Меню

Номинальное питающее напряжение формула

Выбор номинальных напряжений при проектировании электрических сетей

Экономические факторы являются первопричиной того, что выбор номинальных напряжений при проектировании электрических сетей происходит на самом начальном этапе.

При усилении номинального напряжения сети (Uном) фундаментальные расходы на ее обустройство (стоимость подстанций также учитывается) повышаются. При этом из-за уменьшения энергетических утрат снижаются годовые издержки на эксплуатацию. Для решения вопроса с напряжением нужно выполнить технико-экономическое сопоставление колебаний сети при разных напряжениях.

Подробнее о проектировании инженерных сетей — в этом разделе. Строительство электрических сетей — здесь.

История освоения номинальных напряжений

Подбор номинального напряжения сети

Основной задачей для проектирования сетей является принятие экономически резонных решений, по обеспечению потребителей электроснабжением при min затратах. При этом необходимо стремиться к безубыточности электроснабжения и качеству электрической энергии.

От уровня Uном существенно зависят утраты мощности в сети. Получается, что между степенью номинального напряжения и нормами режима работы сети прослеживается тесная взаимосвязь.

Действующим стандартам соответствуют такие уровни номинального напряжения в сети: 380V, 660V, 10, 20, 35, 110, (150). Ряд продолжается значениями 220, 330, 500, 750, 1150 kW.

Чтобы определить подходящий уровень номинального напряжения специалисты используют несколько методов. Наиболее точные способы: эмпирические калькуляции, вычисления по схемам и графикам, а также исходя из наработок в проектировании электросетей.

В населенных пунктах действующие сети обладают уровнем напряжения 380/220 Вольт. Производственные сети обладают Uном 380 и 660 V.

Среднеуровневые сети напряжения в городских застройках и на предприятиях используют на уровне 10 kW, имеются сети и с уровнем напряжения шесть кВ. Электрическое снабжение городов и индустриальных точек выполняют на номинальном напряжении уровня 35-220 кВ иногда и выше.

Эксперты обосновали, что экономически выгодно эксплуатировать подстанции глубокого ввода в случае, когда первичное напряжение преобразовательной электроустановки приближено к очагу электрической нагрузки.

Питающие сети применяют уровень номинального напряжения 35-330 киловатт. Основные сети энергетических систем такие, как совокупности электростанций, а также линии дальних электропередач выполняют на напряжении 330-750 киловатт.

Как выбрать номинальное напряжение

Формулы номинального напряжения

Используя эмпирические формулы либо графики для выявления междуфазного (номинального) напряжения, необходимо понимать, что они дают возможность рассчитать уровень напряжения для линии с нагрузкой на ее окончании.

В случае, если схема сети относится к сложным, то в первую очередь следует определить потоки мощности на главных участках сети. Затем уже по полученным значениям высчитать уровень номинального напряжения.

Бывает, что расчетный показатель оказывается в центре диапазона номинальных напряжений, и нет возможности определить наиболее выгодное значение. В таком случае сравнивают сети с разным уровнем напряжения и останавливаются на той, затраты по которой будут сведены к наименьшему значению.

Номинальные напряжения сети

Важность проектирования электрических сетей

В электроэнергетике проектированию электрических сетей уделяют особое значение. Грамотный расчет нагрузок и их равномерное распределение в разы снижают риск образования асимметрии. Это важно, поскольку при допущении несимметрии появляются дополнительные потери электричества быстро выходит из строя оборудование, сокращается срок службы проводов. Кроме того, наблюдается неустойчивость напряжения в сети.

Типы электродвигателей

Спроектированная сеть проверяется по ряду требований:

  • высокая надежность;
  • качественные характеристики электроэнергии;
  • экономичность;
  • надежность и безопасность потребления;
  • достижимость дальнейшего развития.

Проектирование электрических сетей должно основываться на расчете электрических нагрузок.

Если какая-либо нагрузка будет не учтена либо рассчитана неверно, то следствием ошибки может стать постоянный перегрев кабелей и их досрочная деформация.

Что касается жилых домов, то даже при самых тщательных расчетах невозможно предусмотреть всех вариантов возможных перегрузок. Чтобы предупредить случайные нагрузки используют метод расчета по максимально перегруженной фазе.

Читайте также:  Трехфазный стабилизатор напряжения 380 вольт

Хорошо спланированной считается электрическая сеть при допустимом показателе в 2% асимметрии. По чертежам этот уровень выявить невозможно, его определяют на практике. Для расчетов коэффициента проводят специальные замеры напряжения.

Уже при четырех процентах дисимметрии сокращается срок службы оборудования примерно в два раза. При десяти процентах снижается срок эксплуатации всей электрической сети на 20%.

Источник

Номинальные напряжения электрических сетей и области их применения

Номинальные напряжения электрических сетей и области их применения Номинальным напряжением U н источников и приемников электроэнергии (генераторов, трансформаторов) называется такое напряжение, на которое они рассчитаны в условиях нормальной работы.

Номинальные напряжения электрических сетей и присоединяемых к ним источников и приемников электрической энергии устанавливаются ГОСТом.

