当前课程知识点:供配电技术 > 第一章 供配电技术概述 > 1.3 电力系统额定电压 > 1.3 电力系统额定电压
同学
你好
今天我们要讲解的内容
是电力系统的额定电压
为了使电力工业
和电工制造业的生产标准化
系列化和统一化
世界上许多国家和有关国际组织
都制定了有关额定电压等级的一个标准
电气设备的额定电压
是指国家根据国民经济发展的需求
技术 经济的合理性
以及电机电器制造工业的水平等因素来
确定的
电力系统的额定电压
包括电力系统当中各种发电
供电 用电设备的额定电压
电网的额定电压
只能选用国家规定的
额定电压值
它是各类电气设备
额定电压的一个基本依据
接下来我们来看一下
如图所示就是一个电力系统图
当线路输送功率的时候
沿线路的电压分布
通常是首端电压
要高于末端电压的
看这个地方
AB段 也就是首端电压
要高于末端电压
如图沿线AB段的电压分布
就如UA UB所示
图中我们发现用电设备
1~6的端电压是各不相同的
所谓线路的额定电压
UN实际上就是线路的平均电压
二分之一UA加UB
而各用电设备的额定电压
通常取与同级线路的额定电压相等
使所有用电设备能够在
接近它的额定电压下运行
接下来我们来看一下电力系统当中
各种设备的额定电压是如何来规定的
首先来看第一个
用电设备的额定电压
那么用电设备额定电压UN
就应该等于它所在电网的额定电压
第二类发电机的额定电压
发电机在线路当中相当于一个电源
所以说它的电压要比
线路的电压要高一个5%
因为发电机它是处于线路的首端的
所以说发电机的额定电压
UG它应该等于
它所在电网额定电压的
1.05倍
第三类设备变压器
变压器的额定电压是这样来确定的
变压器有一次侧和二次侧
通过我们对电力系统的分析
发现
变压器的一次侧是用于接收电能的
所以说变压器的一次侧
相当于一个用电设备
因此变压器一次侧的额定电压
是这样规定的
如果变压器是一个降压变压器
一次侧的额定电压
就等于所在线路的额定电压
也就是UN
等于UNW
如果变压器的一次侧
与发电机直接相连
也就是说如果变压器是电力系统
当中的一个升压变压器
这个时候
变压器一次侧的额定电压
应该与发电机它的额定电压是相匹配的
也就是说
如果变压器的一次侧
与发电机直接相连
它的额定电压UN
就应该等于UG
这是变压器的一次侧额定电压
二次侧额定电压
变压器的二次侧
它是用于把电能分配出去
所以说变压器的二次侧
在线路当中相当于一个电源
因此其额定电压是这样规定的
那么变压器的二次侧的额定电压
UN等于线路电压的1.1倍
如果
变压器的二次侧所接的线路是
一个10KV以下的线路
这个时候它的额定电压UN就等于
1.05倍的UNW
下面这张表格就表示出了
电网当中各种设备额定电压的规定
首先我们看对于用电设备来说
它的电压应该与电网的电压是相等的
而我国规定的
电网的电压主要包括220V
380V
660V一直到500KV
对于发电机来说
发电机的额定电压要比
电网的电压高5%
我们以10KV线路为例
电网电压为10KV
它所连接的发电机
电压就要高5%
为10.5KV
电力变压器
它的一次侧相当于一个用电设备
因此变压器一次侧的额定电压
应该与电网的电压是相等的
例如说对于10KV的线路
变压器一次侧的额定电压为10KV
如果变压器它直接与发电机相连的话
它的额定电压就要与
发电机的电压是相等的
例如说假设我们这个地方
变压器是一个升压变压器
它一次侧是与发电机相连的
这个时候它的电压就应该等于发电机
的额定电压
我们再来看变压器的二次侧绕组
的额定电压
变压器的二次侧
的额定电压应该比
所在电网电压高10%
也就是说应该等于1.1倍的UN
