Напряжения электрических сетей

Номинальное напряжение – напряжение, для которого предназначена или идентифицирована электрическая сеть и применительно к которому устанавливают ее рабочие характеристики.

Напряжение электропитания – среднеквадратическое значение напряжения в определенный момент времени в точке передачи электрической энергии пользователю электрической сети, измеряемое в течение установленного интервала времени.

Низкое напряжение – напряжение, номинальное среднеквадратическое значение которого не превышает 1 кВ.

Среднее напряжение – напряжение, номинальное среднеквадратическое значение которого превышает 1 кВ, но не превышает 35 кВ. Различают среднее первое СН-1 (35 кВ) и среднее второе СН-2 напряжения (20; 10; 6 и 1 кВ).

Высокое напряжение – напряжение, номинальное среднеквадратическое значение которого превышает 35 кВ, но не превышает 220 кВ (220 кВ, 110 кВ).

Сверхвысокое напряжение – напряжение, номинальное среднеквадратическое значение которого составляет 330; 500 или 750 кВ;

Ультравысокое напряжение – напряжение, номинальное среднеквадратическое значение которого составляет превышает 750 кВ (1150 кВ, 1500 кВ).

В сетях промышленных предприятий напряжением до 1 кВ принята следующая градация напряжений: 380/220, 660, 1140 В. Номинальные напряжения источников приняты на 5 % выше – 400/230, 690, 1200 В.

В сетях выше 1 кВ приняты напряжения: 6, 10, 20, 35, 110, 220 кВ. Напряжения генераторов на электростанциях – 6,3; 10,5; 21 кВ. Напряжения трансформаторов: в первичных обмотках – 6,3; 10,5; 21; 37; 115; 230 кВ, во вторичных обмотках – 6,6; 11; 22; 38,5; 121; 242 кВ.

В электрических распределительных сетях предприятий, как правило, используются напряжения до 1 кВ (380/220, 660 и 1140 В) и выше 1 кВ (6, 10, 20 кВ). В системе внешнего электроснабжения предприятий наиболее распространенными являются напряжения 35, 110 и 220 кВ.

Напряжение 380/220 В используется в трехфазных четырехпроводных сетях, обеспечивающих совместное питание трехфазных и однофазных приемников (осветительные приборы, инструмент). Наибольшая единичная мощность приемников в таких сетях не превышает 400 кВт.

Напряжение 1140 В применяется в шахтных электроустановках и горных комплексах. Это связано с необходимостью уменьшения тока электроприемников и облегчения кабельной сети. Электроустановки с оборудованием на 1140 ( ·660) В, хотя и имеют уровень напряжения выше 1000 В, относятся к низковольтным, так как все оборудование (трансформаторы, кабели, коммутационные и защитные аппараты, электродвигатели) разработаны на базе электротехнических устройств на напряжение 660 В.

Напряжение 20 кВ применяется в районах, близких от ТЭЦ с генераторным напряжением 20 кВ, и в некоторых районах, получающих питание от трансформаторов с вторичным напряжением 20 кВ.

Напряжение 35 кВ используется для электроснабжения предприятий средней мощности, при условии распределения электроэнергии при напряжении 6 или 10 кВ. При напряжениях 6 и 10 кВ предпочтение отдается напряжению 10 кВ, так как при этом напряжении потери в сетях ниже, чем при напряжении 6 кВ. Напряжение 6 кВ используется в сетях, построенных до массового применения напряжения 10 кВ, когда перевод этих сетей на напряжение 10 кВ является неоправданным.

Наибольшее применение в питающих линиях находит напряжение 110 кВ. Оно применяется для электроснабжения крупных и средних предприятий. Напряжение 220 кВ применяется для питания крупных энергоемких промышленных предприятий.

При выборе напряжения для системы электроснабжения определяют рациональное напряжение. Для этого используются эмпирические формулы

В Германии используют формулу Вейкерта

; (1.1)

в Швеции — формулу

; (1.2)

в США применяется формула Стилла, которая является видоизмененной формулой (1.2)

; (1.3)

преобразованная С. Н. Никогосовым формула (1.3) имеет следующий вид

, (1.4)

где , – передаваемая мощность (соответственно МВ·А и МВт);

– расстояние, км.

При выборе напряжения можно воспользоваться следующими рекомендациями:

а) если в системе внешнего электроснабжения есть возможность присоединения питающей линии к двум равноудаленным линиям электропередачи с разным номинальным напряжением, а рациональное напряжение имеет промежуточное между ними значение, то следует выбрать более высокое номинальное напряжение;

б) если в системе внешнего электроснабжения есть возможность присоединения питающей линии к двум линиям электропередачи с разным номинальным напряжением, находящимся на разном удалении от объекта электроснабжения, целесообразно выбрать номинальное напряжение линии электропередачи, находящейся на более близком расстоянии;

в) если при проектировании предприятия технологическое оборудование уже заказано, то напряжение в системе внутреннего электроснабжения выбирается под заказанное оборудование;

г) если при проектировании предприятия технологическое оборудование не заказано, то после определения рационального напряжения выбирается более высокое номинальное напряжение распределительной сети, в которой потери электроэнергии снижаются.