Шкала номинальных напряжений для сетей переменного тока частотой 50 Гц междуфазное напряжение должно быть 12, 24, 36, 42, 127, 220, 380 В; 3, 6, 10, 20, 35, 110, 150, 220, 330, 500, 750, 1150 кВ, для сетей постоянного тока -12, 24, 36, 48, 60, 110, 220, 440, 660, 3000 В.

Для электрических сетей трехфазного переменного тока напряжением до 1 кВ и присоединенным к ним источников и приемников электроэнергии ГОСТ 721-78 устанавливает следующие значения номинальных напряжений:

Сети и приемники — 380/220 В; 660/380 В

Источники — 400/230 В; 690/400 В.

Номинальное напряжение генераторов с целью компенсации потери напряжения в питаемой ими сети принимается на 5% больше номинального напряжения этой сети (см. табл. 1).

Номинальные напряжения первичных обмоток, повышающих трансформаторов, присоединяемых к генераторам, приняты также на 5% больше номинальных напряжений подключаемых к ним линий.

Первичные обмотки понижающих трансформаторов имеют номинальные напряжения, равные номинальным напряжениям питающих их линий.

В табл. 1. приведены номинальные и наибольшие рабочие напряжения электрических сетей, генераторов и трансформаторов напряжением выше 1 кВ, принятые ГОСТ 721 — 78.

Таблица 1.1. Номинальные напряжения трехфазного тока, кВ

Сети и приемники Трансформаторы и автотрансформаторы Наибольшее рабочее напряжение
без РПН c РПН
первичные обмотки вторичные обмотки первичные обмотки вторичные обмотки
6 6 и 6,3 6,3 и 6,6 6 и 6,3 6,3 и 6,6 7,2
10 10 и 10,5 10,5 и 11 10 и 10,5 10,5 и 11 12,0
20 20 22 20 и 21,0 22,0 24,0
35 35 38,5 35 и 36,5 38,5 40,5
110 121 110 и 115 115 и 121 126
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

Питание цепей управления, сигнализации и автоматизации электроустановок, а также электрифицированного инструмента и местного освещения в производственных цехах осуществляется на постоянном токе напряжениями 12, 24, 36, 48 и 60 В и на переменном однофазном токе 12, 24 и 36 В. Электроприемники постоянного тока питаются на напряжениях 110; 220 и 440 В. Напряжения генераторов постоянного тока 115; 230 и 460 В.

Электрифицированный транспорт и ряд технологических установок (электролиз, электропечи, некоторые виды сварки) получают питание на напряжениях, отличных от приведенных выше.

Читайте также:  Трансформатор напряжения гост схема

У повышающих силовых трансформаторов номинальное напряжение первичной обмотки совпадает с номинальным напряжением трехфазных генераторов. У понижающих трансформаторов первичная обмотка является приемником электроэнергии, и ее номинальное напряжение равно напряжению сети.

Номинальные напряжения вторичных обмоток трансформаторов, питающих электрические сети, на 5 или 10 % выше номинальных напряжений сети, что дает возможность компенсировать потери напряжения в линиях: 230, 400, 690 В и 3,15 (или 3,3); 6,3 (или 6,6); 10,5 (или 11); 21 (или 22); 38,5; 121; 165; 242; 347; 525; 787 кВ.

Номинальные напряжения электрических сетей и области их применения

Напряжение 660 В рекомендуется для питания силовых электроприемников. По сравнению с напряжением 380 В оно имеет ряд преимуществ: меньшие потери энергии и расход проводникового материала, возможность применения более мощных электродвигателей, меньшее количество цеховых ТП. Однако для питания мелких двигателей, цепей управления электроприводом и сетей электроосвещения необходимо устанавливать дополнительный трансформатор на 380 В.

Напряжение 3 кВ используется только для питания электроприемников, работающих на этом напряжении.

Электроснабжение предприятий, внутризаводское распределение энергии и питание отдельных электроприемников выполняются на напряжениях свыше 1000 В.

Напряжения 500 и 330 кВ применяются для питания особенно крупных предприятий от сетей энергосистемы. На напряжениях 220 и 110 кВ осуществляется питание крупных предприятий от энергосистемы и распределение энергии на первой ступени электроснабжения.

На напряжении 35 кВ питаются предприятия средней мощности, удаленные электропотребители, крупные электроприемники и распределяется энергия по системе глубоких вводов.

Напряжения 6 и 10 кВ используются для питания предприятий малой мощности и в распределительных сетях внутреннего электроснабжения. Напряжение 10 кВ целесообразнее, если источник питания работает на этом напряжении, а число электроприемников на 6 кВ невелико.

Напряжения 20 и 150 кВ широкого применения на промышленных предприятиях не находят из-за использования их только в некоторых энергосистемах и отсутствия соответствующего электрооборудования.

Выбор напряжения сети производится одновременно с выбором схемы электроснабжения, а в некоторых случаях — на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Источник



Как выбирается номинальное напряжение проектируемой электрической сети. От каких факторов оно зависит. Эмпирические формулы выбора номинального напряжения.