我们仍然是以10KV线路为例
如果变压器二次侧
与10KV线路相连的话
它的额定电压就应该等于11KV伏
这就是关于
电网当中各种设备
额定电压的一个规定
接下来我们来通过一个例题
再继续讲解一下
如图所示
线路当中
有发电机 变压器T1
变压器T2和变压器T3
在这个图当中我们标出了这段线路
它的电压为110KV
这块线路电压为10KV
这段线路电压为6KV
这条线路电压为380V
然后我们来求取一下发电机G
变压器T1
变压器T2以及变压器T3
它们的额定电压
首先我们来看
对于发电机
它是与10KV的线路
相连接的
所以说发电机的额定电压应该比
所在线路的额定电压高5%
所以可以得到
UG等于10.5KV
接下来我们来判断T1的额定电压
T1的一次侧
是与发电机直接相连的
所以说变压器的一次侧电压应该为
10.5KV
再来看二次侧
变压器的二次侧与
110KV的线路直接相连
因此
二次侧的电压应该为121KV
所以说T1变压器它就是
10.5/121kV
我们再来看T2
T2的一次侧
是与线路直接相连的
因此T2的一次侧的额定电压
应该等于110kV
二次侧
二次侧是与一个6kV的线路相连
因此二次侧的额定电压
应该等于线路额定电压的1.05倍
那么6kV×1.05
就等于6.3kV
所以说
那么T2的电压就是110/6.3kV
同样的T3
T3的一次侧
接的是10kV的线路
它的二次侧接的是380V的线路
因此T3变压器
它就应该是一次侧是10kV
二次侧是380V的1.05倍
380V等于0.38KV
它乘以1.05等于
0.399KV
也就是说约等于0.4KV
所以说对于T3变压器来说
它应该是一个10/04kV的
通过这个例题
大家应该就对
电网当中各种设备的
额定电压有了一个更加深刻的理解
接下来我们来看一下
额定电压的选择
在选择额定电压的时候
我们需要考虑如下的几个因素
第一个因素就是负荷的大小和距离
距离电源的远近
对供电电压的选择是有很大关系的
对于某一个供电电压
必然有与它所对应的最合理的
供电容量和供电距离
如果导线是按照经济电流密度选择的
根据计算证明
当电压一定的时候
能量损耗
与有色金属量的消耗都和负荷的
距离是成正比的
下面这张表格
就为我们列写出了各级
电压电力线路合理的输送功率
和输送距离
我们以110KV的架空线路为例
来看一下
它的输送功率和输送距离
对于110KV的架空线路
它允许输送的功率为
10000~50000kW
允许的距离为
50~150km
这是就是我们的
各级电力线路
的输送功率和输送距离
与电压等级的一个关系
接下来我们来看一下
影响供电电压的其他因素
主要包括
导线截面的大小
工业企业的生产班次
和负荷曲线的均衡程度
负荷的功率因数
电价制度
折旧费用在设计时所占投资额
的一个百分比
以及国家规定的还本年限
还有是否有大型用电设备
这些都会影响到
我们供电电压的选择
第三个方面就是地区的原有电压
对工业企业的供电电压是有一个非常的
严格的限制作用的
通常来说
企业的供电电压
只能根据地区的电压来进行选择
当有以下情况的时候
企业的电压才有选择的余地
分别是第一种情况
就是当某个地区它有两个不同的供电电压
并且这两个电压等级都具备对企业供电的
可能性的时候
企业是可以选择供电电压的
另外就是由于建造和改造大型企业
致使地区电网也需要改建的时候
这个时候可以将地区电网的改建与
企业供电系统的改建统一来考虑
第三种情况就是当企业
有自备电厂的时候
企业可以选择供电电压
输配电网络额定电压的选择
在规划设计时又称为电压等级的选择
它是关系到
供电系统建设费用的高低
运行是否方便
设备的制造是否经济合理的一个
综合性问题
并且是非常复杂的
在输送距离和传输容量一定的条件下
如果我们所用的额定电压越高
则线路上的电流就越小
相应的线路上的功率损耗
电能损耗和电压损耗也就越小
并且我们可以采用
较小截面的导线以节约
有色金属
但是如果电压等级过高
就对线路的绝缘要求也会加强
会使杆塔的几何尺寸也要随着导线之间的
距离和导线对地之间的距离的增加而增大
这样线路的投资和杆塔的材料消耗
就要大大的增加
同样线路两端的升压 降压
变电所的变压器
以及断路器等设备的投资
也要随着电压的增高而增大
因此我们说采用过高的额定电压
并不一定恰当
一般来说
我们的传输功率越大
输送距离越远
我们选择一个较高的电压等级
是有利的
通过公式我们可以得到
功率越大
电压等级越高
传输是有利的
但是前面我们也分析了
电压也不能过高
过高也会增加我们的投资
接下来我们来看一下
工业企业供电系统的
高压的配电电压
的选择
主要是取决于当地供电电源电压和
企业高压用电设备的电压
容量和数量等因素
目前来说
工业企业内部采用的高压配电电压
通常是6kV~10kV的
如果当地的电源电压为35kV
我们就可以采用高压深入负荷中心
直降配电的方式
另外我们来看一下
低压配电电压的选择
低压配电电压我们一般选择
380V
或者220V的供电电压
那么对于少数的采矿
石油和化工等部门
我们也可以使用660V
1140V或者
是2kV的供电电压
关于电力系统额定电压的内容
我们就讲到这里
谢谢
-1.1 电力系统基本概念
--美国艾文帕发电站
--1.1 小测试
-1.2 工业企业供电系统简介
--1.2 工业企业供配电系统简介 小测试
-1.3 电力系统额定电压
--1.3 额定电压 小测试
-1.4 电力系统中性点运行方式
--1.4 电力系统中性点运行方式 小测试
-1.5 章节测试
-2.1 电力负荷基本概念
--2.1
-2.2 设备容量
--2.2 设备容量
--2.2 设备容量
--2.2 设备容量 小测试
-2.3 电力负荷实用计算(一)
--负荷计算方法比较
--2.3 小测试1
-2.3 电力负荷实用计算(二)
--2.3 小测试2
-2.4 供电系统的功率损耗和电能损耗
--2.4 供电系统的功率损耗和电能损耗 小测试
-2.5 工业企业负荷计算
--2.5 工业企业负荷计算 小测试
-2.6 单元测试
-3.1 电力线路基本知识
--3.1 电力线路的接线形式小测试
--3.1 小测试
-3.2 电力线路的架设
--身边的杆塔
--瓷横担
--3.2 电力线路的结构与敷设 小测试
-3.3 电力线路的选择
--3.3 导线的选择 小测试
-3.4 电力线路单元测试
-4.1 电力网基础知识
--4.1 小测验
-4.2 电力网潮流计算
--4.2 电力网潮流计算 小测试
-4.3 单元测试
-5.1 电能节约
--5.1 电能节约
--5.1 小测试
-5.2 电压调整
--5.2 电压调整
--5.2 小测试
-5.3 电网高次谐波及其抑制
--5.3 小测试
-5.4 功率因数
--5.4 功率因数
--5.4 小测试
-5.5 单元测试
-6.1 低压配电系统的接地方式
--6.1 小测试
-6.2 接地的概念及种类
--6.2 小测试
-6.3 接地电阻的要求及接地装置的敷设
--6.3 小测试
-6.4 单元测试
-7.1 电气照明基础知识
--7.1 小测试
-7.2 工业企业常用电光源及灯具
--7.2 小测试
-7.3 电气照明的照度计算
--7.3 小测试
-7.4 工业企业照明供电系统
--7.4 小测试
-7.5 单元测试

