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概述:
额定电压就是用电器正常工作时的电压。额定电压是电器长时间工作时所适用的最佳电压。高了容易烧坏,低了不正常工作,灯泡发光不正常,电机不正常运转。
额定电压表示设备的设计电压,通常也是比较容易取得的电源供给电压。此时设备中的各部件都工作在最佳状态,性能比较稳定,寿命也会比较长,在额定电压运行具有最大经济效益。同时指定额定电压有利于电器制造的生产标准化和系列化,有利于电器的互相连接和更换,有利于备件的生产和维修等。
此时电器中的元器件都工作在最佳状态,只有工作在最佳状态时,电器的性能才比较稳定,这样电器的寿命才得以延长。电缆设计和运行的基准电压,用U表示,单位为kV。U--电缆两项导体之间的电压有效值。
由于生产发展的需要和节能降耗的要求,许多供电网络将进行升压改造。原供电电压为3kv。按节能降耗的要求,改为6kv供电。
电网电压是有等级的,电网的额定电压等级是根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水平等因素,经全面分析论证,由国家统一制定和颁布的。
1.用电设备
用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。实际上,由于电网中有电压损失,致使各点实际电压偏离额定值。为了保证用电设备的良好运行,国家对各级电网电压的偏差均有严格规定。显然,用电设备应具有比电网电压允许偏差更宽的正常工作电压范围。
2.发电机
发电机的额定电压一般比同级电网额定电压高出5%,用于补偿电网上的电压损失。
3.变压器
变压器的额定电压分为一次和二次绕组。对于一次绕组,当变压器接于电网末端时,性质上等同于电网上的一个负荷(如工厂降压变压器),故其额定电压与电网一致,当变压器接于发电机引出端时(如发电厂升压变压器),则其额定电压应与发电机额定电压相同。
对于二次绕组,额定电压是指空载电压,考虑到变压器承载时自身电压损失(按5%计),变压器二次绕组额定电压应比电网额定电压高5%,当二次侧输电距离较长时,还应考虑到线路电压损失(按5%计),此时, 二次绕组额定电压应比电网额定电压高10%。
案例分析计算方法
电机型
额定电压 保护发电机、电动机的避雷器额定电压可以按1.25倍发电机、电动机额定电压选择
3.15kVUr=1.25*3.15=3.9375≈4kV
6.3kVUr=1.25*6.3=7.875≈8kV
10kVUr=1.25*10.5=13.125≈13.5kV
电站型
常规算法:
6kVUr=6*1.15*1.1*1.3≈10kV
10kVUr=10*1.15*1.1*1.3≈17kV
35kVUr=35*1.15*1.25≈51kV
国家标准规定,系统供电端电压为额定电压Un的k倍,220kV及以下系统k=1.15.
Sic避雷器的灭弧电压:10kv及以下最高运行电压的1.1倍,35kv为系统最高电压,110kv及以上为系统最高电压的80%。
氧化锌避雷器额定电压在sic避雷器灭弧电压基础上乘以1.2~1.3倍。
避雷器
以国内避雷器的设计、制造水平,一般η=80%。Uc=Ur*η。(η=√2*Um/√3/U1mA≈0.8)
6kVUc=10*0.8=8kV
10kVUc=17*0.8=13.6kV
35kVUc=51*0.8=40.8kV
保证单相接地持续运行2h不动作,最严重情况单相接地和甩负荷同时发生,此时理论上过电压为1.99倍。
6kVUc≥1.99*6*1.15/√3≈7.9kV
10kVUc≥1.99*10*1.15/√3≈13.2kV
6kVUc≥1.99*35*1.15/√3≈46.2kV
荷电率η=0.8,
6kVUr=1.25*7.9=9.875≈10kV
10kVUr=1.25*13.2=16.5≈17kV
35kVUr=1.25*46.2=57.75≈58kV