2] ).

Таблица 10 — Наибольшее и наименьшее напряжение тяговых систем

Вид системы Частота, Гц Напряжение, В
Номинальное Наибольшее Наименьшее
Системы постоянного тока 600* 720* 400*
750 900 (975) 500 (550)
1500 1800 (1950) 1000 (1100)
3000 3600 (3850) 2000 (2200)
Однофазные системы переменного тока 50 или 60 6250* 6900* 4750*
16 2/3 15000 17250 12000
50 или 60 25000 27500 (29000) 19000

Примечание:
1. Номинальные напряжения обозначенные «*» не рекомендуются для вновь проектируемых сетей и электроустановок;
2. В скобках указаны значения напряжения согласно [4, стр.3]

У электрооборудования напряжением 1 ÷ 35 кВ ГОСТ 29322-2014 устанавливает допустимое отклонение примерно ±10% [6, таб.3] .

Допустимые отклонения напряжения для электрооборудования 35 ÷ 230 кВ регламентированы ГОСТ 29322-2014 частично, а для электрооборудования напряжением свыше 230 кВ не регламентированы вовсе. Но это, вообще говоря, предмет отдельной статьи.

Историческая справка

Номинальные напряжения электрических сетей, источников и приёмников электрической энергии постоянного и переменного тока промышленной частоты до 1992 определялись комплексом документов ГОСТ 23366, ГОСТ 721, ГОСТ 21128, ГОСТ 6962. ГОСТ 23366 устанавливал ряд стандартных напряжений для электроустановок, ГОСТ 21128 регламентировал номинальное напряжение в электроустановках до 1000 В, для электроустановок свыше 1000 В — ГОСТ 721, а ГОСТ 6962 — номинальные напряжения для городского электрифицированного транспорта и железных дорог.

В 1992 был издан ГОСТ 29322-92 «Стандартные напряжения» который по замыслу разработчиков должен был использоваться в комплексе с ГОСТ 721, ГОСТ 21128, ГОСТ 23366 и ГОСТ 6962 [5, с.1] . По своей сути ГОСТ 29322, являясь документом подготовленным методом прямого применения международного стандарта МЭК 38-83 [5, c.6] , предназначался для искоренения исторически и территориально сложившихся номинальных напряжений и их приведения к «европейскому» стандарту. В конечном итоге ГОСТ 29332 должен был заменить комплекс документов ГОСТ 721/21128/23366/6962.

Второе издание ГОСТ 29332 выпало на 2014 год. В этот раз ГОСТ 29332-2014 был составлен «методом перевода» стандарта IEC 60038:2009 и уже не опирался на ГОСТ 721/21128/23366/6962, хотя последние не утратили свою юридическую силу.

Источник