Номинальное напряжение электрической сети существенно влияет как на ее технико-экономические показатели, так и на технические характеристики. Так, например, при повышении номинального напряжения снижаются потери мощности и электроэнергии, т. е. снижаются эксплуатационные расходы, уменьшаются сечения проводов и затраты металла на сооружение линий, растут предельные мощности, передаваемые по линиям, облегчается будущее развитие сети, но увеличиваются капитальные вложения на сооружение сети. Сеть меньшего номинального напряжения требует, наоборот, меньших капитальных затрат, но приводит к большим эксплуатационным расходам из-за роста потерь мощности и электроэнергии и, кроме того, обладает меньшей пропускной способностью. Из сказанного очевидна важность правильного выбора номинального напряжения сети при ее проектировании.

Экономически целесообразное номинальное напряжение зависит от многих факторов: мощности нагрузок, удаленности их от источников питания, их расположения относительно друг друга, от выбранной конфигурации электрической сети, способов регулирования напряжения и др. Ориентировочное значение Uном можно определить по значению передаваемой мощности и расстоянию, на которое она передается. Напряжение выбирают, исходя из полученного распределения потоков мощности и протяженности участков сети. Чем больше передаваемая по линии мощность и расстояние, на которое она передается, тем выше по техническим и экономическим нормам должно быть номинальное напряжение электропередачи. Номинальное напряжение можно приближенно оценить одним из следующих способов: а) по кривым на рис. 6.5, а и б; б) по эмпирическим выражениям; в) по табл. 6.5 пропускной способности и дальности передачи линий. Кривые на рис. 6.5 характеризуют экономически целесообразные области применения электрических сетей разных номинальных напряжений.

Читайте также:  Напряжение используемое светодиодной лентой

Это обобщающие зависимости, построенные в результате сравнения приведенных затрат для многочисленных вариантов сети с разными Р, I и Uном. Кривые на рис.6.5 ориентировочно характеризуют границы равноэкономичности для систем напряжений 110—220—500 кВ(кривые 1-4) и 110(150)—330—750 кВ (кривые 5—7). Например, точки кривой 2 соответствуют значениям P и l, для которых равноэкономичны варианты

В отличие от эмпирических выражений (6.23), (6.24) формула (6.25) дает удовлетворительные результаты для всей шкалы номинальных напряжений от 35 до 1150 кВ. Таблица 6.5 характеризует пропускную способность и дальность передачи линий 110—1150 кВ. В таблице учтены наиболее часто применяемые сечения проводов, практика их выбора и фактическая средняя длина воздушных линий. Отметим, что номинальное напряжение, равное 400 кВ не стандартное и мало распространенное. В столбце 4 приведены значения передаваемой мощности, определенные на основании опыта проектирования для сечений проводов, указанных в столбце 2. Из табл. 6.5 видно, что передаваемая мощность, определенная на основании опыта проектирования, для средних сечений проводов близка к натуральной мощности электропередачи или совпадает с ней. При увеличении передаваемой мощности экономически целесообразная дальность передачи уменьшается (рис. 6.5). Предельная дальность передачи для данного Uном соответствует наименьшей передаваемой мощности. Фактическая дальность передачи для ВЛ всех напряжений, как правило, значительно ниже предельной. В столбце 6 табл. 6.5 приведены средние длины линий электропередачи, т. е. среднее расстояние между двумя подстанциями. Например, средняя длина линии 500 кВ составляет 280 км. Средняя дальность передачи отличается от средней длины линии и определяет среднее расстояние, на которое передается электроэнергия на данном напряжении. Среднюю дальность передачи можно оценить как половину средней длины линии соседнего высшего для данной шкалы класса напряжения, которая характеризует расстояние между центрами питания рассматриваемой сети. Например, средняя дальность электропередачи по сети 220 кВ равна половине средней длины линии 500 кВ, т.е. 140 км.

Варианты проектируемой электрической сети или отдельные ее участки могут иметь разные номинальные напряжения. Обычно сначала определяют номинальное напряжение головных, более загруженных участков. Участки кольцевой сети, как правило, необходимо выполнять на одно номинальное напряжение. Найденные по рис. 6.5, табл. 6.5 либо по одной из формул (6.23) — (6.25) напряжения округляются до ближайшего номинального. Все эти три способа позволяют определить по передаваемой мощности и расстоянию, на которое она передается, лишь ориентировочное значение Uном. После определения ориентировочного значения Uном надо для каждой конкретной сети наметить ограниченное число вариантов различных номинальных напряжений для их последующего технико-экономического сравнения. В результате сравнения приведенных затрат для этих вариантов сети при различных номинальных напряжениях можно обоснованно выбрать номинальное напряжение всей сети или отдельных ее участков.

| следующая лекция ==>
Правовая доктрина — считалась и считается в течение длительного времени характерным источником права для англо-саксонской правовой семьи. | Научные факты, гипотезы, теории как формы научного познания.

Дата добавления: 2016-05-05 ; просмотров: 4702 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник